薄煤层群煤与瓦斯共采技术研究_舒彦民

技术经验

薄煤层群煤与瓦斯共采技术研究

舒彦民1，赵

益2，孙建华2，姜天文2，张锦鹏2

（1．龙煤集团七台河分公司，黑龙江七台河154600；2．黑龙江科技学院，黑龙江哈尔滨150027）

摘要：七台河矿区具有煤层薄、透气性差、煤的坚固性系数小、瓦斯含量高、吸附性强、瓦斯涌出初

速度衰减快等特点，同时矿区煤层群具有分组性，各组内煤层间距较小。为解决煤层顺层钻孔施工难度大、

瓦斯抽放效果差，以及回采工作面上隅角和回风流中瓦斯浓度容易超限等难题，提出沿空留巷邻近层瓦斯抽采技术，构建了七台河矿区薄煤层群煤与瓦斯共采技术体系，并在七台河桃山矿进行了应用研究。应用结果表明，该技术能够实现煤与瓦斯安全高效共采。

关键词：煤与瓦斯共采；保护层开采；沿空留巷穿层钻孔；瓦斯抽采

中图分类号：TD712+．67

文献标志码：B

文章编号：1008－4495（2011）04－0047－03

收稿日期：2010－12－02；2011－03－25修订

作者简介：舒彦民（1966—），男（满族），黑龙江阿城人，硕士，高级工程师。

七台河矿区位于黑龙江省东部，地处勃利煤田，煤炭资源赋存条件较差，向斜、背斜构造及断裂构造较多，煤层平均厚度0．86m ，是全国煤层最薄的矿区之一。产品以焦煤、1/3焦煤和动力煤为主，是全国三大稀有保护性开采煤田之一。目前，七台河矿区部分生产矿井的开采深度已达－500 －600m ，且开采深度、瓦斯含量和瓦斯涌出量每年以较高的速度递增，未来10年，煤与瓦斯突出威胁继续增大，深部开采面临巨大的技术挑战；另一方面，瓦斯（煤层气）既是我国煤矿生产过程中的主要灾害源，也是一种洁净能源和优质化工原料，是21世纪的重要接替能源之一。针对七台河区煤层群的煤层薄、透气性差、煤的坚固性系数小、瓦斯含量高、吸附性强、瓦斯涌出初速度衰减快等特点，考虑到矿区煤层群具有分组性，各组内煤层间距小，存在邻近层和采空区瓦斯涌出量大，煤层顺层钻孔施工难度大、抽放效果差，回采工作面上隅角和回风流中瓦斯浓度容易超限等问题，提出煤与瓦斯共采技术新思路：煤层群进行分组开采，每组选取最佳首采关键层作为保护层进行开采，同时结合沿空留巷穿层钻孔抽采技术，对邻近层卸压瓦斯进行抽采，实现连续抽采卸压瓦斯与回采工作面采煤同步推进，实现高效的工业化煤与瓦斯共采，将抽采的高、低浓度瓦斯分别输送到地面加以利用。

1煤与瓦斯共采的基础理论

煤与瓦斯共采是针对我国高瓦斯矿区煤系地层

多为煤层群的条件和煤层的低透气性特征，将煤与瓦斯作为资源，结合我国煤矿长期治理瓦斯的成功经验，通过固、

气2套系统进行煤与瓦斯安全高效共采的矿井瓦斯治理理念与方法，即通过“首采煤层”的开采，在煤系地层中产生“卸压增透增流”效应图，形成瓦斯“解吸—扩散—渗流”活化流动的条件，并通过合理高效的瓦斯抽采方法和抽采系统，同时实现瓦斯资源的高效抽采。瓦斯资源的抽采可大幅度地减少“卸压煤层”的瓦斯含量，消除其煤与瓦斯突出危险性，减少卸压煤层开采时的瓦斯涌出量，从而实现卸压煤层的安全高效开采［1－2］。1．1

采空区顶板裂隙发育及瓦斯流动规律

煤层开采将引起岩层移动与破断，并在岩层中形成采动裂隙。按采动裂隙性质可分为2类：离层

裂隙；竖向破断裂隙。当采空区顶板充分垮落后，采空区中部岩层和下方的矸石紧密接触，从而使得采空区中部顶板岩层裂隙基本被压实，其四周形成一个环形的采动裂隙发育区，称之为“O ”形圈。在“O ”形圈上方或者下方受采动影响的煤层瓦斯在含量梯度和压力梯度作用下以扩散和渗流的形式向“O ”形圈内运移，使得“O ”形圈成为卸压煤层瓦斯聚积和运移的主要通道［3－5］。

研究表明，在采空区竖直方向上，形成了一个

“∩”形拱采动裂隙区。采空区不同涌出源的瓦斯在浮力作用下沿采动裂隙带裂隙通道上升，上升中不断掺入周围气体，使涌出源瓦斯与环境气体的密度差逐

·

74·

渐减小，直到密度差为0，混合气体则聚积在裂隙带上部的离层裂隙内。涌入采空区的瓦斯，在其含量梯度作用下引起普通扩散，由于空气的重力作用产生方向向下的压强梯度，则其产生的扩散流方向，与压强梯

度反向，即瓦斯气体具有向上扩散的趋势。因此，

在瓦斯浮力、含量梯度及通风负压的作用下，“∩”形拱采动裂隙区成为瓦斯聚积区，为采动裂隙带内钻孔抽采、

巷道排放等治理瓦斯技术提供依据［3－6］。1．2采空区底板裂隙发育及瓦斯流动规律在沿工作面推进方向，煤层底板岩层将出现压缩、膨胀、再压缩的过程。在煤壁前方附近，煤层底板受支承压力的作用而被压缩，工作面推过后，底板处于膨胀状态，随着工作面的进一步推进，顶板岩层开始在采空区垮落，采空区内垮落矸石对膨胀底板又起着压实作用，并且随顶板垮落或顶板活动的结束施加给底板的压实荷载也越来越大，直至恢复或接近恢复到原岩应力状态。

上保护层开采后，采空区底板一定范围的煤岩层发生底鼓破坏和膨胀变形，结合采场底板岩层的裂隙发育状况，可将底板受到采动影响的煤岩层分为底鼓裂隙带和底鼓变形带，如图1所示。根据现场试验考察及相关资料统计分析［7］，底鼓裂隙带下限在底板下方15 25m ，该带内的裂隙主要为煤岩层离层后形成的沿层理的顺层张裂隙和岩层破断后垂直、斜交层理形成的穿层裂隙，穿层裂隙将该带内的煤层与采空区导通，煤层瓦斯可沿穿层裂隙进入保护层采空区，瓦斯涌入采空区的阻力随深度的增加逐渐加大；底鼓变形带下限在底板下方50 60m ，该带内裂隙以沿层理形成的顺层张裂隙为主，处于该带的被保护层发生膨胀变形，吸附瓦斯解吸，大量卸压瓦斯汇集在煤层中的裂隙内，裂隙随层间距加大逐渐减少。沿工作面走向，随着底板煤岩层应力的变化，可分为应力增高区、应力降低区和应力恢复

区，如图2所示。沿走向三区的划分，

为下被保护层卸压瓦斯抽采最佳时间的确定提供了理论依据

。

图1

采空区底板裂隙分布及分带示意图

图2下伏岩层裂隙发育及走向分区示意图

2

煤与瓦斯共采技术

2．1

煤与瓦斯共采技术体系

由于七台河矿区煤层群具有分组性，各组内煤

层间距较小，煤层开采受邻近层瓦斯涌出量影响较大，因此选择煤层群各组煤的中间煤层作为首采煤层，采用沿空留巷上向和下向穿层钻孔抽采首采煤层采空区和邻近煤层瓦斯，形成七台河矿区煤层群煤与瓦斯共采技术体系，实现首采层及其邻近煤层煤炭资源和瓦斯资源的安全高效开采。七台河煤层群煤与瓦斯共采技术体系见图3

