煤矿采动区地面井瓦斯抽采技术及其应用前景分析

针对我国煤层松软、低渗、抽采困难的问题,提出了充分利用煤层采动卸压效应强化抽采煤层解吸瓦斯和工作面涌出瓦斯的采动区地面井抽采技术。从资源评价、井型设计、地面布井、局部防护、安全抽采控制等关键技术和成套技术的应用效果及发展前景等方面对煤矿采动区瓦斯地面井抽采技术在瓦斯治理方面的应用进行了深入分析,指出煤矿采动区地面井抽采瓦斯技术是进行煤矿区瓦斯灾害综合治理的一条有效途径;提出了进行煤矿区煤层气规模化开发、有效治理井下瓦斯灾害的合理化建议:地面井布井应偏向工作面回风巷侧,井型结构应充分发挥采场裂隙带的作用。     

煤矿采动区地面井瓦斯抽采技术

从煤与瓦斯共采角度阐述了充分利用煤矿井下煤层采动过程中的卸压增透影响,采用地面井抽采的方式提高瓦斯抽采效果,解决工作面瓦斯涌出超限难题的方法;进而从抽采效果评估、地面井布井、多井型地面井结构优化和地面安全抽采等方面论述了高效、安全的采动区瓦斯地面井抽采技术。该技术方法在晋城矿区寺河矿、成庄矿和岳城矿等进行了集成应用,使地面井成功率由原来的20%提高到了90%,抽采量由原来的约500 m3/d提高到了10 000 m3/d以上。     

新景矿地面井压裂强化瓦斯抽采技术

为了提高瓦斯抽采的效率,保证巷道的掘进速度,新景矿15121工作面进行了地面钻井压裂强化抽采.在进行压裂时,采用水砂作为支撑剂来维持压裂后裂缝的形态.现场试验结果表明,在实施压裂抽采后,巷道的掘进效率相对于未压裂区域提高了1.73倍,可在一定程度上缓解采掘接替紧张问题.     

地面井分区式瓦斯抽采技术体系及工程实践

为有效减少煤层瓦斯含量，实现瓦斯资源的高效利用并降低井下瓦斯治理难度，结合首山一矿现场地质特征，构建了地面井分区式瓦斯抽采技术，旨在实现矿区瓦斯治理体系化。基于采矿活动的时空分布特征，将井田划分为未采区、采动区和采空区，分区建立不同地面井进行瓦斯抽采，实现瓦斯治理向瓦斯利用并重转变。体系化瓦斯治理技术包括地面井井位科学布置、井身结构及施工设计、未采区储层压裂增透和排采与集输工程4部分。综合考虑空间层位、煤层特征、地面位置、煤层回采和瓦斯赋存条件进行地面井井位选取。在采动区，基于煤层回采后垮落带和裂隙带高度，设计采动区直井和L型井井底层位分别位于裂隙带中上部，借助本煤层回采的卸压效果，实现区域内多煤层瓦斯高效抽采。设计了未采区L型井井身、采动区直井井身、采动区L型井井身和采空区直井井身。对未采区煤层进行水力压裂实现煤层增透，选用定向射孔+泵送桥塞式光套管压裂的复合压裂工艺进行煤层压裂，采用深穿透加强弹进行射孔作业，支撑剂采用0.841/0.42 mm石英砂。在首山一矿进行地面井分区式瓦斯抽采技术工程实践，统计了矿区内不同类型地面井瓦斯抽采情况，结果显示：采动区地面井单井瓦斯日产量最高可超...     

采动区瓦斯地面井抽采影响范围及流量变化规律研究

为解决煤矿采动区地面井布置间距目前大多依靠工程经验获得而缺乏科学理论根据的问题,采用COMSOL Multiphysics数值模拟软件建立了计算采动区地面井抽采瓦斯纯流量和瓦斯压力分布的三维数值模型。以岳城煤矿相关物性参数计算出符合实际情况的煤岩渗透率、孔隙率及瓦斯质量源项,以此为基础进行数值模拟。模拟分析结果表明,在数值模拟中地面井瓦斯抽采影响半径为65 m,地面井抽采瓦斯纯流量变化规律呈“单峰拖长尾”形态特点。若要实现采动区瓦斯抽采全覆盖,则在实际工程应用中地面井的间距应取130 m以上。研究结果对优化采动区地面井布置具有指导意义。     

煤矿采动影响区瓦斯地面井抽采试验研究

针对寺河煤矿煤层瓦斯含量高、吸附能力强、瓦斯抽采利用技术相对薄弱等问题,提出工作面采动影响区瓦斯地面井抽采技术方案,并在寺河煤矿W2301工作面进行试验.地面井抽采期间,70d内累计抽采瓦斯约33.7万m3,平均抽采能力4m3/min,气体浓度约40％,工作面瓦斯浓度平均降低26.5％,工作面平均排风量降低至16.4m...     

