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煤矿区煤层气三区联动立体抽采理论与模式 总被引:2,自引:0,他引:2
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。 相似文献
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煤矿区井上下联合抽采是煤层气开发的重要形式。首先,介绍了井上下联合抽采的技术内涵和实现方式,分析了井上下联合抽采发展现状及存在的问题,包括煤层气井上下开发方式和施工技术的联合,施工技术的联合又分为条带式井上下联合、地面井与井下长钻孔连通压裂联合、立体压裂联合、顶板压裂联合、井/孔对接联合。随后,针对煤层气井上下联合抽采需求及存在的问题,研究了地面直井与井下近水平钻孔联合抽采煤层气技术,实现了抽采通道和抽采工艺的联合。最后,对井上下联合抽采技术发展进行了展望。 相似文献
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地面钻井抽采煤矿采动区和采空区瓦斯是近年来逐步发展起来的瓦斯抽采新技术,是快速降低煤矿瓦斯最直接有效的途径。针对目前抽采现场受道路、场地等因素制约、在运输、安装等方面存在困难以及现场设备布置分散、不利管理和维护等问题,提出设备成套化的理论体系。该体系主要有真空泵、发电机、循环水箱、防火防爆等设备,所有设备撬装组合成一体式抽采设备,在有效解决以上问题的同时还具有对地形适应性强、占地面积小、减少设备安装及回收时间,提高工作效率、节约设备运输、安装及回收成本等优势,便于现场操作与管理。 相似文献
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由于针对中低煤阶、高倾角、高地应力等条件的煤矿安全开采技术系列仍不完备,高瓦斯煤矿井多处于停产阶段,且煤矿瓦斯抽采与利用率低,使瓦斯排放导致的温室气体问题严峻,优质煤炭资源搁置导致特殊煤种需求难以满足。经研究提出的“新疆急倾斜煤层气与煤矿瓦斯立体联合抽采技术”,是一个集成地质与工程两大领域的“1+3+N”技术体系,包括1套方法、3个层次、N种关键技术,以期通过煤层气地面开发方式完成煤矿瓦斯超前抽采,将煤层瓦斯以高浓度甲烷方式开发利用,大幅减少煤炭开采阶段的瓦斯排放量,大幅提升新疆煤矿瓦斯抽采利用率,促进新疆煤炭低碳开发及煤层气产业发展。 相似文献
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淮南矿区煤矿煤层气抽采技术 总被引:6,自引:0,他引:6
根据淮南矿区实际,提出并研究了复杂特困条件下煤与煤层气共采技术。应用数值模拟、相似材料试验、工业性试验等方法,研究了开采煤层顶板煤层气抽采技术、开采保护层卸压增透抽采煤层气技术、地面钻井抽采采动影响区域煤层气技术等采动煤岩移动卸压抽采煤层气技术。以及原始煤层强化抽采煤层气技术的关键参数,全面考察了现场应用效果。 相似文献
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针对煤层气抽采节能效率较低以及盲目抽采造成的自燃发火问题和其他相关问题,提出智能抽采与联动装置的研究。本装置监测事故的相关参数,通过参数的变化得知事故的发展状态,当达到事故临界点时,采取抑制事故的技术手段,开启或关闭相关设备,使抽采系统达到安全运行;同时,根据煤层气抽采的浓度和流量指标,以及矿井煤层气涌出情况,评价煤层气抽采的情况,当抽采效率过低时,变频装置减小频率或者关闭相应分支路,保证抽采系统经济、高效运行。 相似文献
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《煤矿安全》2015,(7):78-81
通过研究煤层气井上下联合抽采的理论、方法和现场试验,根据井上下煤层气抽采理论及煤炭开采后形成的"三带"(冒落带、裂隙带和弯曲下沉带)特征,提出了煤层气井上下立体联合抽采新模式:在裂隙带与弯曲下沉带之间的过渡区域采用水平井和直井对接,水平井段适当靠近回采工作面回风巷一侧;采用200 mm以上的大直径抽采管径,利用分段密封和梯度负压抽采技术,在煤炭开采不同阶段,选用不同抽采井进行煤层气抽采。该模式在煤炭回采后,时间上可实现不同区域的同步抽采,空间上可实现不同区域的立体式抽采,同时可抽采煤层顶板页岩气或致密砂岩气,实现了不同类型气体的联合抽采和"一井多用"。 相似文献