。

图3七台河煤层群煤与瓦斯共采技术体系框图

2．2沿空留巷穿层抽采技术

根据七台河煤层群赋存地质特征、煤层实际开

采情况及有效卸压范围计算可知，上保护层有效卸压范围小于50m ，下保护层有效卸压范围小于

·

84·

100m ，因此在进行沿空留巷抽采邻近层卸压瓦斯时应选用中低位钻孔抽采采空区富集瓦斯技术。

在沿空留巷中设置抽采瓦斯管道，各倾向抽采瓦斯钻孔与抽采瓦斯管道连通，采空区上部及环形裂隙圈内的解吸游离瓦斯通过倾向抽采瓦斯钻孔，并通过抽采瓦斯管进入瓦斯抽采系统。倾向抽采瓦斯钻孔布置的参数选取：终孔位置距采煤工作面回风巷的水平距离为10 30m ，距煤层顶板法向距离为采高的8 10倍，并且不小于30m ；倾角小于采动卸压角，缓倾斜煤层钻孔倾角不大于80?，急倾斜煤层钻孔倾角不大于75?；在中近距离保护层开采工作面，由留巷回风巷中施工的抽采瓦斯钻孔直接穿过上保护层，进行被保护层卸压瓦斯抽采。留巷穿层钻孔抽采平面图见图4

。

图4

留巷穿层钻孔抽采平面示意图

3

应用与效果

3．1

矿井概况

桃山煤矿位于七台河矿区西部生产区的东部，

始建于1958年，原设计能力为75万t /a ，1983年经改扩建后设计生产能力为105万t /a ，2007年核定能力为117万t /a 。42035采煤工作面位于三水平钢带机道左侧下部，为桃山煤矿三采区的第5个区段，工作面走向可采区域长度为900m ，倾向长度为150m ，平均煤层采高1．5m ，工作面煤层厚度比较稳定。煤层走向115? 145?，倾向205? 234?，倾角22? 26?，平均24?，采区边界处倾角较大。煤层属比较稳定性煤层，结构复杂，西南倾向单斜构造，产状稳定，煤层变化不大。开采煤层及邻近煤层结构如表1所示。3．2

抽采参数及效果

采用留巷穿层钻孔抽采技术对42035采煤工作面采空区顶底板裂隙带进行瓦斯抽采，主要参数如下：穿层钻孔的终孔高度为14 20m ，倾角不大于75?，施工时间在采煤工作面采后20m 以后，钻孔直径90mm ，钻孔成组设置，每组3个，钻孔偏向工作面60? 70?，抽采钻孔组间距20 25m ，孔口的封孔长度8m 。

表1

煤层特征

煤层

煤层厚/m 距下分层垂距/m 结构

顶板

底板

发

育

750 0．9036 450．6040简单粉砂岩粉砂岩全矿发育，南部不可采

79

0．57 3．0030 601．5040

复杂粉砂岩粉砂岩全矿发育830 0．700．50

简单粉砂岩细砂岩

全矿发育，北部由东向西，

由浅入深变薄

对42035采煤工作面采空区顶底板裂隙带进行瓦斯抽采后，上隅角瓦斯体积分数稳定在0．8%以下，且钻孔抽采瓦斯体积分数达54%以上，抽采量达48m 3/min 以上，解决了工作面上隅角和回风流瓦斯浓度超限问题，实现了煤与瓦斯共采目标。

4结语

针对七台河矿区特点，为解决煤层顺层钻孔施

工难度大、抽放效果差，回采工作面上隅角和回风流中瓦斯浓度容易超限等难题，提出了沿空留巷邻近层瓦斯抽采、顶板高位钻孔瓦斯抽采技术，构建了七台河矿区近距离薄煤层群煤与瓦斯共采技术体系，

并在七台河桃山煤矿进行了应用研究，结果表明：桃山煤矿42035采煤工作面沿空留巷穿层钻孔瓦斯抽采技术治理瓦斯的效果明显，上隅角瓦斯体积分数稳定在0．8%以下，且钻孔抽采瓦斯体积分数达54%以上，抽采量达48m 3/min 以上，可以实现七台河矿区其他类似矿井的煤与瓦斯安全高效共采。

参考文献：

［1］程远平，俞启香，袁亮，等．煤与远程卸压瓦斯安全高效共采

试验研究［J ］．中国矿业大学学报，2004，33（2）：132－136．［2］俞启香．矿井瓦斯防治［M ］．徐州：中国矿业大学出版

社，1992．

［3］吴财芳，曾勇，秦勇．煤与瓦斯共采技术的研究现状及其应

用发展［J ］．中国矿业大学学报，2004，33（2）：137－140．［4］谢生荣，武华太，赵耀江，等．高瓦斯煤层群“煤与瓦斯共

采”技术研究［J ］．采矿与安全工程学报，2009，26（2）：173－178．

［5］袁亮．留巷钻孔法煤与瓦斯共采技术［J ］．煤炭学报，

2008，33（8）：898－902．

［6］赵耀江，郭海东，袁胜军．综采面顶板走向大直径长钻孔

瓦斯抽采技术参数的研究［J ］．太原理工大学学报，2009，40（1）：74－77．

［7］于不凡．煤矿瓦斯灾害防治及利用技术手册［K ］．北京：

煤炭工业出版社，2005．

（责任编辑：李琴）

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94·

Vol．38No．42011MINING SAFETY&ENVIRONMENTAL PROTECTION Aug.2011

English Abstracts of This Issue

Research on Oxygen-containing Liquefaction Technology for Low-concentration Coal-bed Gas in Coal Mining Area(1)－This paper gave a description of the present research situation of oxygen-containing liquefaction technology for low-concentration coal-bed gas both at home and abroad,expounded the technical scheme,safety measures and so on,the performance assessment of 4800m3/d oxygen-containing liquefaction pilot plant for low-concentration coal-bed gas was conducted,and the desired goal was fully achieved.

Numerical Simulation Study on Thermal Environment in a Blind Heading with Combined Local Ventilation(3)－Based on k-εturbulence model,the distributions of the velocity field, streamline,temperature field,PMV-PPD(Predicted Mean Vote–Predicted Percentage Dissatisfied),mean age of air in a heading face with combined local ventilation in Zhouyuanshan Coal Mine were simulated by using Airpark2.1software.The results showed that the air duct layout and the air quantity distribution of the exhaust and forcing ventilation were reasonable,the air velocity was0.15≤v≤4.0m/s and the temperature t≤26℃when the large roadway cross section was S=12m2,the distance of the exhaust-duct and forcing-duct outlet to the heading face was L exhaust=16m and L forcing=8m respectively,and the air quantity ratio of exhaust ventilation to forcing ventilation with forcing air duct before the exhaust one was2:1.Numerical prediction and evaluation were conducted on the thermal environment by using the thermal comfort index-PMV-PPD and air quality index-air age.The numerical results and field investigation had a good consistence. Test Study on Unpowered Automatic Adding Device for Dust-fall Agent(8)－In this paper,the structure and working principle of the unpowered automatic adding device for dust-fall agent were described,and through the experimental study,the relation among the over-water pressure,over-water flow,adding medium,the length of suction tube and the adding precision was obtained.The site application showed that this device had the features of high adding precision,corrosion resistance,safety,reliability,easy installation and operation and so on,and can completely meet the underground use for the additon of chemical dust-suppression agent.

Numerical Simulation on Influence of Cyclic Mine Air Curtain Outlet Velocity on Effectiveness of Obstructing Airflow(18)－A mathematical model of airflow field was established according to the characteristics of the air curtain obstructing airflow in mine roadway.The numerical simulation was conducted on the pressure field and velocity field at different air velocity with CFD software FLUENT,and its result was consistent with the theoretical data.The simulation results indicated that the airflow field might be divided into the stable upstream zone and downstream zone and the varying air-return zone according to the gradient of the static pressure and velocity so as to provide the basis for date measurement.The effective pressure decreased with the decrease of the air velocity at the air curtain outlet,which may cause the air leakage to be further increased,so when designing the air curtain, the obstructing capacity must match the obstructing pressure difference.

Study on Distribution Law of Stress Field in Heading Face of Extra-soft Coal Seam with High Strata Stress(21)－With the increase of mining depth,the stress field in mining faces changes from shallow to deep part,obvious change occurred in distribution regularity of the prediction index for the heading face in bulky seam under the condition of high strata stress,so the urgent need is to understand the distribution regularity of the stress field in the heading face in extra-soft seam with high strata stress.The distribution regularity of the stress field in front of the heading face in the extra-soft seam with high strata stress was obtained with a combined method of theoretical analysis,field survey and numerical analysis.Test research was made on the sensitive index and critical value for outburst prediction in the heading face in the extra-soft seam with high strata stress and high gas pressure in Xinzhuangzi Mine in Huainan Coal Mining area.

