我国煤矿井下规模化抽采煤层气技术模式初探

以晋城、两淮和松藻矿区为背景,总结了我国煤矿井下规模化抽采煤层气的技术模式和技术体系。通过对井下采煤和采气工程关系的研究,得出影响井下规模化抽采煤层气技术模式分类的关键因素是煤层渗透率、煤层赋存条件和煤层开采顺序,井下采煤与采气工程相互衔接的关键节点包含是否消除了煤层的突出危险性、是否实现了瓦斯抽采达标和是否能避免上隅角瓦斯超限;基于对井下规模化抽采煤层气技术模式分类和时空衔接关系的研究,结合各矿区抽采技术现状,构建了3种典型模式对应的技术体系,提出井下规模化抽采煤层气技术的发展方向。     

中国煤矿井下规模化抽采煤层气技术模式及适应条件研究

我国煤层气储层条件具有"三低一高"的特点,地面井抽采和井下抽采两者相互结合,取长补短是我国煤层气规模化开发的必由之路。本文通过对山西晋城、安徽两淮、重庆松藻3个示范矿区井下采煤和采气工程相互关系的研究,得出了煤矿井下规模化抽采煤层气技术模式划分方法和依据为煤层渗透率、煤层赋存条件和煤层开采顺序;煤矿井下采煤与采气工程相互衔接的关键节点为是否消除了煤层的煤与瓦斯突出危险性、是否实现了煤层瓦斯抽采达标和是否能避免工作面上隅角瓦斯超限;基于对煤矿井下规模化抽采煤层气技术模式和采煤-采气工程时空衔接关系的研究成果,结合各示范矿区井下煤层气抽采技术的应用现状,构建了3种典型模式对应的技术体系框架;从煤层条件、瓦斯条件和地质条件3个方面建立了典型井下规模化抽采煤层气技术的适应条件。最后,结合我国煤矿安全生产实际,提出了煤矿井下规模化抽采煤层气存在的技术瓶颈及新设想。     

突出矿井煤层气开发与安全高效采煤一体化模式的研究与实践

为解决煤与瓦斯突出矿井煤层气与煤炭协调开发这一技术难题,在多年研究和实践的基础上,利用瓦斯含量测定技术、井下煤层气抽采产能预测技术,以及地面井抽采等多项瓦斯治理技术,结合煤层瓦斯赋存管理平台,提出了突出矿井煤层气开发与安全高效采煤一体化模式,形成了相应的技术体系,诠释了"以采气保采煤,以采煤促采气"的内涵。研究成果成功应用于寺河矿西井区,显著提高了矿井瓦斯灾害治理水平,并取得了良好的经济和社会效益。     

提升晋城煤田采动井产气量关键性地质工程因素的初步研究

目前晋城矿区采煤活动多处于高瓦斯区域,矿井回采工作面瓦斯在煤层气预抽井抽采近5a~12a后,吨煤瓦斯含量有了显著的下降,但由于抽采年限较短工作面的瓦斯含量还处于高位,因此急需一种特殊井型来快速抽采工作面的瓦斯,为此,国家科技重大专项实施了"山西晋城矿区采气采煤一体化煤层气开发示范工程"项目。在工作面采动区进行瓦斯抽放利用,抽采量和抽采浓度不断提高,但受到采煤扰动的影响,采动井井筒时常变形断裂,造成采动井井筒的堵塞无法产气,因此对采动井井筒稳定性控制和研究是提升采动井产气量的关键性地质工程因素,并提出相适应的解决方案。     

晋城矿区废弃矿井采空区煤层气地面抽采研究进展

废弃矿井煤层气资源丰富,抽采废弃矿井煤层气,已成为煤矿区煤层气的重要资源之一.基于山西晋城矿区废弃矿井煤层气抽采实际,系统介绍了废弃矿井采空区煤层气赋存特征及其地面抽采技术的研究进展,分析了废弃矿井采空区煤层气地面抽采研究现状和存在的问题,提出了目前我国废弃矿井采空区煤层气地面抽采研究面临的关键科学问题和研究内容.研究...     