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晋城寺河井区煤矿采空区煤层气地面抽采关键技术研究 总被引:2,自引:0,他引:2
随着煤层气勘探的不断深入,煤矿采空区煤层气已成为煤矿区煤层气重要资源之一。基于晋城矿区寺河井区煤矿采空区分布特征,通过地质分析、采空区煤层气成分、浓度试验和资源量模型计算等方法系统研究了煤矿采空区煤层气资源条件及地面抽采关键技术,揭示了采空区煤层气赋存规律,给出了不同赋存状态下煤层气资源量计算模型和方法,探索了煤矿采空区煤层气地面抽采关键技术。研究表明,煤矿采空区煤层气来源于煤柱及残留煤层、邻近未采煤层和围岩中的游离气和吸附气。根据吸附气和游离气资源量计算模型计算寺河井区煤层气总资源为213.016×108m3,其中游离气资源为0.102×108m3,吸附气资源为212.914×108m3。采煤方法和采空区密闭性对采空区煤层气的来源和富集程度有重要影响。针对采空区上部岩体裂隙发育特征,将采空区煤层气抽采井身结构由二开优化为三开结构,实现了二开固井封闭断裂带上部含水层,三开下入割缝套管护壁,有效解决了采空区上部含水层涌水对钻井井身稳定性影响及抽采效果等问题。在此基础上,研发了潜孔锤+压缩空气(氮气)钻井工艺,用氮气取代空气作为循环介质,形成了安全揭露含气断裂带钻井工艺技术,为采空区煤层气安全抽采探索了有效途径。 相似文献
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山西晋城矿区主采3#煤层,一般为大采高高强度回采,由此造成工作面瓦斯涌出量大、瓦斯治理压力大等问题。因此,利用采动卸压作用和采空区瓦斯抽采的运移规律,在成庄煤矿施工了采动区地面抽采试验井抽采本煤层采动影响区和采空区煤层气,并运用地面井逐级优化设计方法对试验井的布井位置、井型结构进行了优化。抽采试验结果表明:采空区瓦斯抽采浓度高达50%以上,有效地降低了工作面瓦斯治理压力,试验效果良好。 相似文献
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本文介绍了利用煤矿井下抽放的煤层气(甲烷浓度为30%~60%)制氢的相关技术,论述了煤层气在制氢过程中各种参数对自热转化工艺条件的影响。煤层气制氢为煤矿区煤层气的利用提出了一条新的途径。 相似文献
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随着国家对煤矿安全生产重视程度的加强以及对煤层气这种新能源需求的增加,瓦斯抽采和煤层气抽采更加受到重视,并在越来越多的煤矿得到了推广应用。但到目前为止,煤矿瓦斯及瓦斯抽采、煤层气及煤层气抽采没有统一的定义,容易出现混淆的现象,给实际工作带来负面影响。为改变这种状况,促进今后的修改和规范使用,对相关概念进行了梳理和归纳,并提出了改进和完善的建议。 相似文献
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“双碳”目标的实现与煤层气大规模商业化开发迫切需要新技术。在对煤层气开发与CCUS技术系统分析的基础上,以煤层气生物工程为依托,探讨和展望了地面煤层气开发、煤矿瓦斯抽采以及采空区煤层气开发过程中的低负碳减排关键技术。地面煤层气开发阶段,将煤层气开发转化为煤系气开发、将常规水力压裂转化为大规模缝网改造是实现煤层气商业化开发的有效途径;将液相CO2和微生物发酵液作为储层改造的工作液,在实现煤系三气储层一体化缝网改造的同时又实现了微生物与CO2联作下的增气增压、储层改性、CO2驱替甲烷等多重增产效应,为煤层气增产提供了一条新途径,达到低碳减排目的;此外,通过CO2的生物甲烷化和同步地质封存实现了负碳减排。可见,对于煤层气开发而言,CO2可以促使其增产;对于CO2封存而言,煤储层是其最佳归宿。由此,地面煤层气开发实现了“一低两负”的碳减排。在井下瓦斯抽采阶段,根据硬煤的造缝增透增产、软煤的增容增透增产机制以及相关理论,提出了第1代水力强化技术——水力压裂和第2代水... 相似文献