Study on Technical Mechanism and Application of“Five-step”Gradual and Fast Exposing Coal Seam in a Cross-cut (24)－The traditional technology for exposing outburst coal seams in a crosscut may come across some difficult problems such as that the blasting vibration is easy to induce outburst,the outburst treatment requires a lot of funds,and exposing outburst coal seams in the crosscut may seriously affect the safe production and economical benefits of the mine,for this purpose,a new technology of“five-step”gradual and fast exposing outburst coal seams in the crosscut was put forward.In this paper,study was made on the technical principle of the gradual and fast exposing outburst seams in the crosscut,and it came to the conclusion that the multi-parameter prediction was the technical key of gradual and fast exposing outburst seams in the crosscut;through tests,the multi-parameter prediction criteria for the coal seam outburst hazard in Songzao Coal Mining Area and the stereoscopic multiple layout of prediction holes were determined;study was made on the principle of establishing movable safe buffer zone for exposing outburst seams in the crosscut,and then the scope of the movable safe buffer zone was determined;with the shield of the safe buffer, outburst seams were exposed by shallow drivage and shallow advance,and finally,a complete set of new technology for gradual and fast exposing outburst seam in the crosscut was worked out. The site application in six mines in this coal mining area showed that this technology was simple,economic,rational,and safety in production,the time required for exposing outburst seams was reduced form110~257days to7~25days,the time for exposing outburst seam was greatly shortened.

Network System of Coal Mine Gas Monitoring—Real-time Transmission of Dynamic Data(42)－The software for the real-time transmission of mine gas monitoring data was developed by taking VC++6.0as the programming platform,using Microsoft SQL Server2005database for storing data and on the basis of TCP/IP network transmission protocol.This paper described the framework design of the network system and discussed the real-time transmission of dynamic gas data,this thus provided real-time and accurate mine gas monitoring data for the exploration of Web page,and the remote monitoring management of coal mine’s management department to the mine was finally achieved. Research on Simultaneous Extraction Technology for Coal and Gas of Thin Seam Group(47)－Qitaihe Mining Area is characteristics of thin coal seams,low permeability for gas,low hardness coefficient of coal,high gas content,strong adsorbability and quick attenuation of the initial velocity of gas emission.In addition,the coal seams in this mining area have the character of subgroups and the interval between each group of seams is small. In this paper,the gob-side entry retaining for gas extraction from adjacent seams was put forward and the system for simultaneous extraction of coal and gas of thin seams in Qitaihe Mining Area was built in order to solve the difficult technical problems including the difficult drilling construction along seams,the poor gas drainage effect,and the disallowed gas concentration at the upper corner angle of the working face and in the return air.The application research on this technology was conducted in Taoshan Mine in this mining area.The extraction results indicated that the use of this technology could achieve the high-efficiency simultaneous extraction of coal and gas.

Analysis of Subsided Column Development Characteristics in Kailuan Fangezhuang Mine(61)－The subsided column,as a special geological structure in north Chine coal field,has become a serious threat to mine safety.In this paper,the development law of the subsided column was obtained by the collection of the mine data and geological exploration data in Fangezhuang Mine and the observation analysis of the found subsided columns,and the formation mechanism of the subsided column was discussed.It was found out that the subsided column presented the law of north-west zonal distribution and in groups under the control of the general axial direction as the north-east Kaiping syncline structure,and it was mainly subjected to the control of Ordovician limestone,the structure development and the strong groundwater run-off.

Discussion on Environmental Pollution-free Management Measures for Asbestos Waste(83)－The asbestos tailings and the abandoned asbestos products are classified as a kind of special hazardous waste for independent management in many countries and regions due to its huge amount,complicated types and high potential healthy and environmental risk.This paper summarized the generation situation of asbestos waste and the problems present in environment management in our country, described the advanced experiences of asbestos waste and environmental management in some developed countries and regions such as Japan and some EU countries,and put forward relevant environmental management suggestions for promoting the pollution-free management of asbestos waste in our country.

煤及煤层气工程专业

煤及煤层气工程 专业培养目标： 培养学生热爱祖国，遵纪守法，具有服务于社会的良好职业道德；培养学生具有煤及煤层气勘探与开发工程的地质科学基础理论、基本知识、基本技能及其相关学科的基础知识，具有较好的科学思维、素养和创新意识；具有在煤及煤层气资源领域进行科学研究、教学和管理的初步能力，能成为科研机构和高等院校中从事基础研究和教学工作的高层次人才；培养学生能进入硕士研究生阶段学习，也能在煤及煤层气及相关领域的生产部门从事技术开发和技术管理工作。 专业培养要求： 本专业学生具有较好的数学、物理和化学等基础科学知识；在牢固掌握专业基础、外语、计算机技能的基础上，系统学习煤及煤层气资源勘查和开发工程的基础理论和基本知识，掌握与煤及煤层气地质学研究及资源勘查和综合评价有关的基本技能与方法。本专业将在煤及煤层气地质基础、煤层气勘探与开发工程、煤综合利用与环境保护、煤层瓦斯治理与煤矿安全等方面有所侧重。 毕业生应获得以下几方面的知识和能力： 1、掌握现代地球科学，特别是煤及煤层气地质学的基础理论、基本知识和基本技能； 2、具有对煤及煤层气基本地质、矿产形成、分布规律等进行研究和综合分析的基本能力； 3、初步掌握煤及煤层气资源研究的有关基本实验、测试方法和分析技术； 4、掌握煤层气勘探与开发工程的基本理论和工程与工艺技术； 5、了解煤深加工工艺技术，掌握资源开发和利用过程中环境综合治理的基本知识； 6、掌握煤层瓦斯治理、煤矿安全生产和安全减灾的基本知识。 主干学科：煤及煤层气工程 主要课程：地质学基础理论课及技术方法课、煤及煤层气地质学、煤与煤层气勘查、煤储层评价、煤层钻探与煤层气压裂增产、采气工程（含经济评价）、煤深加工与综合利用、瓦斯治理与煤矿安全、煤工艺废弃物资源化、煤和煤层气地球物理勘探、水文地质基础（地下水）等。高年级按专业方向实施分流培养，有不同门类课程供选修。 主要专业实验：煤岩学与煤化学实验，煤储层物性实验，钻采工程实验，地球物理（地震和测井）综合解释，勘探工程设计与工程取样等。 主要实践性教学环节：为达到培养目标和培养规格的要求，有必要设置旨在提高学生实践能力、技能和综合素质的实践教学环节。 主要设置有：秭归地质教学实习、专业教学实习、生产实习、毕业（设计）论文。 学制：本科四年 授予学位：工学学士学位 相近专业：资源勘查工程、石油工程 就业领域：相关专业的高校、科研院所、产业和管理部门。

水文地质学基础习题和答案

绪论 (1)水文地质学的研究任务是什么? 本课程是煤及煤层气工程专业/岩土工程专业的专业基础课，主要任务是为后续的专业课奠定有关现代水文地质学的基本概念、基本原理。通过该课程的学习，学生能够正确理解水文地质学的基本概念、基本原理，在此基础上能够初步掌握解决工程/煤田水文地质问题的分析方法与思路。 (2)地下水的主要功能包括哪些? >>宝贵的资源①理想的供水水源②重要的矿水资源③良好的景观资源 >>敏感的环境因子地下水是极其重要的环境因子。地下水的变化往往会打破原有的环境平衡状态，使环境发生变化。 (人类活动主要通过三种方式干扰地下水，造成一系列不良后果(图14-1)： ①过量开发与排除地下水→地下水位下降→地表径流衰减、沼泽湿地消失、土地沙化、海(咸) 水入侵等； ②过量补充地下水→地下水位升高→土地的次生盐渍化、次生沼泽化； ③地下水位下降导致的粘土压密释水释放有害离子、化肥农药的不适当使用、废弃物的无序排 放──地下水恶化、污染； ④地下水位的变动会破坏其与周围岩土构成的统一的力学平衡，而产生某种效应──地面沉降 与地裂缝、岩溶塌陷、地下洞室垮塌或突水、滑坡、岩崩、水库诱发地震、渗透变形。) >>活跃的地质营力地下水的主要作用是传递应力、传输热量和化学组分、侵蚀(化学溶蚀、机械磨蚀和冲蚀)等。 >>重要的信息载体由于地下水是应力传递者，同时又是在流动，所以地下水水位，水量，水温，水化学等的变化或异常可以提供埋藏在地下的许多信息，如找矿、地震预报、地质演变。(3)试分析我国地下水分区的特点，并探讨分区的自然背景。 略。

