地面煤层气井引发的煤矿隐蔽灾害及防治措施

采用生产实例及经验总结法,对阳煤五矿地面煤层气井引发的煤矿地质隐蔽灾害因素及防治技术进行了详细描述,为在煤层气井周围进行采掘活动提供技术支持。     

构造对潘庄煤层气井压裂裂缝的影响

煤层气井的压裂裂缝和地质构造之间存在着密切的关系，地质构造控制着煤层气井压裂裂缝发育的方向和规模。潘庄煤层气井压裂裂缝的主要发育方向为北北东向，几乎垂直于该区最小主应力方向，且其裂缝长短也随着该区地质条件的变化而变化。     

煤层气井压裂液的研究

煤层气井压裂液的研究郑秀华地矿部探矿工程研究所与常规油气井开发一样，水力压裂工艺是目前应用最广泛的煤层气增产措施，尤其是低压低渗地层，压裂技术经常起关键作用。但是二者存在许多不同之处，主要在于：①煤层与常规储层的机械性质不同。与常规储层相比，煤层杨氏...     

Y445 系列桥塞在煤层气井压裂中的应用

煤层气井一般较浅，且多层，在分层压裂时选用适用的压裂桥塞对高质量、低成本、快速完成煤层气井的完井作业是非常重要的。Y445系列压裂桥塞在煤层气井分层压裂中的成功应用基本上达到了这一目的。     

阜新刘家区煤层气井压裂工艺技术研究与应用

煤层气井压裂与油气井压裂相比有很大的区别，煤层气井压裂一直存在着煤层割理系统发育、滤失严重、施工难度大的问题。为解决这一问题，对煤层压裂液进行了优化，对压裂技术进行了改进。经阜新刘家区4口井的现场应用，压裂效果显著，该4口井投产后稳产期平均单井日产量在3000m^3／d以上，最高单井日产量超过6000m^3／d。     

林19x井低温浅层煤层气井压裂技术研究

林19X井是位于内蒙古锡林郭勒吉尔嘎朗图凹陷吉41断背斜东翼的一口石油预探井,由于煤层富集,故以煤层气井完井。由于对煤层认识较浅,因此联合中石油廊坊分院通过一系列室内实验,得出主要煤层的基本数据,对其进行了全面分析评价,开展煤层气先导试验。通过地质综合分析、压裂改造、排采等综合评价,本文对其区块做出评价结论。     

过采空区煤层气井地面抽采关键技术

为保证煤矿区煤层气资源超前预抽和连续性开发利用,抽采煤矿采空区下伏煤层的煤层气,已成为煤矿区煤与煤层气共采的重要课题之一。以山西晋城寺河矿井为例,分析了3号煤层采空区下伏岩层应力-应变分布规律、采空区下伏岩层裂隙演化规律和下伏煤层渗透率变化情况,根据采空区卸压效果和下伏煤层的煤层气解吸程度,揭示了过采空区煤层气井抽采机理。通过在采空区以上50 m位置对二开技术套管外安装裸眼封隔器和反扣装置,二开固井后,将反扣装置及以上套管进行回收,使三开固井实现全井段有效固井。从3号煤层采空区以上90 m至采空区底板20 m以下的二开钻进过程采用氮气钻进,研发了煤层气地面钻井过采空区成套系统,包括空压机组、制氮机和增压机组,对其机组参数进行了优化。基于以往寺河矿区煤层气井裂缝监测结果,优化压裂施工参数,适当缩小9号和15号煤层规模压裂。按照过采空区井抽采机理和产气特征划分了3种产气类型,分析了其产气规律。研究结果表明,9号煤层和15号煤层都位于采空区下伏底臌变形带内,3号煤层回采后,9号煤层和15号煤层渗透率分别提高了2.70倍和2.65倍,9号煤层渗透率提高到10×10^-15m...     

煤炭规划区地面煤层气井预抽技术体系

对地面煤层气垂直井、U型井、V型井、L型井及羽状水平井等预抽技术体系的技术特点和适应性进行了系统的分析和总结,得出:基于高瓦斯矿井煤炭生产规划区之实际,采用不同地面煤层气井预抽技术是提高矿井瓦斯防治有效性和针对性的重要举措,也是采煤采气统筹安排、协调开发的一种绿色生产技术。     

煤层气井机械捞砂技术

煤层气井压裂投产后，地层出砂而砂埋产层导致生产中断。根据煤层气井的低压特点，提出了通过机械捞砂来清砂的技术。本文介绍了油管捞砂和绳索捞砂，该捞砂技术能有效清除井底沉砂，不产生储层污染和地面污染，省时高效，得到了现场验证，建议在煤层气井推广应用。     