开发模式和增产技术对煤层气采收率影响研究

本文综述了我国现有的开发模式及增产技术,根据资料分析不同开发模式的优缺点,同时在理论上讨论不同开发模式与增产技术之间相互结合对煤层气采收率的影响。其中,晋城矿区采用的采煤采气一体化开发模式,能有效地提高煤层气的采收率;地面直井压裂增产技术是最常用的一种煤层气地面抽采开发模式,同时提出新型的煤层气增产技术——CO2-ECBM。     

中国煤炭学会2013年高层学术论坛

《煤与瓦斯共采理论与关键技术》——中国工程院院士、淮南矿业集团副总经理袁亮 我国煤矿瓦斯地质赋存条件复杂,就瓦斯而言仅靠地面煤层气开采技术不能解决大部分矿区瓦斯治理难题,遏制不了瓦斯事故的发生,必须坚持“两条腿走路”,把瓦斯作为资源,在开采煤炭的同时建立井上下瓦斯抽采系统,把瓦斯集中“抽采”至地面,变害为宝加以利用,即煤矿区井上下瓦斯抽采与地面煤层气开发相结合、采煤采气一体化的技术路线。     

晋城寺河矿井煤层气抽采实践与展望

本文介绍了晋城矿区寺河矿井煤层气抽采的探索与实践，从技术与经济方面分析了煤层气地面抽采的可行性，指出煤层气地面抽采是解决高瓦斯矿井高产高效问题的根本途径。     

晋煤集团高瓦斯矿井煤层气抽采及利用效果

介绍了晋城煤业集团煤层气储量及赋存特点,阐述了"先抽后采"、采煤采气一体和"三级"瓦斯治理的模式、方法及配套抽采方式和工艺。重点叙述了"井上下抽采相结合,井上抽采先行;抽采利用相结合,以用促采",开创了高瓦斯矿井煤层气抽采利用新局面。     

重庆地区煤层气资源开发模式研究

通过研究分析目前国内外煤层气开发模式,结合重庆地区实际地质情况,提出了适合重庆地区的综合开发模式。即:采煤前地面压裂抽采,预抽原始煤层的煤层气;采煤时井下预抽,利用采掘工作的超前压力,开采卸压,进行井下煤层气抽采;采空区及废弃矿井煤层气抽采,通过地面钻井、埋管及巷道抽采煤层气;以及矿井通风煤层气的回收利用。形成了煤层气综合性规模开采的一种最为经济、有效的模式,同时也指出了这一模式需要解决的主要问题与关键技术。     

煤矿区煤层气三区联动立体抽采理论与模式

为了实现煤矿区煤炭与煤层气2种资源的安全高效协调开发,基于煤炭开发时空接替规律,将煤矿区划分为规划区、准备区、生产区3个区间,分别采用地面钻井排采、地面与井下联合抽采以及本煤层钻孔抽采等不同的瓦斯抽采技术以保证煤炭安全高效生产。根据煤矿安全生产容许最高瓦斯含量数学模型、煤层瓦斯压力数值模拟模型和煤层气立体抽采优化专家系统,创立了三区联动的区域递进式立体抽采模式（晋城模式）,提高了煤炭资源采出率,实现了煤矿瓦斯井下抽采和地面原位抽采2个独立产业模式的有效衔接,解决了煤层气开发与煤炭开采的时空矛盾。     

高层位钻孔抽采技术研究与分析

晋城矿区西部和北部属于高瓦斯矿区,瓦斯治理难度大。矿井开采过程中,采空区瓦斯大量涌出严重制约矿井的安全生产。为解决这一技术难题,岳城矿分别对采空区埋管抽放、地面钻井采空区抽放、采区回风巷高位钻孔采空区抽放技术进行了探索应用,取得了显著效果。为进一步提升采空区瓦斯抽放效率,保障综采工作面安全生产,岳城煤矿通过综采工作面高层位采空区抽放技术应用研究收集高层位采空区抽采钻孔抽放参数,分析采空区瓦斯抽放效果并进行高层位采空区抽采钻孔效果评价,获取高层位采空区抽采技术关键指标。     

我国深部煤与瓦斯共采战略思考

我国是世界上瓦斯灾害最严重的国家之一,煤炭资源禀赋与长期的旺盛需求导致我国煤炭开发以每年10~25 m的速度快速向深部转移,深部煤炭开采面临的瓦斯问题更加严峻,从安全、能源、环保3个方面考虑,都需要加大深部煤层煤与瓦斯共采力度。分析了我国深部煤层煤与瓦斯共采现状与面临的问题,指出了我国深部煤层煤与瓦斯共采发展对策,认为我国深部煤层应坚持地面和井下相结合的"两条腿走路"的煤与瓦斯共采模式,从基础理论研究、关键技术及装备研发、示范工程建设、政策扶持等方面提高深部煤层煤与瓦斯共采技术整体水平。     