第一章地球上的水及其循环 (1)试比较水文循环与地质循环。 水文循环与地质循环是很不相同的自然界水循环： >>水文循环通常发生于地球浅层圈中，是H2O分子态水的转换、更替较快；水文循环对地球的气候、水资源、生态环境等影响显着，与人类的生存环境有直接的密切联系；水文循环是水文学与水文地质学研究的重点。 >>水的地质循环发生于地球浅层圈与深层圈之间，常伴有水分子的分解和合成，转换速度缓慢。研究水的地质循环，对深入了解水的起源、水在各种地质作用过程乃至地球演化过程中的作用，具有重要意义。 (水文循环特点──速度快、途径短、转化迅速。 内因──固、液、气三相可相互转化。 动力条件──太阳辐射和重力的共同作用。 形式──蒸发、径流、降水。) (2)试述我国水资源的特点，并分析其对水文地质工作需求的影响。 我国水资源具有以下特点： (1)降水偏少，年总降水量比全球平均降水量少22%； (2)人均水资源量偏低； (3)空间分布不均匀，东部丰富，西部贫乏； (4)季节及年际变化大，旱涝灾害频繁； (5)水质污染比较严重。 合理有效地利用及保护水资源，是中国具有战略意义的头等大事。 (3)地球上水的循环按其循环途径长短、循环速度的快慢以及涉及层圈的范围，可分为水文循

国内外煤层气资源开发利用现状

国内外煤层气资源开发利用现状 煤层气又称煤层甲烷或煤层瓦斯，是煤层在其形成演化过程中经生物化学和热解作用所生成，并储集在煤层中的天然气。目前，世界上开展煤层气勘探开发的主要有美国、加拿大、澳大利亚、俄罗斯、印度和中国等国家，其中美国已在圣胡安、黑勇士、北阿帕拉契亚、粉河等多个盆地进行了大规模的开发，并已在美国天然气供应中发挥重要作用。加拿大也已形成商业煤层气产能，且煤层气生产规模仍在扩大。在北美，煤层气与致密气、页岩气一起已经成为实现天然气储量接替的三类重要的非常规资源之一。剑桥能源预测，在北美以外的地区，以上三类非常规气将在十年后形成大规模开发，因此，可以预见，煤层气将在世界范围内迎来一个全新的发展阶段。 一、煤层气的资源现状 1、世界煤层气资源分布 世界煤层气资源储量为256.3万亿m3，约为常规天然气资源量的50%，主要分布在北美、前苏联和中国等煤炭资源大国，其中俄、美、中、加、澳五国合计占90%（表1）。但是，由于各国研究程度不一，煤层气资源量的准确性有很大差别。， 表1 世界主要国家煤层气资源储量

数据来源：1. CMM Global Overview，2006.7；2.根据美国环保局报告，2002；3.其他文献 据不完全统计（表1），世界煤层气资源主要分布在北美洲、俄罗斯/中亚和亚太地区。其中北美地区占35％，俄罗斯/中亚32％，亚太21％，欧洲10％，非洲2％。目前许多国家都开展了煤层气的开发利用研究工作，除美、加两国以外，20个国家已钻探了煤层气探井以开展研究（表2）。但是商业煤层气开发目前主要在美国、加拿大、澳大利亚等三国，中国、印度、波兰、英国等国家正在积极推进之中。

煤层气资源勘查

一名词解释 1矿产资源总量：指天然产出的具有经济意义的且具有一定地质确定性的矿物原样的富集体。 2煤炭储量：指蕴藏于地下，经过一定地质勘查工作，确定符合储量计算标准，具有一定工业开发利用价值的煤炭资源量。 3煤炭资源量：是可开发利用或具有潜在利用价值的煤炭埋藏量。 4保有储量:截至统计报告期止，煤田、矿区、井田内实际拥有的探明储量。 5可采储量:指在工业储量中，可以采出来的那部分储量，即工业储量减去设计损失量。 6设计可采储量：在开发利用方案或初步设计中设计到的可以采出来的储量。 7暂不能利用储量：由于煤层厚度小、灰分高（或发热量低），或因水文地质条件及其它开采技术条件特别复杂等原因，目前开采有困难，暂时不能利用的储量。8煤层气预测储量：经过钻探工程控制，用所获得的有关煤层几何形态、含气量等方面的实测数据而计算的已发现的煤层气资源量。 9探明储量:地质勘查报告提交、经储量审批机关批准的能利用储量，是反映煤田地质勘查工作成果的主要指标。 10工业储量：在能利用储量中，可以作为设计和投资依据的那部分储量。 11 A级储量：在精查勘探阶段，通过较密的勘探工程控制和详细地质研究所圈定的储量。 12地质原始编录：在煤田勘查工作中，对勘查工程所揭露的各种地质现象进行描述和记录 并整理成原始图件、数据和文字表格等。 13地质综合编录：在煤田勘查过程中，把所获得的各种原始地质资料进行系统的分析和综合研究，然后用文字、图件表格等形式表示出来的一项综合性工作。14煤自燃倾向性：煤由于氧化放热而导致温度逐渐升高，至70～80℃以后温度升高速度骤然加快，达到煤的着火点（300～350℃)，从而引起燃烧，这就是煤的自燃倾向性，即煤在常温下氧化能力的内在属性。 15开采技术条件：指影响煤矿建设、生产与安全的各种地质因素，包括：煤层的厚度、结构、煤的物理性质、煤层的产状及其变化、煤层顶底板、工程地质

煤与瓦斯共采

专家：实现安全生产应“煤与瓦斯共采” 时间：2011-8-16 13:59:42 来源：煤炭网 如何解决我国低透气性煤层的煤矿瓦斯治理难题，实现煤炭的安全高效开采？专家指出，煤炭与瓦斯（煤层气）共采是必经之路。 8月13日—14日，在由北京大学、山西省委、省政府办公厅联合主办的山西省转型跨越发展暨世界新能源战略高峰论坛在山西太原召开。 论坛上，中国工程院院士、煤矿瓦斯治理国家工程研究中心主任袁亮指出，我国煤炭探明储量5.57万亿吨，其中负1000米以下占53%，同时我国煤矿地质条件极其复杂，95%为井工开采，70%以上国有煤矿是高瓦斯矿井。随着开采规模和开采深度增加，我国大部分煤矿将面临低透气性高瓦斯开采难题，这正是造成煤矿瓦斯事故多发的重要因素，如何实现安全高效开采一直是困扰采矿界的世界性难题。 “靠引进国外煤矿瓦斯开发技术不能解决我国复杂地质条件下的瓦斯治理难题。只有走‘煤与瓦斯共采’的路子才能实现我国煤炭的科学开采。”袁亮说。 近年来，我国成功自主研发的低透气性煤层群卸压开采抽采瓦斯煤与瓦斯共采技术、无煤柱煤与瓦斯共采技术，突破了传统采矿和瓦斯治理理论，实现了煤与瓦斯共采、瓦斯变害为宝，这些技术在我国地质条件最复杂的安徽淮南矿区得到了成功应用，并在全国高瓦斯矿区得到全面推广。此外，晋城沁水盆地突破了高阶煤地面煤层气开发禁区，取得了一系列技术突破，为我国地面煤层气开发提供了重要技术手段。 此外，我国煤矿瓦斯开发利用较为成功的淮南和晋城矿区的典型案例表明，我国在低透气性煤层的“煤与瓦斯共采”技术达到了世界领先水平。 袁亮建议，从“十二五”开始，我国煤矿瓦斯开发应做到“两条腿走路”，即短期内无法采用地面煤层气开采的“三低一高”（低饱和度、低渗透性、低储层压力，高变质程度）矿区，推广“淮南模式”，走煤矿区采煤采气一体化、煤与瓦斯共采的路子，力争用5年—10年时间，煤矿区瓦斯抽采量达到150亿—250亿立方米；在适合地面煤层气开发条件的地区，优先安排勘探开发，突破关键技术和政策瓶颈，解决“气权矿权重置”等问题，推广“晋城模式”，走先抽煤层气后采煤的路子。 目前，“淮南模式”和“晋城模式”已在山西焦煤集团、晋城煤业集团等煤矿企业大力推广。 论坛上，山西省政协副主席令政策也高度认可煤层气产业的前景以及煤层气产业发展对山西省转型跨越发展的意义。他说：“山西省煤层气储量丰富，达10万亿立方米，但目前每年产量不到50亿立方米，如果每年开发利用量达到500亿立方米，就相当于一个‘绿色大庆’了。”

