阳泉矿区瓦斯抽放方式及优选原则

针对阳泉矿区瓦斯赋存特点,通过对比分析各类瓦斯抽放方式指标,从而得出经济、技术可行的最优抽放方式;阳泉矿区单一煤层采用U+L型通风方式的工作面,大口径钻孔抽放方式是最佳选择和发展方向;15#煤层综放工作面采用U型通风方式和走向顶板岩巷抽放方式比较优越。      

我国矿井瓦斯及其抽放综述

本文统计分析了近几年全国６００多对煤矿瓦斯泽出量和１００多对煤矿抽放瓦斯量的变化动态，分析了煤矿抽放瓦斯（煤层气开发）的发展趋势与前景，在此基础上结合中国煤矿的地层，构造，煤层，煤质与瓦斯赋存等特征，建议有针地必地选择２～３个条件较好的局矿进行一定规模，各具特点的煤层气综合开发工业性试验，以便取得经验推而广之，使我国煤矿井下抽放瓦斯与地面钻孔开发煤层气在“九五”期间直至２０１０年能跃上一个新台阶。     

波兰煤矿瓦斯高效抽放技术特点

目前,在波兰41对主要生产矿井中,有23对高瓦斯矿井进行了瓦斯抽放。2004年瓦斯平均抽放率为30%,平均利用率为39%。根据瓦斯地质条件、瓦斯涌出特点和采区通风方式,着重介绍了波兰煤矿强化煤层、围岩和采空区瓦斯抽放,提高矿井瓦斯抽放效率的工艺技术特点。在工作面的瓦斯排放中,注重开采、通风与瓦斯抽放一体化,通过优化抽放钻孔布置,取得钻孔瓦斯抽放的最佳效果,是波兰煤矿瓦斯治理的一项成功经验,成为煤矿持续安全高效生产的重要技术保障。     

中国煤矿瓦斯防治形势及钻探技术应用

简要分析了我国煤矿瓦斯概况，煤矿安全生产所面临的严重形势、任务及我国煤矿瓦斯防治主要目标与措施，介绍了煤矿瓦斯治理的主要技术方式与手段，承点介绍了钻探技术在我国煤矿瓦斯防治中的应用情况。     

抽放瓦斯顺煤层长钻孔施工技术

介绍了抽放瓦斯顺煤层长钻孔试验情况。在试验中使用定向钻进技术施工了3个钻孔,有1个试验孔深度达509.03m,是目前国内最深的全煤层长钻孔,平均纯钻进时效24.4m/h。这些抽放孔的瓦斯涌出量均达到2.0~2.5m³/min。     

大口径瓦斯抽放井施工工艺

瓦斯抽放孔要求井斜小,孔径大,下入的井管重量大。以实例介绍了使用GZ-2000型钻机在某煤矿瓦斯抽放站成功施工深400m,直径φ690mm瓦斯抽放井的施工工艺。在施工过程中采用φ216mm牙轮钻头＋满眼钻具和钟摆钻具施工先导井眼,再采用φ410mm、φ690mm组合牙轮钻头＋塔式钻具分级扩眼,使用电子多点测斜仪及时监测井斜变化,用钟摆钻具组合进行纠斜,在φ426mm管体上设置三组镶焊合金的肋骨条做成圆井器来进行圆井,在管体底部设置浮力阀,合理掏空以减少井管重量,确保了工程质量。     

大口径瓦斯抽放井施工技术

瓦斯抽放井是瓦斯治理和煤层气开发利用的一种有效手段。通过彬长矿区大佛寺煤矿5口大口径瓦斯抽放井的施工实践,探索出瓦斯抽放井在井位选择、防斜保直、扩孔、井管牵引和固井方面的一些工艺技术,其成熟的做法对地质条件类似的矿区具有一定的借鉴意义。     

抽放瓦斯定向钻孔施工技术的研究

介绍了抽放瓦斯定向钻孔施工技术的主要设备、钻具及仪器，组合钻具及钻进工艺参数，并通过几个工程实例，说明了该项技术的应用效果。     

重庆南桐矿区瓦斯抽放孔快速钻探技术措施

针对研究区岩层性质和技术状况，通过钻具的优选和合理级配，以及钻进方法、钻头类型与参数、钻进工艺、操作技术的研究，得出一套提高钻孔钻进速度的技术措施，在研究区软-坚硬互层地层瓦斯抽放钻孔施工中，台月效率比原来提高80％以上。     