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在地面钻井过程中,由于准备工作不充分,对区域客观条件考察不明确等问题导致井身损毁或产能不达标的情况时有发生,为解决这一问题,对影响煤矿区煤层气地面井抽采技术适用性的因素进行了深入分析,得出其主要影响因素为:煤层气可采资源量(煤层厚度、含气面积、含气量),水文、地质条件(水动力条件、地质构造条件),井眼稳定性(煤体结构、地应力、化学因素),以及地形地貌特征。建立了以层次分析法+模糊综合评判法为基础的煤层气地面井适用性评价指标体系,并以寺河煤矿为例,对影响地面井抽采技术适用性的主要因素进行评判,实例验证了此种方法的可靠性,可为煤层气井上下联合抽采技术的适用性研究提供参考。 相似文献
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我国煤矿区煤层气开发利用技术进展 总被引:5,自引:0,他引:5
针对我国煤层气资源丰富但开发难度较大的实际情况,国家通过加大科技创新重视程度和投入力度,取得了一系列突破性进展,对煤矿区煤层气开发利用中的基础理论、关键技术、重大装备、集输利用、开发模式等方面取得的新进展进行了总结,同时剖析了煤矿区煤层气开发利用面临的问题,并提出了煤矿区煤层气开发利用技术的发展方向,以期为煤矿区煤层气高效开发利用提供参考. 相似文献
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作者通过对煤矿煤层气抽放研究发现,煤矿采动区井抽排技术是降低煤矿瓦斯浓度、开发煤层气的最佳途径。本文简要介绍了采动区井抽排技术的原理、方法,并提出了采动区抽排设计必须考虑到地质条件、采煤技术、通风系统、采动影响区三带的特征、煤层气涌出特征等因素的影响,并认为在采动区抽排设计的主要内容应包括井组规模、井身结构、完井方式和抽排设备。论述了采动区排水技术的适应性,并对抽排水效果进行了分析。 相似文献
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为解决近距离突出煤层群开采过程中瓦斯超限及煤与瓦斯突出隐患,通过建立瓦斯治理的时空坐标系,系统分析井上、井下抽采技术的时空分布特征及其约束条件,进而揭示煤炭开采三区的井上下联合抽采的时空转换机制;基于沙曲矿近距离煤层群开采特点,在规划区大范围采用三类地面井,实现煤层气的规模化预抽,在开拓区和生产区首次实施了多分支水平井与千米钻孔定向对接高效抽采、大孔径定向长钻孔立体式抽采等关键技术,通过井上、下抽采方法优选集成,结合煤层气综合利用,形成了沙曲瓦斯综合治理模式与配套技术体系。经过实践验证,推行"沙曲模式"可实现采掘工作面瓦斯零超限,基本消除各煤层突出危险性,保证矿井安全高效生产,结合瓦斯综合利用可产生显著经济和社会效益。 相似文献
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"十二五"以来,我国煤矿区煤层气开发利用技术取得了巨大的进步,虽然我国煤矿数量由近20 000对直线下降到了不足5 800对,但煤层气产量仍由2010年的88亿m~3提高到了2018年的184亿m~3,利用率亦提升了10%,科技对产业的贡献巨大;但是也出现了单井排采产量低、气源分散性高等新的问题。因此,全面梳理了近10 a煤矿区地面抽采技术装备、井下抽采技术装备和煤矿区高、低浓度煤层气利用技术装备的科技创新及应用效果等,阐述了煤矿区煤层气开发利用在三级瓦斯地质分析技术、碎软低渗煤层地面井分段压裂顶板技术、煤层群分层控压联合排采技术、采动区地面L型顶板水平井技术、井下千米定向长钻孔技术、碎软煤层井下护孔钻进技术、智能化钻机远控钻孔技术、井下水力化压裂/割缝增渗技术等煤层气抽采技术及其配套装备最新进展和中高浓度煤层气深冷液化、低浓度煤层气分级压缩提浓、超低浓度煤层气蓄热氧化利用等煤层气利用装备的最新进展及技术指标。在此基础上,针对我国目前面临的深部开采、西部煤炭资源开发及高强度集约化开采等新特点,分类整理了束缚煤层气产业发展的技术瓶颈和发展趋势,提出了煤炭开采与煤层气开发协同规划和联合开发的技术思路等。 相似文献