煤层气井排采工操作手册

煤层气井排采操作手册中石油煤层气公司韩城分公司

目录 一、名词解释 二、煤层气排采基本原则 三、韩城煤层气地质特征 四、韩城煤层气排采特点 五、韩城煤层气井排采制度要求 六、煤层气井排采资料录取要求 七、排采巡井工岗位职责 八、排采住井工岗位职责 九、排采工作业流程 十、排采设备检查保养要求 十一、典型案例 基础篇 一：名词解释 1、煤层气：就是指在煤层内产生和赋存的天然气，其主要成分是 甲烷（CH4），约占70%以上，又称煤层甲烷、煤层吸附气或煤层瓦斯，它是煤层气的一种，是一种非常规天然气。煤层气与常规天然气最大不同点就在于煤岩既是它的储集岩又是生气原岩，它是煤层煤化作用的结果。煤的储集性和煤中天然气的储集是整个成煤作用过程的结果。 2、煤储集岩石学方面的参数：主要指煤阶、煤的显微组分、煤的 显微硬度。煤阶通过测定煤中镜质组反射率（R0）来确定。其余则用反光显微镜区分，同时亦可以求得割理宽度和密度。

3、煤阶：表示煤在埋藏历史中，沉积物有机质在成分和结构上经 历了一系列变化，其过程称之为煤的变质作用或煤化作用。可 以用多种物理和化学参数来表征煤的变质程度，常见的煤阶参 数有固定碳含量、镜质组反射率、水分含量。煤阶是影响割理 发育的主要因素。通常，低媒阶的煤割理不甚发育，到烟煤系 列时割理发育。割理面最密集的主要发生在低挥发分烟煤煤阶 附近，高于低挥发分烟煤煤阶，割理或裂缝又不发育，标本上 表现为割理封闭。 4、煤岩工业分析参数：该类参数是指煤的固定碳、挥发分、灰分、 水分，目的是对煤岩性能质量作出评价以及在煤储层评价中校 正含气量。 5、煤显微硬度：显微镜下可识别的煤的显微组分的抗压强度。不 同煤级和不同显微组分的显微硬度不同。在研究中，一般以均 质镜质体的显微硬度为代表。它是用专门的显微硬度仪进行测 定的。随着煤级的增高，煤显微硬度也有变化。 从褐煤到超无烟煤，煤的显微硬度值是增大的；同一煤级中，当镜质组还原性增强时，煤显微硬度略微降低；同一煤样中，煤显微硬度最大值与最小值间亦存在微小差异，反映出非均一性。 6、煤层含气量：是散失气量、解析气量和残余气量之和。散失气 量是指现场取出的含气煤心在装入解析罐之前释放出的气量； 解析气量是指煤心装入解析罐之后解析出的气体总量；残余气 量是指终止解析后仍留在煤中的那部分气量。对煤层气开采有 实际意义的是散失气量和自然解析气量，两项之和占总含气量 百分率越大，对煤层气开采越有利。 7、煤储层压力：是指煤层孔隙内流体所承受的压力，即通常所说 的孔隙流体压力。 8、临界解析压力：临界解析压力是指在煤层降压过程中气体开始 析出时所对应的压力值。可以根据临界解析压力与煤层压力了 解煤层气早期排采动态，临界解析压力越接近地层压力，排水 采气中需要降低的压力越小，越有利于气体降压开采，据此可 为制定煤层气排采方案提供重要依据。 9、地解比：地解比是临界解析压力与原始地层压力的比值。据此 比值可以预测产气高峰期到来的时间及是否可以高产。临界解 析压力越接近原始地层压力，含气饱和度愈高，高产富集条件 愈优越。据已勘探开发的数据，可将地解比划分为高地解比(＞

煤与瓦斯共采技术的研究现状及其应用发展(1)

收稿日期:20031010 作者简介:吴财芳(19762),男,山东省烟台市人,博士研究生,从事瓦斯地质、煤层气地质方面的研究. 第33卷第2期 中国矿业大学学报 V ol .33N o .22004年3月 Journal of Ch ina U niversity of M ining &T echnol ogy M ar .2004 文章编号:100021964(2004)022******* 煤与瓦斯共采技术的研究现状及其应用发展 吴财芳,曾　勇,秦　勇 (中国矿业大学资源与地球科学学院,江苏徐州　221008) 摘要:论述了煤与瓦斯共采技术的重要性及其对煤矿绿色开采的意义,介绍了煤与瓦斯共采技术的研究现状及面临的新问题,并阐明了其理论依据.分析了煤与瓦斯共采在煤矿井下的成功经验,并举例说明了井下瓦斯抽放与地面煤层气开发有机结合的重要性.最后指出了煤与瓦斯共采应注意的问题以及今后的研究方向. 关键词:煤与瓦斯共采;煤层气;瓦斯抽放;绿色开采中图分类号:TD 712;TD 82 文献标识码:A P resent Situati on ,A pp licati on ,and D evel opm ent of Si m ultaneous Extracti on of Coal and Gas WU Cai 2fang ,ZEN G Yong ,Q I N Yong (School of R es ources and Eeath Sciene ,CUM T ,Xuzhou ,J iangsu 221008,Ch ina ) Abstract :T he i m portance of si m ultaneous extracti on of coal and gas and its purpo rt to green exp l oitati on are discussed .T he p resent situati on and the theo ry of th is technique asw ell a s om e ne w p roble m s are in troduced .Experience of si m ultaneous extracti on of coal and gas in coal m ine is analyzed and an exa mp le is used to exp lain the sign ificance of the organic com binati on of gas dra w ing underground w ith coalbed m ethan exp l o iting on ground surface .F inally ,p roble m s w e should pay attenti on to and the devel op ing w ay of si m ultaneous extracti on of coal and gas are pointed out .Key words :si m ultaneous extracti on of coal and gas ;coal bed m ethan ;gas dra w ing ;green exp l oitati on 煤层瓦斯,又称为煤层气,自生自储地赋存于煤层之中.近几年来,随着煤矿井下开采深度的增加和开采强度的增大,地质条件越来越复杂,频发的瓦斯灾害严重地威胁着矿井工作人员的生命安全,制约着矿井生产的发展.但是,煤层气又是经济的可燃气体,是一种清洁、方便、高效的能源,其发 热量为33.5～36.8M J m 3 ,并且不存在环境污染问题.大力开发煤层气,既可以充分利用地下资源,又可以改善矿井安全条件和提高经济效益,并有利于改善地方环境质量和全球大气环境.因此,如何更有效地开发和利用煤层瓦斯,一直以来都是广大的科研工作者努力的方向和目标.钱鸣高院士首次提出了“煤矿绿色开采”的概念[1],并且阐述了它的内涵和技术体系[1].绿色开采技术的主要内容[1]包括:保水开采、“三下”采煤、煤与瓦斯共采、煤巷支护与部分矸石的井下处理、煤炭地下气化等.由此可见,煤与瓦斯共采技术是绿色开采的重要组成部分之一[223],其研究内容和发展方向具有重要的理论意义和现实意义.我国煤矿在防治瓦斯灾害方面应彻底转变观念,从采掘部署上把瓦斯抽取纳入正规生产的工艺流程,从时间和空间上给予充分保证,促进煤层瓦斯的开发和利用规模化、系统化.只有这样,我国煤矿瓦斯灾害才会得到有效控制,高瓦斯突出矿井才会随着治理瓦

钻井与完井工程课程设计--冯倩

目录 一、地质设计摘要 二、井身结构设计 三、钻具设计 四、钻井液设计 五、钻井水力参数设计 六、套管柱设计及强度校核 七、注水泥设计 八、设计结果

一、地质概况 二、井身结构设计 钻探目的层为J Q灰岩地层，确定完井方法为先期裸眼完井。油气套管下入 Q J 层3－5m。 根据地质情况，钻达目的层过程中不受盐岩，高压水层等复杂地层影响，故井身结构设计按地层压力和破裂压力剖面（图A－1）进行。

图A-1 地层压力和破裂压力 设计系数见表A-2。 表A-2 井深结构设计有关系数 表A-3 各层段地层可钻级值

表A-4 水力参数设计数据 1 泥浆泵型号与性能 3NB1000钻井泥浆泵（两台，可仅用一台） 2 钻井液性能其它参数 地面泵压不超过20Mpa Kg=1.07*103-Mpa S8.1L8.1 环空返速不低于0.7m/s，不高于1.2m/s 钻井液塑性粘度0.0047pa.S 三、钻具设计 1、钻铤的设计 根据五兹和鲁宾斯基理论得出，允许最小钻铤的最小外径为：允许最小钻铤外径=2倍套管接箍外径-钻头直径。 钻铤长度取决于选定的钻铤尺寸与所需钻铤重量。 2、所需钻铤重量的计算公式 m= b f m K S W? （3-1）m ——所需钻铤的重量，kN ; W m ——所需钻压； S f ——安全系数, 此取S f =1.2 ； K b ——浮力系数；

