注气开采煤层气增产机制的研究

依据扩散渗流和多组分吸附平衡理论,研究了注气开采煤层气的增产机制。研究表明,注气增加储层能量,提高储层压力传导系数并产生竞争吸附置换效应,从而提高煤层气开采时的单产量及回收率。中还导出了注气时回收率的计算公式。所得结论对注气开采煤层气设计的评价具有指导意义。     

基于DEMATEL的煤层气开采关键影响因素分析

引入决策实验室分析法从影响煤层气开采流程的4个过程分析主要因素并建立指标体系,构建模型,并以某区域煤层气开采为实证对象,通过计算各因素的影响度、被影响度、中心度和原因度,得到岩力学性质、煤层渗透率、井型选择、压裂强度等为该区域煤层气开采关键影响因素。     

煤层气开采三维动画模拟关键技术

针对煤层气开采模式在制作视频动画中如何提高模拟仿真动画精度与渲染时间效率等问题,分析总结了煤层气开采三维动画模拟制作流程,阐述了三维模拟仿真技术、IK骨骼动画技术、自定义绳体编辑技术、抽采动画特效技术、分镜头动态推演技术和VRay渲染器的GPU渲染等动画制作关键技术;在晋城矿区煤层气协调开采模式动态模拟推演中进行了实际应用,取得了良好的效果,帮助用户更直观、更高效地理解煤与煤层气开采技术。     

基于水压致裂的煤层气开采研究

煤层气开采方法很多,但水压致裂法逐渐成为主要开采方法。水压致裂法已经成功运用于石油开采,在煤层气开采问题上属于初级阶段。主要围绕水压致裂机理在煤层气开采中的应用,并结合理论分析、相似实验及数值模拟,进一步研究井孔水压致裂的基本问题。     

煤层气地面开采中潜在的生态环境影响分析

煤层气地面开采工程建设期会剧烈扰动开采工程地表及地下区域,引起新增水土流失,进而影响区域环境与气候。高矿化度的煤层采出水会使土壤发生盐渍化,影响区域植物多样性及均匀度。含重金属煤层采出水危害动植物生长和人类健康,排采过程中长时间抽排煤层水会影响到区域地下水水位和水质,使土地沙化,甚至诱发地面沉降或塌陷等。通过对山西沁水盆地郑庄区块煤层气开采为例定量分析这些潜在的影响,并提出了相应的防治措施。     

火烧煤层开采煤层气的研究

我国煤田地质条件复杂,煤层的透气性低,鉴于我国煤储层的特点,借鉴火烧油层、煤的地下气化以及注热、注二氧化碳对提高煤层气产出机理上,本文提出一种地面强化开采煤层气的新方法一火烧煤层开采煤层气,其实施步骤主要包括井网的布置、煤层的贯通、煤层的点燃、煤层气的采集以及煤层燃烧范围的控制,并讨论避免井下爆炸应注意的问题。     

裸眼洞穴完井技术及作用机理分析

裸眼洞穴完井技术是煤层气开发中研究出的一种新兴完井技术，这种完井技术集完井与增产措施于一体，在煤层气开采中取得了显著的经济效益，显示出了强大的生命力。本文根据作者两年的研究成果，详细介绍了裸眼洞穴完井的定义、作用机理、特点及实施技术，并提出了几点认识与同行们进行探讨。     

区域井下高压气体掏穴增产技术在煤层气开采中的应用

 我国存在不少单一贮层、松软结构、低渗透性的煤层结构,同时这类煤层也多是瓦斯突出区域,对此类结构煤层采用水力压裂、割缝、深孔控制爆破、松动爆破等技术抽采煤层气,效果十分有限,基于此本文提出一种沿底板岩巷钻井,高压气体旋转喷射切割煤层,掏穴卸压开采煤层气的方法,并对其机理和运行模式进行分析,为我国低渗透性煤层煤层气开采提供一种新思路。     

注气开采煤层气技术浅谈

注气开采煤层气技术是开采煤层气的新技术。依据吸附平衡理论,向煤层中注气可加快吸附煤层气解吸速度,从而提高煤层气采气速率和回收率。推导了自然降压开采和注气开采煤层气时最大理论回收量和回收率的计算公式,利用这些公式可以评价注气效果和选择注气种类。     

自然降压开采和注气开采煤层气的效果评价

依据吸附平衡理论，向煤层中注气可加快吸附煤层气解吸速度，从而可以提高煤层气采气速率和回收率。本文推导了自然降压开采和注气开采煤层气时最大理论回收量和回收率的计算公式，利用这些公式可以评价注气效果和选择注气种类。根据这些公式和统计资料计算出我国煤层气在自然降压开采时最大理论回收率为44％，而注CO2和N2开采时最大理论回收率分别为76％和54％。     

基于产气量模拟的采动影响下煤层渗透性变化规律

针对目前对采动影响下煤储层渗透性变化规律认识不清,直接影响了煤矿采动区煤层气地面抽采部署的问题,以两淮矿区为研究对象,通过分析大量采动区煤层气抽采井数据,结合现场监测结果,利用数值模拟技术进行了采动影响下煤层渗透性变化特征研究。研究确定了采动影响下煤层气井的抽采范围和边界条件,揭示了煤层渗透性变化规律,建立了采动影响下被保护煤层渗透率随工作面推进距离的关系。     