煤矿瓦斯抽放的计算机优化和管理平台

服务于高瓦斯矿井的现代化抽放系统应该至少具备 3个条件:合理的抽放技术;先进的抽放设备;以及为完成设备操作和实施抽放技术而制定的各项操作规程、作业规程和相关管理制度。三者之间通过优化实现最佳配置。本文论述了利用计算机技术实现抽放技术优化和抽放管理强化的基本方法,讨论了实现高效瓦斯抽放的技术途径。      

顺煤层瓦斯抽采钻孔封孔新工艺

瓦斯抽采效果在很大程度上取决于封孔方法和封孔质量。针对祁南矿原有封孔工艺封孔深度不够和材料本身的弱点,对钻孔封孔原有的工艺进行了改进。通过增加封孔深度、采用新式封孔材料等,避免了短路风流,减轻封孔管路中负压的消耗,并使抽采瓦斯的体积浓度提高了25%~50%,提高了生产效益。     

新型同径分层止水工艺在地热探采深井的应用

原平大营地热探采结合深井完钻井深3088 m,为探明494~3088 m变质岩地层的水文地质参数和水源补给情况,基于岩心和测井资料划分4个抽水试验段,且试验后需要恢复目的含水层。根据“一孔同径分层止水”原则,设计了管内止水托盘止水、管外止水伞止水的新型同径分层止水工艺。该工艺简化了井身结构,避免了管外投粘土球、注水泥等堵塞含水层的情况。现场实施表明,该工艺止水效果完全满足水文地质抽水试验要求,可为同类工程提供经验和借鉴。     

深埋特长隧道岩溶高压涌水灌浆封堵技术研究与实践

以贵州省德江至务川高速公路德江特长分离式隧道岩溶高压涌水为例,探讨了隧道高压涌水封堵的钻孔设备、灌浆材料选择和封堵施工工艺。对双洞连通型、单洞独立揭露型、单洞独立未揭露型高压涌水采取引排泄压反堵法,止浆墙结合轴向、径向封堵法,超前预灌浆法等方法进行处理,成功处治了德江隧道多个断面高压岩溶涌水问题,使隧道掘进工作得以恢复,保障了工程安全,缩短了建设工期,取得了良好的经济和社会效益。      

天然气水合物储层超声雾化防砂排水采气实验研究

天然气水合物储层具浅埋藏、弱固结、低渗透、高泥质、非均质等特点,钻采过程中易出现严重的出砂问题,是制约天然气水合物安全高效开采的“瓶颈”之一。现有的天然气水合物储层防砂技术主要来源于常规油气开采中常用的防砂方法,防砂精度控制和稳产增产矛盾突出。为此,本文提出了一种天然气水合物储层超声雾化防砂排水采气方法,配合挡砂介质在有效防住10 μm以上砂的同时,将水雾化成5 μm左右的小水滴产出,降低水的携砂能力并加速水气产出,进而实现连续排水产气。基于该方法搭建了简易实验模拟评价装置,进行了初步的模拟实验。实验结果表明该方法具有一定的可行性,水气可以通过雾化片的锥孔不断产出。但是由于储层砂中还存在大量直径小于雾化片锥孔直径的泥质成分,雾化装置还需针对泥质成分的存在做进一步优化,否则泥质成分将堵塞在雾化片锥孔附近降低雾化片的振荡频率,造成排水产气的中止。这些初步的工作可以为天然气水合物储层防砂增产提供新的思路。     

SF_6气体示踪法测定低透气性高瓦斯煤层瓦斯抽放半径

针对目前应用较多的瓦斯抽放半径测定方法——相对瓦斯压力测定法与实际情况偏差较大问题,以神华乌海能源公司平沟煤矿16号低透气性高瓦斯煤层为研究对象,在井下1606工作面施工瓦斯抽放试验钻孔,采用SF6气体示踪法测定工作面瓦斯的抽放半径,并比较了不同抽放半径的瓦斯抽放效果。实测结果表明,SF6气体示踪法所测定的瓦斯抽放半径使瓦斯抽采效率显著提高,该方法为煤层预抽瓦斯钻孔间距的设计提供了依据,可以在低透气性高瓦斯煤层的瓦斯抽放半径测定中推广使用。     