L c —— 所需钻铤的长度, m ； L dp —— 所需钻杆的长度，m ； q c —— 每次开钻所需钻铤单位长度重量； N —— 每次开钻所需钻铤的根数 ； 每根钻铤的长度 9.1 m 。 3、计算钻柱所受拉力的公式 1．钻柱所受拉力P=[（L dp ? q dp + L c ? q dp ）] K b （3-2） P —— 钻柱所受拉力，kN ； P 外挤 =d ρg L （3-3） P 外挤—— 钻杆所受外挤压力,MPa 。 4、一次开钻钻具组合 1 .钻铤长度的确定 选钻铤外径203.2mm ，内径71.4mm ，q c =2190N/m 。此时b K =0.858，W=40KN L c = N c b S W q k ??=858 .019.240 2.1??=25.54m 从而实际用3根，实际长度3?9.1=27.3（m ） 2.钻杆长度计算及安全校核 钻杆外径139.7mm ，内径121.4mm ，q=319.71N/m ，钢级E 级y F =1945.06KN ， t S =1.3 （1）安全系数校核： 1Fa =0.9y F /t S =0.9?1945.06/1.3=1346.58KN (2) 卡瓦挤毁校核 2Fa =0.9y F /(y σ/x σ)=0.9?1945.06/1.42=1232.78KN （3）动载校核： 3Fa =0.9y F -MOP=0.9?1945.06-400=1350.5KN

中国煤层气资源分布特征

中国煤层气资源分布特征 字号:[ 大中小] 发布时间:2008-03-10 来源:中国能源网 据中联公司最新一轮的全国煤层气资源预测结果显示（2002年），中国陆上烟煤煤田和无烟煤煤田中（未包括褐煤煤田），在埋深300～2000m范围内煤层气资源总量为31.46×1012m3，世界位居第三(俄罗斯17～113×1012m3、加拿大6～76×1012m3、中国31.46×101212m3、美国11～19×1012m3)。研究表明，中国的煤层气资源不仅广泛分布于全国各地，而且还具有显著的时域性和地域富集特点。 中国煤层气资源分布略图 中国煤层气资源的时域分布特征 从赋存地层分析，中国的煤层气资源主要赋存于南方早石炭世（C1）、北方石炭二叠纪（C-P）、南方晚二叠世（P2）、晚三叠世（T3）、早-中侏罗世（J1-2）、东北早白垩世（K1）、晚第三纪（R3）等含煤地层（图2-2），表现出突出的时域分布特征。 早中侏罗世煤系和石炭二叠纪煤系的煤层气资源量分别为14.51×1012m3、13.69×1012m3，分别占总资源量的46.13%、43.52%；其次是晚二叠世煤系，资源量为2.87×1012m3，占资源总量的9.14%；其余煤系仅为0.38×1012m3，占1.20%（早石炭世煤系0.039×1012m3、晚三叠世煤系0.068×1012m3、早白垩世煤系0.267×1012m3和晚第三纪煤系0.004×1012m3）。

中国主要含煤地层及其煤层气资源量分布直方图（单位：108m3) 中国煤层气资源的地域富集特征 从地域分布角度看，中国的煤层气资源虽然广泛分布于新、晋、陕、冀、豫、皖、辽、吉、黑、蒙、云、贵、川、渝、湘、赣、鄂、甘、宁、青、苏、浙、鲁、桂等24个省、市、自治区，但却表现出显著的区带分布特征，具有显著的区带特征。 研究表明，昆仑-秦岭、阴山东西向巨型构造带和贺兰-龙门山-哀牢山近南北向巨型构造带，控制了中国的聚煤规律和煤层气分布特征；而贺兰山-龙门山陡变带、大兴安岭-武陵山陡变带、中国东部陆缘陡变带等三条SN-NNE向深层构造带明显地制约了中国煤层气资源的分布和可采性，其中中部区煤层气资源最为富集。 在众多的煤层气含气区，以晋陕蒙含气区煤层气资源量最大，为17.25×1012m3，占全国煤层气总资源量的54.83%；其次是北疆区，煤层气资源量为6.88×1012m3，占全国总量的21.86%；冀豫皖含气区煤层气资源量为2.89×1012m3，占全国总量的9.18%；云贵川渝含气区煤层气资源量为2.83×1012m3，占全国总量的8.99%。 在上述含气区内，又集中分布在为数不多的几个含气带。主要有鄂尔多斯盆地北部（55825.61×108m3）、沁水（55157.77×108m3）、吐-哈（26258.98×108m3）、鄂尔多斯盆地东缘（19962.27×108m3）、六盘水（15094.34×108m3）、准东（14532.17×108m3）、鄂尔多斯盆地西部（12732.0×108m3）等含气带。 不同埋藏深度煤层气资源分布特征 根据煤层埋藏深度和煤层气勘探开发需要，将煤层气赋存深度划分为300～1000m，1000～1500m和1500～2000m三个区间，各深度区间煤层气资源量分别为： 300～1000m 范围内，煤层气资源量为9.1381×1012m3，约占总资源量的29.05%； 1000～1500m范围内，煤层气资源量为9.9435×1012m3，约占总资源量的31.60%； 1500～2000m范围内，煤层气资源量为12.3796×1012m3，约占总资源量的39.35%。 以上统计表明，1500m以浅的煤层气资源量占中国煤层气资源总量的60%（图2-3），有利于煤层气资源的勘探开发。 学习是成就事业的基石

煤及煤层气资源勘查

一、名词解释 1煤炭可采储量: 在工业储量中，可以采出来的那部分储量，即工业储量减去设计损失量。 2煤炭探明储量: 地质勘查报告提交、经储量审批机关批准的能利用储量，是反映煤田地质勘查工作成果的主要指标。 3煤层气地质储量: 在原始状态下，赋存于已发现的、具有明确计算边界的煤层中的、有现实经济意义的煤层气总量。 4煤层气资源量: 根据一定的地质和工程依据估算的赋存于煤层中，当前可开采或未来可能开采的，具有现实经济意义和潜在经济意义的煤层气数量。 5等温吸附曲线法: 在等温吸附曲线上通过废弃压力计算煤层气采收系数的方法，只能用于预测可采储量的计算，也可以作为控制可采储量计算的参考。 6体积法: 又称容积法，块段法，是煤层气地质资源量/储量计算的基本方法，适用于各勘探阶段、各级别煤层气地质资源量/储量的计算，其精度取决于有关参数的控制精度和数量，并与对计算区煤层气地质条件和储层条件的认识程度密切相关。 7灰分: 是指煤中所有可燃物质完全燃烧，煤中矿物质在一定温度下产生分解、化合等复杂反应后剩下的残渣。

8挥发分: 称取粒度小于0.2mm的空气干燥煤样1g，在隔绝空气、900℃土10℃的高温下加热7min，煤样减轻的质量占原煤样质量的百分数，减去煤的内在水分（Mad），即为煤样的挥发分产率，用符号Vad表示。 9煤炭开采技术条件: 指影响煤矿建设、生产与安全的各种地质因素，包括： 煤层的厚度、结构、煤的物理性质、煤层的产状及其变化、煤层顶底板、工程地质条件、水文地质条件以及瓦斯、煤尘、煤的自燃性、地温等。 10煤层气资源勘查: 在充分分析地质资料的基础上，利用地震、遥感、钻井以及生产试验等手段，调查地下煤层气资源赋存条件和赋存数量的评价研究和工程实施过程。 11煤储层含气饱和度: 实测含气量与原始储层压力对应的吸附气量的百分比。 12吸附势理论: 吸附是由势能引起的，固体表面附近存在的势能场，称为吸附势。 距固体表面越近，吸附势能越高，吸附质浓度也越高，反之则越低。13初始见气时间: 煤层气排采试验井开抽后到出现15d以上较连续产气量之前的单一排水阶段的延续时间。 14初始累计产水量: 从煤层气排采试验井开抽后到初始见气时间之间煤层气井的累计产水量。 15刻槽法: 从整个煤层或一个煤分层由顶到底，垂直层面进行刻槽采取煤样的方法。