基于模糊聚类方法的复杂煤层煤与瓦斯突出危险性分析

为研究复杂条件下煤层煤与瓦斯突出危险性的预测方法,以通顺煤矿2~#煤层为例,对其区域性突出危险性预测敏感指标进行筛选,通过井下直接测定法和实验室对比分析得出瓦斯含量值作为主要判定指标(敏感指标),临界值为8 m~3/t,瓦斯压力作为辅助判定指标,参考临界值定为0.60 MPa。并通过模糊聚类方法分析得出通顺煤矿2~#煤层同一工作面△h_2的相对敏感度最大,K_1次之,S最小,所以选取△h_2作为通顺2~#煤层煤与瓦斯突出危险性预测的敏感指标,K_1和S作为辅助性的参考指标。运用统计学理论和概率分布确定出通顺2~#煤层煤与瓦斯突出危险性预测敏感指标为△h_2,临界值定为180 Pa(湿煤临界值为160 Pa);K_1值作为局部预测的辅助指标,参考临界值为0.41 m L/(g·min~(1/2))(干煤);S反映煤层应力大小,亦作为辅助指标,参考临界值为5.10 kg/m(干煤)。     

基于地质分析的三软煤层瓦斯突出防治研究

基于三软煤层特殊的地质条件和瓦斯突出灾害严重的现状,以新安煤田二1煤层为例,总结了煤层突出的基本特征,分析了影响突出的主要地质因素,并重点探讨了突出灾害防治措施。结果表明:影响和控制三软煤层突出的主要地质因素是地质构造、煤层埋深、构造煤厚度变化和瓦斯条件。提出了加强地质保障技术研究、建立突出预测预警体系、强化井下瓦斯抽采、采取水力消突措施的综合防治对策,为三软煤层突出灾害防治提供了理论依据。     

基于CFD的远距离煤层卸压瓦斯抽采数值模拟研究

为研究地面钻井抽采上覆远距离煤层卸压瓦斯情况下采空区流场特征,建立了采空区"三带"几何模型,通过数值模拟手段进行分析。结果表明:采空区四周孔隙率、渗透率较大,是瓦斯渗流的主要通道;垂向上采空区中部具有瓦斯浓度先降低后升高直至保持不变的特点;在抽采负压作用下处于弯曲下沉带的卸压瓦斯易向钻井方向流动,不易向采空下方大量涌入。     

极近距离煤层刀柱采空区下开采相似模拟研究

王封煤矿9101工作面属于典型的极近距离煤层刀柱采空区下开采。针对工作面在进出煤柱期间多次出现支架阻力异常、移架困难、煤壁大范围片帮及顶板漏冒等矿压显现问题,以9101工作面为原型,运用相似模拟实验给出了该工作面在进出煤柱阶段的矿压显现规律,并理论分析了矿压显现的根本原因。     

基于数值模拟的煤层瓦斯抽采半径合理化试验研究

针对井下煤与瓦斯的突出问题,在开滦钱家营矿进行了煤层瓦斯抽放半径测定的实验。运用压力指标法对5煤层的瓦斯抽放半径进行测定,结果表明5煤层的抽放半径大于1m;采用改进含量指标法现场测定了5煤层瓦斯的有效抽放半径,在3~4m范围内;采用RFPA2D-Gas Flow模拟软件对瓦斯在抽放过程中的渗流情况进行模拟,最终确定模拟有效半径为3.4m;通过数学分析最终确定抽放钻孔布置最佳间距为4.8m,测定结果为钱家营矿防突措施的开展提供关键数据和依据。     

基于GIS的煤层瓦斯含量影响因素分析

为了弥补常用的关联分析方法在分析具有空间分布特征的系统因素时,不直观,小样本容易产生偶然性等不足,通过利用地理信息系统(GIS)平台对系统关联分析方法进行优化,将关联分析从二维的点、线分析扩展到三维空间,从而弥补了线性回归和灰色关联等常用关联分析方法的不足。以煤层瓦斯含量为系统特征因素,以煤层埋深、煤层厚度及煤层顶底板20 m内泥岩厚度为关联因素进行了应用研究,分析结果表明:关联因素与煤层瓦斯含量关联度大小关系为煤层顶底板20 m内泥岩厚度煤层埋深煤层厚度,关联度分别为0.881、0.868、0.697,分析结果具有直观性和稳定性。     

基于计算机仿真技术的矿井工作面瓦斯分布规律

计算机仿真技术的出现为现代煤矿开采工程提供了可靠的分析工具。以井下工作面瓦斯浓度分布规律为研究对象,设定了计算机仿真参数,根据某矿实际情况修正了模型参量,仿真模拟了工作面风流分布和瓦斯浓度分布规律,根据仿真结果划分出工作面瓦斯浓度积聚区域。     

井下直接法测定煤层瓦斯压力数值模拟

为了研究煤层原始瓦斯压力、煤层渗透率和钻孔暴露时间对测压的影响,以经典渗流力学为基础建立了测压过程中瓦斯在煤层中流动的数学模型;然后通过COMSOL Multiphysics软件对测压过程进行模拟。结果表明:在一定条件下,煤层原始瓦斯压力或者渗透率越大,压降漏斗范围越大,但瓦斯压力平衡时间并不会因此而增加;在一定条件下,钻孔暴露时间越长,压降漏斗范围越大,瓦斯压力平衡时间也越长。     

基于勘探资料基础上的主采煤层赋存条件探究

为了探究东滩煤矿七采区7301首采面主采的3煤层赋存条件,以该面附近三维地震和钻孔揭露等勘探资料为基础,采用钻孔综合对比法对研究区典型标志性地层结构进行了系统分析。分析结果表明,首采面处于地垒-地堑-地垒复合构造单元中的地堑部分属于地质构造复杂的深部开采。在此基础上,对部分三维地震断层位置和揭露层位进行了完善,修正了北公村2号断层位置,提出了该面开采前仍需要进一步补充钻孔勘探,并设计了2个拟勘探钻孔。综合分析评价结果,对七采区首采面的布置和底板水害防治将有重要参考价值。