晋城矿区典型区煤层气地面抽采效果分析

地面抽采煤层气被认为是降低煤层瓦斯含量、解决煤矿安全问题的有效途径,地面抽采效果得到煤矿企业的普遍关注,但一直缺乏工程验证。以晋城寺河矿东五盘区为研究区,其煤层气地面抽采效果评价主要基于两个方面,首先将区块内14口参数检验井的现今含气量数据与原位含气量进行了对比,评价了含气量实际降低情况;其次运用煤储层数值模拟软件(CBM-SIM),通过对141口气井近7 a生产数据的历史拟合、参数修正,开展产能预测,预测了含气量随抽采时间变化规律和未来10 a、15 a的抽采效果。研究结果表明煤矿区地面煤层气抽采可以有效降低煤层瓦斯含量,通过近7 a的地面抽采,寺河矿东五盘区煤层含气量由23 m3/t降至10.51 m3/t,下降幅度平均为55%;通过储层数值模拟得出,抽采7 a、10 a和15 a后3号煤层剩余含气量分别为10.07,7.31,4.35 m3/t,降低幅度分别达57%,69%和82%。     

安阳矿区双全井田煤层气赋存特征分析

安阳矿区双全井田是一个正在建设的矿井,煤层气资源丰富。为了更好地指导该区煤层气开发及煤矿瓦斯灾害治理,根据煤田勘探、煤层气勘探资料,对该井田煤层气的赋存特征进行了系统论述。指出该区煤层压力高、煤的吸附能力强,煤层气含量高,可达10~33.5m3/t,并具有南高北低、东高西低的展布趋势。这种展布规律主要受埋深和地下水动力条件的影响。地下水弱径流区和滞留区成为煤层气富集的有利场所。泥质岩类顶底板为煤层气的保存提供了有利条件,北北东走向的封闭性断层及有利的对接关系是煤层气聚集的又一因素。双全井田的地质条件决定了煤层气的富集,但强烈的构造运动使得煤体破坏为糜棱煤,渗透性差,该区传统工艺下的煤层气开发仍是个值得探讨的问题。     

Gas drainage technology of high gas and thick coal seam

Gas drainage in Jincheng Mining Group Co., Ltd. was introduced briefly and the importance of gas drainage in gas control was analyzed. Combined with coal-bed gas occurrence and gas emission, the double system of gas drainage was optimized and a progressive gas drainage model was experimented on. For guaranteed drainage, excavation and mining and realization of safety production and reasonable exploitation of gas in coal seams, many drainage methods were adopted to solve the gas problem of the working face.     

晋城新区煤与瓦斯共采技术探讨

结合晋城新区的煤层瓦斯赋存特征,对新区矿井煤与瓦斯共采技术及相应的瓦斯抽放钻孔布置进行了探讨。科学合理地布置瓦斯抽放钻孔抽放瓦斯,不仅有利于新区矿井煤炭的开采,而且也有利于煤层瓦斯的开采,从而有利于保持新区矿井安全生产的长期稳定和经济效益的增长。     

绿色开采的概念与技术体系

阐述了煤矿绿色开采概念的提出、内涵及绿色开采技术体系。绿色开采技术的主要内容应包括：保水开采，建筑物下采煤与离层注浆减沉，条带与充填开采，煤与瓦斯共采，煤巷支护与部分矸石的井下处理，煤炭地下气化等。岩层控制的关键层理论为绿色开采研究提供了一个理论平台。     

煤矿绿色开采技术的研究与实践

阐述了煤矿绿色开采的提出、概念及绿色开采技术体系。绿色开采技术的主要内容应包括:保水开采、建筑物下采煤与离层注浆减沉、条带与充填开采、煤与瓦斯共采、煤巷支护与部分矸石的井下处理、煤炭地下气化等,介绍了基于岩层控制的关键层理论开展的绿色开采技术研究与实践成果。     

煤矿区钻探技术装备新进展与展望

我国煤层气资源非常丰富。在煤矿区,煤层气(瓦斯)开发具有增加洁净能源供给、提高煤矿安全生产保障能力、减少温室气体排放等多重效益。地面钻井开发与井下钻孔抽采是煤矿区煤层气(瓦斯)开发的基本途径,同时也是煤矿区应急救援的主要手段。本文介绍了煤矿区地面煤层气开发新技术装备,大直径钻孔施工技术与装备及井下中硬、松软煤层和岩层瓦斯抽采钻孔成孔技术与装备。在此基础上分析了在新形势下煤矿区煤层气(瓦斯)抽采钻孔成孔技术和装备发展需求,为我国煤矿区煤层气(瓦斯)钻孔成孔提供借鉴。