我国煤与瓦斯共采：理论、技术与工程

一第39卷第8期煤一一炭一一学一一报 Vol.39一No.8一一2014年 8月 JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETY Aug.一 2014一 谢和平,周宏伟,薛东杰,等.我国煤与瓦斯共采:理论二技术与工程[J].煤炭学报,2014,39(8):1391-1397.doi:10.13225/https://www.wendangku.net/doc/627188558.html,ki.jccs.2014.9038 Xie Heping,Zhou Hongwei,Xue Dongjie,et al.Theory,technology and engineering of simultaneous exploitation of coal and gas in China [J].Journal of China Coal Society,2014,39(8):1391-1397.doi:10.13225/https://www.wendangku.net/doc/627188558.html,ki.jccs.2014.9038 我国煤与瓦斯共采:理论二技术与工程 谢和平1,周宏伟2,薛东杰2,高一峰3 (1.四川大学,四川成都一610065;2.中国矿业大学(北京)煤炭资源与安全开采国家重点实验室,北京一100083;3.中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,江苏徐州一221008) 摘一要:针对我国煤层低渗透二强吸附的特点,系统分析总结了我国煤与瓦斯共采基础理论与关键技术的研究现状与最新进展三在基础理论研究方面,着重阐释了采动力学及瓦斯增透理论的定量评价理论体系;在关键技术研究方面,重点介绍了卸压开采抽采瓦斯技术体系二全方位立体式抽采瓦斯技术体系二深部薄厚煤层瓦斯抽采技术体系的技术组成与最新科研进展三进一步指出了建立煤与瓦斯共采理论体系所面临的难题与挑战,展望了煤与瓦斯共采未来的发展方向三关键词:煤与瓦斯共采;基础理论;工程技术;最新进展 中图分类号:TD712一一一文献标志码:A一一一文章编号:0253-9993(2014)08-1391-07 收稿日期:2014-06-30一一责任编辑:王婉洁 一一基金项目:国家重点基础研究发展计划(973)资助项目(2011CB201201);教育部博士点基金资助项目(20130023110017)一一作者简介:谢和平(1956 ),男,湖南双峰人,中国工程院院士三E -maill:xiehp@https://www.wendangku.net/doc/627188558.html, Theory ,technology and engineering of simultaneous exploitation of coal and gas in China XIE He-ping 1,ZHOU Hong-wei 2,XUE Dong-jie 2,GAO Feng 3 (1.Sichuan University ,Chengdu 一610065,China ;2.State Key Laboratory of Coal Resources and Safe Mining ,China University of Mining and Technology (Beijing ),Beijing 一100083,China ;3.State Key Laboratory for Geomechanics and Deep Underground Engineering ,China University of Mining and Technolo-gy ,Xuzhou 一221008,China ) Abstract :Considering the low permeability and enhanced adsorption of coal seams in China,the authors made a brief review about the status and latest progress on the fundamental theory and key engineering technology development on the simultaneous exploitation of coal and gas.On the basis of theoretical research,the authors laid stress on interpreta-tion of the mining-induced mechanics and theory of quantitative evaluation on enhanced permeability of coal.Then the latest scientific research in key technologies is focused on the stress-relief-induced gas extraction technology system,the spatial direction-based gas extraction technology system,and some advances of extraction technology system used in the thick or thin coal seam in deep.Furthermore the problems and challenges facing the prospect and establishment of theory on simultaneous exploitation of coal and gas were discussed.Key words :simultaneous exploitation of coal and gas;fundamental theory;engineering technology;latest progress 一一煤炭是我国主体能源,瓦斯作为煤的伴生产物,不仅是煤矿重大灾害源和大气污染源,更是一种宝贵的不可再生能源三我国瓦斯总量大,与天然气总量相当,且随着采深的增加,瓦斯含量将显著增大三实现 煤与瓦斯共采,是深部煤炭资源开采的必然途径三深部煤与瓦斯共采不仅能保障我国经济持续发展对能源的需求,还将进一步提升我国煤矿安全高效洁净的生产水平,尤其对优化我国能源结构二减少温室气体

煤层气排采技术规范

煤层气排采技术规范 煤层气企业标准 煤层气井排采工程技术规范 (试行) 2008-08-18发布 2008-08-18实施 煤层气企业标准 煤层气井排采工程技术规范 1 范围 本标准规定了煤层气井排采工程施工过程中各工序的技术标准，包括排采总体方案的制定、泵抽系统、排采设备及地面流程的安装、场地标准、下泵作业、洗井、探冲砂、资料录取、分析化验、总结报告编制等技术要求。本标准适用于煤层气井的排采作业工程。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过对标准的引用而成为本规范的条文。中联煤层气有限责任公司煤层气井排采作业管理暂行办法 SY/T 5587.6-93 油水井常规修井作业起下油管作业规程 SY/T 5587.7-93 油水井常规修井作业洗井作业规程 SY/T 5587.16-93 油水井常规修井作业通井、刮削套管作业规程 SY/T 5587.5-93 油水井常规修井作业探砂面、冲砂作业规程 SY/T5523-92 油气田水分析方法 SY/T6258-1996 有杆泵系统设计计算方法 3 排采总体方案的制定 3.1基本数据

3.1.1钻井基本数据 钻井基本数据包括地理位置、构造位置、井别、井型、施工单位、目的层、开钻日期、完钻日期、完井日期、钻井周期、完钻井深、完钻层位、最大井斜、井深、方位、人工井底、补芯高。 3.1.2完成套管程序 完成程序包括套管规范、下深、钢级、壁厚、水泥返高、固井质量、短套管、油补距。 3.1.3煤层深度、厚度及射孔井段 3.1.4解吸/吸附分析成果 包括含气量、含气饱和度、临界压力 3.1.5注入/压降测试及原地应力测试数据 包括渗透率、表皮系数、储层压力、压力梯度、研究半径、煤层温度、闭合压力、闭合压力梯度、破裂压力等。 3.2 排采总体方案 3.2.1排采目的 3.2.2排采目的层及排采方式 3.2.3排采设备及工艺流程设计 3.2.4排采周期 3.3工艺技术要求 3.3.1动力系统 1 3.3.2抽油机 3.3.3泵挂组合 3.3.4 地面排采流程 a.采气系统;

煤及煤层气工程专业毕业实习报告范文

煤及煤层气工程专业 毕 业 实 习 报 姓名：杜宗飞 学号：2011090118 专业：煤及煤层气工程 班级：煤及煤层气工程01班 指导教师：赵建明 实习时间：XXXX-X-X—XXXX-X-X 20XX年1月9日

目录 目录 (2) 前言 (3) 一、实习目的及任务 (3) 1.1实习目的 (3) 1.2实习任务要求 (4) 二、实习单位及岗位简介 (4) 2.1实习单位简介 (4) 2.2实习岗位简介（概况） (5) 三、实习内容（过程） (5) 3.1举行计算科学与技术专业岗位上岗培训。 (5) 3.2适应煤及煤层气工程专业岗位工作。 (5) 3.3学习岗位所需的知识。 (6) 四、实习心得体会 (6) 4.1人生角色的转变 (6) 4.2虚心请教，不断学习。 (7) 4.3摆着心态，快乐工作 (7) 五、实习总结 (8) 5.1打好基础是关键 (8) 5.2实习中积累经验 (8) 5.3专业知识掌握的不够全面。 (8) 5.4专业实践阅历远不够丰富。 (8) 本文共计5000字，是一篇各专业通用的毕业实习报告范文，属于作者原创，绝非简单复制粘贴。欢迎同学们下载，助你毕业一臂之力。

