国家能源局:煤层气勘探开发行动计划发布

<正>国家能源局近日发布《煤层气勘探开发行动计划》,其中提出,到2020年,我国将新增煤层气探明地质储量1万亿m3;煤层气(煤矿瓦斯)抽采量力争达到400亿m3。相对于2014年的170亿m3,未来5年,我国煤层气抽采量将增长1倍多。《计划》提出,400亿m3的抽采目标中,地面开发200亿m3,基本全部利用;煤矿瓦斯抽采200亿m3,利用率60%以上。到2020年,我国将建成3~4个煤层气产业化基地,重点煤矿区基本形成煤层气与煤矿瓦斯共采格局。     

基于含水层流线模拟预测煤层气富集高产区

为了直观反映沁水盆地南部地下水动力场特征,从而有效划分煤层气开采有利区,基于区域水文地质条件的分析,利用Quanty View及IES模拟软件对上石炭统太原组15号煤层段含水层进行流线模拟。结果表明:整体趋势是地下水自东北向西南单向网状径流,局部汇流;分别在枣园和潘庄地带形成汇水中心,但不同地段的水动力条件却有所差异,这是造成煤层气井产气(水)量非均质性较强的重要原因。结合分析了地下水动力场与煤层含气量之间的关系,认为地下水的补给区、径流区、滞留区分别对应煤层低含气带(8 m3/t)、中等含气带(8~16 m3/t)、高含气带(16 m3/t)。据此预测得出研究区由边缘向中心依次为煤层气勘探不利区、较有利区和最有利区。     

胜利盆地伊敏组煤层气成藏分析及有利区评价

胜利煤田是二连盆地群中最具有代表性的小型含煤湖盆之一,通过对胜利煤田伊敏组6煤层的煤层气地质特征进行分析,将成藏条件概括为:单层厚度大于10 m,埋深大于300 m;灰分含量小于20%;顶底板泥岩厚度大于5 m,水力封堵条件良好;地温异常发育区;封闭正断层发育区。综合评价了研究区的煤层气富集有利区,为二连盆地低煤阶煤层气资源评价以及勘探区优选提供了参考。     

煤矿区煤层气抽采效果检测指标及评价

采用实测和数值模拟方法对晋城矿区地面煤层气抽采效果进行了检测,实测法检测地面抽采5年后煤层气含量由21.58 m3/t降到10.74 m3/t,气含量降低率为50.2%;数值模拟法检测地面抽采5年、10年后井群范围内气含量降低率均值分别为43.3%和58.2%。煤矿井下抽采15.6个月和29.6个月后,实测法检测煤层气含量由抽采前20.1 m3/t分别降低到11.24 m3/t和4.76 m3/t,气含量降低率均值为44.0%和76.3%。根据实测的煤层气含量和储层数值模拟结果,并结合我国煤矿区煤层气抽采的实践经验和相关管理规定,综合考虑煤矿区煤层气抽采的安全和资源效益,提出以煤层气含量和气含量降低率(或采收率)作为煤矿区煤层气抽采效果检测和评价指标,分别建立了煤矿区地面和井下煤层气抽采效果评价方法。     

川南宜宾地区煤层气资源潜力及有利区优选

川南宜宾地区上二叠统煤层气勘探近年来在局部取得突破,优选出该区煤层气有利区从而推进煤层气大规模商业开发任务紧迫,基于煤田钻孔煤层厚度和瓦斯含量等数据,结合页岩气、煤层气勘查的岩心、测井、试井、现场解吸和分析测试等资料,对该区煤层气地质条件、煤层气资源潜力进行了综合评价,并选用煤层埋深、顶底板岩性、厚度、含气量、煤层集中度、煤体结构等地质参数,利用加权求和法进行煤层气有利区优选,结果表明：该区煤层总厚度3.61～10.02 m,平均6.05 m,受沉积环境影响,西部宣威组煤层垂向分布较为集中,东部龙潭组煤层垂向分布较为分散,宣威组C₇,C₈煤层较集中,为该区煤层气开发主力煤层;煤储层宏观煤岩类型以光亮-半亮型为主,储集空间类型多样,主要发育有胞腔孔、气孔、粒间孔等,煤层镜煤条带中割理发育,孔隙-裂隙系统结构配置合理;煤层现场解吸含气量1.03～18.11 m³/t,平均10.53 m³/t;区内上二叠统煤层气资源量3 465.22×10⁸ m³,资源丰度1....     