煤层气井压裂用新型煤粉分散剂研究

煤层气储层水力压裂过程中容易产生大量的煤粉,煤粉的积聚和沉降会对压裂形成的裂缝造成严重的堵塞,从而降低裂缝的渗透率和导流能力,影响煤层气井压裂增产的效果。为此,通过大量室内实验,并结合目标煤层气区块的储层特点,研制了一种新型煤粉分散剂MFFS-2,并对其综合性能进行了评价。实验结果表明：当新型煤粉分散剂MFFS-2的质量浓度达到0.3%时,能将水溶液的表面张力降低至25 mN/m以下,并且使煤粉表面的接触角由115.3°降低至60°以下,具有良好的表面活性和润湿性能;当煤粉悬浮液静置10 h时,0.3%MFFS-2的加入能使煤粉悬浮率达到30%以上,当使用0.3%MFFS-2溶液驱替2 h时,煤粉产出率可以达到60%以上,说明其对煤粉具有良好的悬浮分散和携带效果;此外,MFFS-2对目标区块煤岩心基质渗透率的伤害率低于10%,在活性水压裂液中加入MFFS-2后,压裂液体系对煤岩心渗透率的伤害程度有所降低。煤层气井现场压裂施工结果表明：加入新型煤粉分散剂MFFS-2后,S-1井压裂施工顺利,返排液中携带出大量的煤粉,产气量较高,达到了预期的压裂施工效果,并且同区块内新型活性水压裂液的施工...     

走向高抽巷瓦斯抽采技术应用研究

随着开采深度的增大,某矿采煤工作面的瓦斯涌出量日益增大,尤其是回风巷及工作面上隅角瓦斯问题,制约着工作面的安全持续生产。目前采用的本煤层抽采虽取得一定消突效果,但是上隅角瓦斯超限时有发生,为更好地解决这一问题,选择在顶板布置走向高抽巷的治理方案。但目前高抽巷布置层位及高度多根据经验确定,很多高抽巷并不能有效降低工作面瓦斯,因此准确选定高抽巷位置对于上隅角瓦斯治理有着重要意义。基于理论计算,结合某矿地质及开采条件,在12061工作面进行了现场试验,确定了走向高抽巷的合理布置位置,为矿井后续工作面的高抽巷布置提供有效的经验。     

定向长钻孔水力压裂增渗技术预抽煤巷条带瓦斯的应用研究

为提高低渗、高瓦斯突出煤层煤巷条带瓦斯抽采效率,实现低渗、突出煤层煤巷条带瓦斯的快速有效治理,在2130煤矿4号煤层24223运输巷开展了井下定向长钻孔水力压裂增渗技术试验研究。试验结果表明,试验区内4号煤层水力压裂影响半径为30 m,煤层透气性提高了4.59倍,缩短了瓦斯抽采时间,提高了瓦斯抽采效果。     

瓦斯压力在线监测技术在揭煤巷的应用研究

有效监测预警是煤矿瓦斯突出灾害防治的重要环节,我国大多数煤矿主要采用不连续的直接指标法和连续的间接指标法对瓦斯突出灾害进行监测预警,现场缺少瓦斯突出灾害连续直接监测技术。为了获得揭煤巷煤层瓦斯抽放过程中的瓦斯压力变化特征,设计了以连续监测、直接监测为核心的煤矿瓦斯突出灾害实时监测预警系统,采用分区布置多测点实时监测方法,验证了该系统的可靠性和监测数据的准确性,获得了瓦斯压力与抽放时间关系规律。研究表明:煤层瓦斯压力变化与抽放时间、瓦斯解吸状态相关,随着抽放时间延长,煤层瓦斯压力总体上呈降低趋势;随着瓦斯解吸量的增加,煤层瓦斯压力总体上呈升高趋势;随着抽放时间延长,抽放区域瓦斯压力为0.07～0.20 MPa,已低于突出临界值0.74 MPa,验证了煤层瓦斯抽放时间是防治瓦斯突出灾害的重要指标。研究可为煤矿瓦斯突出灾害有效监测预警和防治提供理论基础和技术手段。     

矿用瓦斯智能检测技术研究

近些年我国煤化工技术快速发展,全国重工业发展较快,用电量的需求增加.煤化工及煤发电行业的原料都是煤,导致用煤的需求量增加.煤炭的开采面临严峻的挑战,煤矿井矿难事故中因瓦斯爆炸造成的损失往往不可估量.根据目前的矿难发生情况,针对矿井瓦斯进行实时监测,同时具有上位机监控、下位机报警功能.下位机部分设计多节点和瓦斯排风设备,...     