煤层气井有杆泵排采设备悬点静载荷计算方法

有杆泵排采设备悬点载荷是标志其工作能力的重要参数之一。悬点载荷中起主要作用的是静载荷。悬点静载荷是选择和正确使用排采设备的重要依据。在研究我国煤层气井开采实际的基础上,分析了排采设备的悬点载荷,给出计算悬点静载荷大小的方法及其变化规律,最终利用现场实测的数据对算法进行了验证。验证结果表明,悬点静载荷中起主要作用的是杆柱重和液柱重,但管外液柱对柱塞压力的影响不可忽略;上下冲程中静变形量相对较小。该计算方法步骤简单,结果符合实际,能够较好地满足煤层气井现场数据计算的需要。     

矿用钻孔瓦斯抽采多参数监测系统与装置

为了弥补传统瓦斯抽采监测系统区域化监测的不足,提出了以钻孔为监测单元构建钻孔瓦斯抽采监测系统,能够实时动态掌握各个钻孔在瓦斯抽采过程中的抽采效果,将大面积区域化测量转变为区域内部各钻孔的测量,实现了瓦斯抽采的精细化监测。针对钻孔瓦斯抽采监测系统需求,结合钻孔孔口处瓦斯抽采参数的特点,研制了一款矿用瓦斯抽采钻孔多参数监测装置,该装置具有超声波气体流量测量、非色散红外瓦斯浓度测量、压电陶瓷气体压力测量、铂电阻气体温度测量四参数于一体的实时数据采集功能,搭载了数据显示、数据存储、数据远程传输、数据Wi-Fi传输等功能性人机交互模块,并开发了瓦斯抽采分析软件、移动数据采集站两款配套软件。装置根据实际应用需求,结合行业相应计量标准,于具有国家计量检定资质的检验单位进行了计量检测,并在黄陵矿业公司二号煤矿进行了井下工业性试验,对装置的实际应用效果进行了验证。试验结果表明：矿用瓦斯抽采钻孔多参数监测装置的四项测量参数均满足相应行业标准的计量要求,可实现各项参数的准确测量,且该装置在实际井下应用中具有良好的工作可靠性与工作稳定性,达到了以钻孔为监测单元的瓦斯抽采监测目的,能够为瓦斯抽采评价提供有力的数据支撑。移动阅读     

松软煤层瓦斯钻孔失稳分析及动态密封技术

松软煤层钻孔在钻进及抽采瓦斯过程中,容易发生钻孔形变、缩径、坍塌甚至堵孔等工程问题,造成瓦斯钻孔成孔率低、密封性差、服务时间短及瓦斯抽采阻力大等抽采问题。针对上述技术难题,基于松软煤层的构造演化过程,分析了自重应力、构造应力、采动应力及瓦斯应力等因素对松软煤层瓦斯钻孔稳定性的影响,得出了松软煤层钻孔的多应力耦合作用失稳机制。同时,针对松软煤层瓦斯钻孔失稳规律,提出以护孔为基础,自适应动态密封为关键的\     

高位定向钻孔分层布置与瓦斯抽采效果分析

为了提高顶板高位定向钻孔在采空区及上隅角瓦斯治理的效果,提出了高位定向钻孔分层布孔方案,在曙光煤矿开展现场试验,对不同层位高位定向钻孔瓦斯抽采数据和高位定向钻孔整个瓦斯抽采周期内瓦斯抽采效果分析研究,结果表明高位定向钻孔在整个抽采周期内瓦斯抽采效果总体呈波动状态,中间孔段由于处于顶板裂隙带内,瓦斯抽采效果较稳定,两端孔段由于处于钻孔造斜孔段未进入顶板裂隙带内及受前后钻场钻孔搭接影响,瓦斯抽采效果波动较大。为提高高位定向钻孔瓦斯抽采效果,可采用大角度开孔或大角度螺杆马达造斜以降低造斜孔段长度,并增加相邻两钻场钻孔搭接长度,从而降低两端孔段比例,提高中间孔段比例。