晋城矿区煤与煤层气协调开发模式优化决策方法

为进一步提高煤矿区煤与煤层气共采效率,需要对现阶段煤与煤层气协调开发模式进行优化决策,针对该问题,以晋城矿区为研究对象,基于层次规划思想提出了"采煤工作面→采区→矿井"3层级煤与煤层气协调开发模式优化决策思路;界定了采煤工作面煤与煤层气开发3区范围,采用非线性规划数学方法构建了采煤工作面煤与煤层气协调开发模式优化决策理论;基于3区时长控制关键因素建立了3区时长控制机制,明确了特殊阶段转换临界指标;基于优化决策目标内容,采用系统分析及归纳演绎法从安全性、经济性、资源效益性3方面构建了采煤工作面煤与煤层气协调开发效果评价指标体系及评价考核标准,对寺河煤矿东五盘区5301采煤工作面的煤与煤层气协调开发效果进行定量评价应用,验证了评价指标体系具有良好的现场适用性;基于煤层气开发技术和煤层气赋存条件,采用BP神经网络算法,建立了煤层气开采量预测模型,以寺河煤矿地面垂直井和井下顺层长钻孔为煤层气开采技术代表分析论证了其现场可操作性;以3区时长控制机制为纽带、以煤与煤层气开发全生命周期资源量守恒定律为本构模型、引入煤层气开采量预测模型,构建得到以3区时长为最基本待求解变量的采煤工作面煤与煤层气协调开...     

河南省煤层气勘查开发现状及前景分析

河南省煤层埋深2000m以浅的煤层气资源总量约10427.61亿m^3,煤层埋深小于1500m的煤层气资源量为7140.38亿m^3。主要储集层二1煤层,二1煤层为全省普遍发育、属较稳定型的可采煤层,煤厚0～37.78m,平均5.35m,具北厚南薄、自西向东有薄～厚～薄的变化规律。二1煤含气性各煤田存在一定差异,豫北、豫西中南部煤田为中高煤层气含量区,豫西西部和豫东东部煤田为煤层气低含量区。根据储层的煤厚、含气量、煤层气资源丰度、煤级和煤层的渗透性等因素,将河南省煤层气开发前景划分为有利、较有利和潜力区三类地区。     

煤矿区煤层气“四区联动”井上下联合抽采模式与技术体系

为了更好地实现高瓦斯矿区煤炭与煤层气2种资源的安全高效协调开发,在“十一五”“十二五”研发的煤层气“三区联动”立体抽采模式基础上,依托“十三五”国家科技重大专项持续攻关,并紧密结合山西重点煤矿区生产实际,创新研发了全矿区、全层位、全时段的煤矿区煤层气“四区（规划区、准备区、生产区、采空区）联动”井上下联合抽采模式（新晋城模式）和系列技术体系,在山西重点煤矿区得到广泛应用并取得了良好效果。煤矿规划区煤层气地面抽采技术早期主要采用垂直井、定向井、水平井等技术,现已发展至以分段压裂水平井为主导的井工厂化集约开发模式与技术。经十五年的地面超前预抽,晋能控股寺河矿东五盘区3号煤层平均降幅超过55%,该盘区的5310、5311工作面已顺利完成安全高效采煤,实现了高瓦斯煤层的低瓦斯开采。准备区煤层气井上下联合抽采技术充分利用了压裂影响区渗透率大幅提升和井下开放空间抽采生产压差增大的优势,构建了立体抽采网络,提高了煤层气抽采效率,有效缓解了矿井抽掘采接替紧张,促进了高产高效。基于生产区采动活动剧烈和井下工程全开放特点,运用定向钻机精准完成区域递进式顺层钻孔、穿层钻孔、高位定向长钻孔等,精准均衡抽采生产...     

滇东黔西多煤层地区煤层气“层次递阶”地质选区指标体系构建

针对滇东黔西多煤层、高地应力和构造复杂等地质特点,在明确提出煤层气地质选区过程中的有利区、甜点区和甜点段概念的基础上,阐明了3者之间"层次递阶"的关系。有利区指从滇东黔西的众多次级向斜中优选有利向斜,甜点区指从有利向斜中优选煤层气开发"靶区",甜点段是在煤层气开发"靶区"内从垂向上优选组合层段。针对研究区次级向斜多,勘探程度差异大,许多参数无法统一的特点,在有利区优选指标体系中提出了煤层气地质资源量、地质资源丰度和可采资源量相结合的关键指标,煤层气地质资源量和地质资源丰度为一票否决指标;针对研究区构造复杂和高地应力的特点,在甜点区优选指标体系中提出了断层分维值、构造曲率及埋深相结合的关键指标,断层分维值为一票否决指标;针对研究区多煤层发育,易诱发层间干扰的特点,在甜点段优选指标体系中提出了煤体结构、临界解吸压力差和储层压力梯度差相结合的关键指标,煤体结构为一票否决指标;并在各个阶段均提出了相应的参考指标,最终构建了针对研究区特点具有区域特色的煤层气地质选区指标体系。     