千米深井区域压裂增透技术应用与研究

针对矿井开采垂深下延,煤层透气性低,造成矿井采掘接替紧张现状。以平煤股份十二矿己₁₅-31040进风巷低位瓦斯治理巷为工程背景,对比采取水力压裂增透技术前后,煤层区域瓦斯含量的卸压效果。现场实测,己₁₅、己_16-17煤层绝对瓦斯压力分别为0.83～1.30、0.86～1.06 MPa,原始瓦斯含量分别为5.41～12.86、9.63～13.84 m³/t。水力压裂后分别沿压裂孔走向、倾向方向、不同步距点进行卸压效果考察:己₁₅煤层瓦斯含量较原始平均值降低5.41 m³/t左右,己_16-17煤层瓦斯含量较原始平均值降低2.91 m³/t左右。研究得出,沿走向方向外段瓦斯含量降幅大于里段,沿倾向方向巷道下帮方向瓦斯含量降幅大于上帮方向。研究分析煤层抽采效果考察等工作,为大垂深、低透气性,高应力矿井煤层增透促抽提供指导。     

斜巷穿过极复杂地质构造带综合施工技术

为了有效解决倾斜巷道穿过极复杂地质构造带危险性大、成本高、进度慢等问题,在分析工程实际面临的技术难题和应对措施基础上,通过优化设计断面,采用管棚预注浆加固前方岩体,管棚托顶后预留中心岩体环形扩刷掘进,并及时架设U型钢支护,确保揭露岩体稳定,同时采用喷浆与锚注联合支护增强后方岩体承载能力等技术手段,安全、高效、快速完成了大埋深巷道在复杂地质构造带的施工。十字布点法的位移观测结果表明,所施工巷道质量标准符合要求,达到了预期效果。     

煤巷快速掘进气相压裂增透技术研究及应用

针对夏店煤矿煤巷掘进工作面瓦斯涌出量高、掘进速度慢、采掘接替紧张等问题,将气相压裂增透技术引入到掘进工作面瓦斯抽采实践中,阐明了低渗煤层气相压裂增透机理,研究分析了低渗煤层气相压裂增透装备系统和气相压裂增透工艺,并在夏店煤矿掘进工作面进行了工程应用。结果表明:气相压裂增透技术具有降低巷道瓦斯涌出浓度、促进巷道瓦斯均衡涌出、提升巷帮钻场瓦斯抽采效果和加快巷道掘进速度等多重作用;实施气相压裂措施后,抽采钻孔的瓦斯浓度、混合流量和抽采纯量得到有效提高,抽采时间内瓦斯抽采纯量是未进行气相压裂的5.12倍;掘进面前方煤体的瓦斯含量及钻屑瓦斯解吸指标K₁有明显下降,其中瓦斯含量下降2 m³/t,K₁值下降0.12 mL/（g·min^0.5）左右;巷道掘进平均单日进尺从4.0 m提升至5.5 m,掘进速度提升显著,极大地缓解了工作面接替紧张问题,保障了工作面的安全高效开采。     

综合防灭火技术在易自然发火工作面中的研究与应用

在煤炭开采过程中,采空区遗留浮煤;再加上采空区冒落空间高及工作面供风和地面塌陷形成的裂缝,漏风情况较为严重,同时由于是大采高工作面,其上、下隅角的巷帮处不易塌实,易形成漏风通道,遗煤发火的次数和危害程度随之增加,容易造成采空区遗煤自燃,严重影响着煤矿的安全生产。对浅埋深综采工作面采取了经济合理、技术可行的综合防灭火方案,同时也优化了相关措施的系数,确保了职工生命安全,促进了企业安全发展。     

煤矿瓦斯地质特征及瓦斯防治技术路线

为促进瓦斯治理水平的提升,确保矿井安全高效生产,研究了某煤矿瓦斯地质特征,主要包括地勘期间瓦斯基础参数、矿井实测瓦斯基础参数、矿井瓦斯赋存规律等;分析了瓦斯防治和防突技术路线,主要包括瓦斯防治工作情况、防突技术路线以及各采掘工作面瓦斯治理情况.研究为类似工程地质条件的瓦斯治理提供了技术支持.     

CO2相变压裂增透技术在煤巷掘进瓦斯预抽中的应用

为解决五阳煤矿7612运输巷在掘进过程中瓦斯及围岩动力灾害,提出采用CO₂气相压裂对掘进范围内煤体及顶板进行卸压,减少瓦斯及围岩动力灾害,保证掘进工作面的安全生产。液相CO₂在受热情况下迅速膨胀形成高压气体,作用于煤岩体,使煤岩体产生大量裂隙,从而达到卸压增透效果。7612运输巷采用CO₂气相压裂后,压裂孔与压裂孔影响范围内的预抽孔相比,瓦斯浓度普遍大于预抽孔,平均瓦斯纯量为预抽孔的1.4倍,7612运输巷的瓦斯及围岩动力灾害明显减少,抽采效果明显提高。