地面井瓦斯抽采计量监测系统的研究与应用

针对地面井瓦斯抽采监控计量存在可靠性差、精确度低的问题,通过对抽采检测、野外自供电、分布式测点数据采集、计量监控装置等技术及工艺的研究,形成了一套地面井瓦斯抽采单独计量监测系统,为地面井实时在线监测提供了整套技术与装备,提高了地面井计量的精确度;同时将地面井瓦斯抽采数据与井下监控系统数据实时结合在一起,实现了矿井抽采的安全和有效监控。     

煤矿采动影响下地面井群瓦斯抽采范围研究

随着我国煤矿开采强度的日益提高,矿井回采空间瓦斯涌出量大幅增加,即使低瓦斯矿井也有瓦斯"爆涌"问题显现。如何进行大范围、区域化的连续抽采,形成对回采空间涌出瓦斯的低成本长效控制,依然是目前面临的重要难题。采动区瓦斯抽采地面井在地面施工,能够连续进行采动区/采空区抽采,是区域化连续抽采控制回采空间瓦斯浓度的有效技术。因此,在对采动区内覆岩裂隙场渗流特征分析基础上,建立了采动区地面井抽采条件下地面井周围采动影响范围内的气体压力衰减梯度变化函数,提出了以采动裂隙场内气体压力衰减梯度曲线拐点为依据的地面井有效抽采范围判定原则;进而,建立了采动区瓦斯地面井(群)抽采效果评估方法,并提出了抽采率指标的计算模型;最后,以晋煤集团岳城矿为背景,采用COMSOL Multiphysics数值模拟分析和现场小井群抽采试验相结合的方法对采动区瓦斯地面井小井群抽采的参数优化、应用效果等进行了对比分析与验证,证明了采动区瓦斯地面井(群)抽采具有很高的实用价值。     

淮南矿区地面钻井抽采瓦斯技术实践

在应用地面钻井抽采矿井采空区瓦斯的过程中，为了提高地面钻孔的稳定性及瓦斯抽采效果，采用CFD数值模拟和考察试验的方法研究了影响地面钻孔抽采效果和服务期限的不同因素．研究结果表明：地面钻井抽采将很大程度上减小工作面回风流的瓦斯含量，且抽采效果受到煤层条件和钻井位置的制约，通过对试验钻井破坏情况分析，钻井布置在靠近回风巷侧30m以内，可能会提高钻井的稳定性和服务期限．本文对地面钻井抽采采空区瓦斯技术的推广应用具有重要的指导意义．     

高瓦斯低透气性薄煤层地面瓦斯抽采井设计及优化

地面井瓦斯抽采技术是解决薄煤层煤与瓦斯安全高效共采的主要途径。针对铁法矿区小青矿高瓦斯低透气性刨煤机工作面,通过工程实践和理论分析,确定出了地面井抽采瓦斯技术参数;利用CFD(Computational Fluid Dynamics计算流体力学)模拟,得出了薄煤层长壁工作面地面井抽采瓦斯过程中瓦斯流动规律,并通过地面井(群)位置的优化,提出了地面井布置原则。该项技术的开发,为我国高瓦斯低透气性薄煤层煤与瓦斯安全高效共采提供了新的模式。     

贵州省煤层瓦斯抽采技术探讨

针对贵州突出低透煤层的特点,结合中岭煤矿具体瓦斯抽放方法、开采巷道布置和回采工艺特点,应用现有的技术手段,提出了煤层瓦斯井上下同抽共采的想法,即增加对煤层气的利用率,并加以综合利用,可取得一定的经济效益;减少温室效应,改善能源结构,可取得较好的社会效益。     

地面钻井抽采瓦斯技术研究

针对矿井瓦斯综合治理总体要求在采煤工作面合理位置布置地面井用于抽采采动区和采空区瓦斯。实践表明,钻井的合理位置、稳定性和抽采负压是影响抽采效果的主要因素。该技术是解决矿井安全、高效治理瓦斯的一项重要手段,具有广阔的发展前景。     