煤矿区煤层气与煤炭协调开发模式与评价方法

为了提高我国煤矿区煤层气与煤炭协调开发产业化水平与应用效果,基于煤矿区煤层气与煤炭协调开发时空机制的分析,采用层级划分法,以地面井开发和煤层群开发为分类条件,将全国13个煤炭基地的煤层气与煤炭协调开发模式归为3类,总结并完善了以晋城、两淮和松藻矿区为代表的3种典型煤矿区协调开发模式与配套技术体系。基于煤层气与煤炭协调开发方案的确定与模糊数学评价方法,提出用于评价煤层气与煤炭协调开发效果的协调度概念,建立了煤层气与煤炭协调开发的模糊综合评判模型和指标体系,并以山西晋城无烟煤集团寺河煤矿等矿井为例进行了3种典型协调开发模式下的协调开发效果的初步评价与分析,得出了协调开发状态并指出"十三五"研究方向。为促进我国煤矿区煤层气与煤炭协调开发提供理论支撑,并为协调开发模式在全国煤矿区的优选决策应用奠定基础。     

混联二自由度机械臂的运动学研究

提出了一种混联机械臂,该机械臂是串并联混合机构,具有串联机构工作空间大和并联机构承载能力高的优点,可以实现较大活动空间内对重物的搬运仓储。对该机械臂进行了自由度分析,得到该机械臂的自由度为2,具有平面内的一个移动和一个转动自由度。基于几何解析法分析了该机构的运动学正反解,并且给出了5组正反解分析数值算例,验证了正反解分析的正确性。     

煤中镜质组反射率的测定

介绍了煤中镜质组反射率的测定原理及在测定过程中应注重的问题,从镜质组富集程度的差异性、样品处理、镜质组颗粒鉴别、测试条件和技术方法等方面探讨了其反射率测定的影响因素,并概括论述了煤中镜质组反射率在生产实践中的确定煤级、指导炼焦配煤等实际应用。     

某高速公路岩石单轴抗压强度结果的不确定度评定

依据JTG E41—2005《公路工程岩石试验规程》,结合工程项目实例,对岩石单轴抗压强度进行了试验,对试验结果采用JJF 1059—2012《测量不确定度评定与表示》进行分析与评定,了解测试中造成误差的因素,结果显示影响该项目单轴抗压强度试验的主要因素来源于样品的不均匀性和压力试验机的测量。     

磨机筒体螺栓孔漏料问题分析

对球（棒）磨机筒体衬板螺栓孔漏料、螺栓易松动及断裂原因进行了深入分析,找出了问题的根本所在,提出了处理措施,并给出了全新的结构方案。     

复杂管类零件空间尺寸加工误差分析

介绍某柴油机排气过渡管的加工工艺,分析空间尺寸较多的复杂管类零件的加工工艺及角度误差对空间尺寸的影响。通过角度在公差范围内的微量调整,解决了排气过渡管由于毛坯铸造及加工时找正存在的误差而造成气口处壁厚不均的问题。     

影响横轴式掘进机截割机构振动特性的因素分析

在横轴式掘进机截割机构横向截割的刚体动力学模型基础上,利用计算机模拟方法获得其在不同参数下的振动特性曲线,并分析了截割头质量、悬臂质量、液压系统刚度及阻尼变化对掘进机截割机构振动特性的影响,为研究横轴式掘进机的振动特性,改进机器设计创造了条件.     

煤矿提升机齿轮箱振动分析

提升机作为煤矿中的重要设备,其故障率对于煤炭的安全高效生产有着极为重要的作用。在详细分析了煤矿提升机工作环境和工作特性的基础上,建立了提升机齿轮箱振动的数学模型,分析了速度和载荷变化情况下的提升机齿轮箱振动的特点,分析了变工况条件下齿轮箱故障信号的分布特征,为变工况条件下提升机齿轮箱的故障诊断提供了一定的理论基础。     

矿柱流变对采空区顶板稳定性的影响

为研究岩石流变特性对采空区长期稳定的影响,基于Reissner厚板和流变力学理论构建了矿柱-顶板流变力学模型,并推导出顶板沉降位移关于流变时间的关系式;依据不同边界条件将顶板破坏过程划分为固支、固支-简支、简支和内部破坏四个阶段。研究结果表明:所建立的流变力学模型可用于对采空区稳定时间的预测,并为采空区及时处理提供参考。