前言 随着社会的快速发展，用人单位对大学生的要求越来越高，对于即将毕业的煤及煤层气工程专业在校生而言，为了能更好的适应严峻的就业形势，毕业后能够尽快的融入到社会，同时能够为自己步入社会打下坚实的基础，毕业实习是必不可少的阶段。毕业实习能够使我们在实践中了解社会，让我们学到了很多在煤及煤层气工程专业课堂上根本就学不到的知识，受益匪浅，也打开了视野，增长了见识，使我认识到将所学的知识具体应用到工作中去，为以后进一步走向社会打下坚实的基础，只有在实习期间尽快调整好自己的学习方式，适应社会，才能被这个社会所接纳，进而生存发展。 刚进入实习单位的时候我有些担心，在大学学习煤及煤层气工程专业知识与实习岗位所需的知识有些脱节，但在经历了几天的适应过程之后，我慢慢调整观念，正确认识了实习单位和个人的岗位以及发展方向。我相信只要我们立足于现实，改变和调整看问题的角度，锐意进取，在成才的道路上不断攀登，有朝一日，那些成才的机遇就会纷至沓来，促使我们成为煤及煤层气工程专业公认的人才。我坚信“实践是检验真理的唯一标准”，只有把从书本上学到的煤及煤层气工程专业理论知识应用于实践中，才能真正掌握这门知识。因此，我作为一名煤及煤层气工程专业的学生，有幸参加了为期近三个月的毕业实习。 一、实习目的及任务 经过了大学四年煤及煤层气工程专业的理论进修，使我们煤及煤层气工程专业的基础知识有了根本掌握。我们即将离开大学校园，作为大学毕业生，心中想得更多的是如何去做好自己专业发展、如何更好的去完成以后工作中每一个任务。本次实习的目的及任务要求： 1.1实习目的 ①为了将自己所学煤及煤层气工程专业知识运用在社会实践中，在实践中巩固自己的理论知识，将学习的理论知识运用于实践当中，反过来检验书本上理论的正确性，锻炼自己的动手能力，培养实际工作能力和分析能力，以达到学以致用的目的。通过煤及煤层气工程的专业实习，深化已经学过的理论知识，提高综合运用所学过的知识，并且培养自己发现问题、解决问题的能力 ②通过煤及煤层气工程专业岗位实习，更广泛的直接接触社会，了解社会需要，加深对

山西省煤层气勘查开采管理办法(2020)

山西省煤层气勘查开采管理办法（2020） 《山西省煤层气勘查开采管理办法》业经2020年3月18日省人民政府第63次常务会议通过，现予公布，自2020年5月1日起施行。 省长林武 2020年3月30日 第一章总则 第一条为了加强煤层气资源勘查、开采管理，推动资源综合利用和矿区生态保护，维护矿业权人合法权益，促进煤层气产业高质量发展，根据《中华人民共和国矿产资源法》等有关法律、法规和《关于在山西开展能源革命综合改革试点的意见》，结合本省实际，制定本办法。 第二条在本省行政区域内煤层气资源的勘查、开采及其监督管理活动，适用本办法。 第三条煤层气资源的勘查、开采及其监督管理，应当遵循节约资源、保护生态，市场配置、公开公正，综合勘查、合理开采，创新管理、优化服务的原则。 第四条省人民政府应当加强煤层气资源勘查、开采、利用工作的领导，研究决定全省煤层气资源勘查、开采、利用重大事项，推动采气、输气、用气全产业链协调稳定发展。 设区的市、县级人民政府应当支持煤层气资源勘查、开采，维护矿区的生产秩序。 第五条县级以上人民政府自然资源主管部门负责煤层气资源勘查、开采的监督管理工作。 县级以上人民政府相关部门按照各自职责负责做好煤层气资源勘查、开采的相关监督管理工作。 第六条县级以上人民政府相关部门应当完善信息共享、业务协同、信息反馈等机制，优化服务流程，通过山西省一体化在线政务服务平台和部门网站公布办理煤层气行政许可以及其他管理服务事项的依据、条件、程序、结果等信息。 第二章资源配置 第七条省自然资源主管部门编制煤层气资源勘查开采规划应当符合国家矿产资源总体规划和煤层气勘查开采规划、国土空间规划、国民经济和社会发展规划。 第八条煤层气资源调查评价、勘查开采、保护利用应当符合煤层气资源勘查开采规划。 设立煤层气矿业权还应当符合生态环境保护、国家产业政策等相关规定。

薄煤层群煤与瓦斯共采技术研究_舒彦民

技术经验 薄煤层群煤与瓦斯共采技术研究 舒彦民1，赵 益2，孙建华2，姜天文2，张锦鹏2 （1．龙煤集团七台河分公司，黑龙江七台河154600；2．黑龙江科技学院，黑龙江哈尔滨150027） 摘要：七台河矿区具有煤层薄、透气性差、煤的坚固性系数小、瓦斯含量高、吸附性强、瓦斯涌出初 速度衰减快等特点，同时矿区煤层群具有分组性，各组内煤层间距较小。为解决煤层顺层钻孔施工难度大、 瓦斯抽放效果差，以及回采工作面上隅角和回风流中瓦斯浓度容易超限等难题，提出沿空留巷邻近层瓦斯抽采技术，构建了七台河矿区薄煤层群煤与瓦斯共采技术体系，并在七台河桃山矿进行了应用研究。应用结果表明，该技术能够实现煤与瓦斯安全高效共采。 关键词：煤与瓦斯共采；保护层开采；沿空留巷穿层钻孔；瓦斯抽采 中图分类号：TD712+．67 文献标志码：B 文章编号：1008－4495（2011）04－0047－03 收稿日期：2010－12－02；2011－03－25修订 作者简介：舒彦民（1966—），男（满族），黑龙江阿城人，硕士，高级工程师。 七台河矿区位于黑龙江省东部，地处勃利煤田，煤炭资源赋存条件较差，向斜、背斜构造及断裂构造较多，煤层平均厚度0．86m ，是全国煤层最薄的矿区之一。产品以焦煤、1/3焦煤和动力煤为主，是全国三大稀有保护性开采煤田之一。目前，七台河矿区部分生产矿井的开采深度已达－500 －600m ，且开采深度、瓦斯含量和瓦斯涌出量每年以较高的速度递增，未来10年，煤与瓦斯突出威胁继续增大，深部开采面临巨大的技术挑战；另一方面，瓦斯（煤层气）既是我国煤矿生产过程中的主要灾害源，也是一种洁净能源和优质化工原料，是21世纪的重要接替能源之一。针对七台河区煤层群的煤层薄、透气性差、煤的坚固性系数小、瓦斯含量高、吸附性强、瓦斯涌出初速度衰减快等特点，考虑到矿区煤层群具有分组性，各组内煤层间距小，存在邻近层和采空区瓦斯涌出量大，煤层顺层钻孔施工难度大、抽放效果差，回采工作面上隅角和回风流中瓦斯浓度容易超限等问题，提出煤与瓦斯共采技术新思路：煤层群进行分组开采，每组选取最佳首采关键层作为保护层进行开采，同时结合沿空留巷穿层钻孔抽采技术，对邻近层卸压瓦斯进行抽采，实现连续抽采卸压瓦斯与回采工作面采煤同步推进，实现高效的工业化煤与瓦斯共采，将抽采的高、低浓度瓦斯分别输送到地面加以利用。 1煤与瓦斯共采的基础理论 煤与瓦斯共采是针对我国高瓦斯矿区煤系地层 多为煤层群的条件和煤层的低透气性特征，将煤与瓦斯作为资源，结合我国煤矿长期治理瓦斯的成功经验，通过固、 气2套系统进行煤与瓦斯安全高效共采的矿井瓦斯治理理念与方法，即通过“首采煤层”的开采，在煤系地层中产生“卸压增透增流”效应图，形成瓦斯“解吸—扩散—渗流”活化流动的条件，并通过合理高效的瓦斯抽采方法和抽采系统，同时实现瓦斯资源的高效抽采。瓦斯资源的抽采可大幅度地减少“卸压煤层”的瓦斯含量，消除其煤与瓦斯突出危险性，减少卸压煤层开采时的瓦斯涌出量，从而实现卸压煤层的安全高效开采［1－2］。1．1 采空区顶板裂隙发育及瓦斯流动规律 煤层开采将引起岩层移动与破断，并在岩层中形成采动裂隙。按采动裂隙性质可分为2类：离层 裂隙；竖向破断裂隙。当采空区顶板充分垮落后，采空区中部岩层和下方的矸石紧密接触，从而使得采空区中部顶板岩层裂隙基本被压实，其四周形成一个环形的采动裂隙发育区，称之为“O ”形圈。在“O ”形圈上方或者下方受采动影响的煤层瓦斯在含量梯度和压力梯度作用下以扩散和渗流的形式向“O ”形圈内运移，使得“O ”形圈成为卸压煤层瓦斯聚积和运移的主要通道［3－5］。 研究表明，在采空区竖直方向上，形成了一个 “∩”形拱采动裂隙区。采空区不同涌出源的瓦斯在浮力作用下沿采动裂隙带裂隙通道上升，上升中不断掺入周围气体，使涌出源瓦斯与环境气体的密度差逐 · 74·