采空区瓦斯地面钻孔抽采技术试验研究

本文介绍了淮南矿区张北矿地面钻孔抽采采空区瓦斯技术的试验成果。运用数值模拟和现场试验的方法，分析了采空区瓦斯涌出及分布规律，优化了地面钻孔布置参数及结构的设计。在现场进行了抽采效果的考察试验，并对抽采效果进行了分析。文章对采空区瓦斯抽采技术的研究和推广应用具有一定的指导意义。     

地面钻井卸压瓦斯抽采技术

依据潘一矿煤层地质条件和瓦斯赋存特性,阐述了地面钻井抽采卸压瓦斯的设计思路,分别对煤岩采动期、恢复期和稳定期内的现场瓦斯抽采参数及其动态变化规律进行分析。现场试验结果表明,地面钻井在336 d内共抽采瓦斯量200万m3以上,抽采半径达211 m,抽采瓦斯浓度在90%以上,对应块段的煤层瓦斯排出率为41%。     

淮南矿区地面钻井抽采瓦斯技术实践

在应用地面钻井抽采矿井采空区瓦斯的过程中,为了提高地面钻孔的稳定性及瓦斯抽采效果,采用CFD数值模拟和考察试验的方法研究了影响地面钻孔抽采效果和服务期限的不同因素.研究结果表明地面钻井抽采将很大程度上减小工作面回风流的瓦斯含量,且抽采效果受到煤层条件和钻井位置的制约.通过对试验钻井破坏情况分析,钻井布置在靠近回风巷侧30 m以内,可能会提高钻井的稳定性和服务期限.本文对地面钻井抽采采空区瓦斯技术的推广应用具有重要的指导意义.     

井上下联合抽采瓦斯技术在岳城矿的应用

为解决采空区瓦斯大量涌出严重制约综采工作面生产的技术难题,针对岳城煤矿1302采煤工作面瓦斯浓度高的情况,基于煤炭开采时空接替、瓦斯抽采关系,提出适合高瓦斯煤矿瓦斯治理的井上下联合抽采采空区瓦斯技术模式。实践表明:该技术模式能够大幅度降低工作面瓦斯超限的威胁,有效抽采高瓦斯矿井采空区积聚瓦斯,提高了高瓦斯煤矿瓦斯抽采水平和安全生产效益。     

古城煤矿鲍店风井3#煤层瓦斯抽采可行性研究

瓦斯抽采是煤矿瓦斯治理的重要手段.为了论证古城煤矿鲍店风井3#煤层瓦斯抽采的可行性以及地面瓦斯抽采站建站的必要性,根据3#煤层瓦斯涌出量预测结果,从矿井通风能力、资源利用与环保、瓦斯抽采等方面进行了分析论证,表明鲍店风井已具备建立瓦斯抽采系统的条件,建议尽快对鲍店风井瓦斯抽采工程进行设计,建立服务于北二、北四盘区并兼顾...     

煤层瓦斯抽采钻孔抽采半径考察技术研究

采用FLAC3D数值模拟软件研究了抽采钻孔周围应力、位移及瓦斯压力的分布特征,并在现场进行了抽采半径的实测,验证了数值模拟结果的正确性。研究表明:采用数值模拟和现场测试相结合的方法,能够方便、快速地确定抽采钻孔的合理布置间距,对节省抽采半径的考察时间和合理布置抽采钻孔有一定的指导意义。     

采动区瓦斯地面井抽采技术在含水地层矿区的应用

山西端氏煤矿在应用采动区地面井抽采煤层气技术时发现钻越地层涌水量较大,地面井受采动影响后地层水从井壁破损处涌入套管内堵塞抽采通道,导致产气效果欠佳。针对这一问题,通过分析井身破坏模式,确定含水地层位置,进一步优化钻固井工艺及井身结构,改进后地面井抽采效果提升显著：有效运行时间从30 d增加到180 d,抽采瓦斯纯量由15.95万m³增加到172.25万m³,地面井运行后工作面回风巷瓦斯浓度降幅为29.60%,工作面上隅角瓦斯浓度降幅为46.27%,井下工作面涌水量没有增加。现场试验结果表明,采动区地面井抽采技术经过优化改进后可以在含水层赋存矿区成功应用。