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深部煤层气勘探开发进展与研究 被引量：135
1
作者 李辛子 王运海 +3 位作者 姜昭琛 陈贞龙 王立志 吴群 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期24-31,共8页
我国煤层气资源主要分布于深部。鄂尔多斯、准噶尔等盆地部分煤层气井勘探成功表明深部煤层气资源在含气量、含气饱和度、储层压力及临界解吸压力等关键参数方面较浅部有利,开展深部煤层气研究及勘探是重要前瞻性课题。鄂尔多斯盆地东... 我国煤层气资源主要分布于深部。鄂尔多斯、准噶尔等盆地部分煤层气井勘探成功表明深部煤层气资源在含气量、含气饱和度、储层压力及临界解吸压力等关键参数方面较浅部有利,开展深部煤层气研究及勘探是重要前瞻性课题。鄂尔多斯盆地东南缘延川南煤层气田的勘探,尤其是万宝山构造带延3井组的成功开发是我国深部煤层气开发获得突破的1个典型实例。一般来说,影响深部煤层气开发的因素较复杂,是一个系统工程,通常可以将这些因素划分为资源地质条件和开采技术条件两大类。延川南煤层气田开发的经验表明,影响深部煤层气井产能的主要因素是受地质条件控制的压裂技术与排采技术,提高深部煤层气单井产量的途径是做好富集高渗区选区评价和预测,加强以压裂为核心技术的工程工艺攻关研究及做好排采管理。 展开更多
关键词 深部 煤层气 勘探 开发 压裂 排采
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深部微构造特征及其对煤层气高产“甜点区”的控制——以鄂尔多斯盆地东缘大吉地区为例 被引量：62
2
作者 闫霞 徐凤银 +1 位作者 聂志宏 康永尚 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2426-2439,共14页
国内埋深大于2000 m的深层煤层气资源丰富,但整体勘探开发程度低,尚未有明确的开发规律认识和系统的开发地质理论。对比分析了鄂东缘大吉地区埋深大于2000 m的深部煤层与1000~1500 m中深部煤层20项地质参数,对深部煤层单斜构造上的微幅... 国内埋深大于2000 m的深层煤层气资源丰富,但整体勘探开发程度低,尚未有明确的开发规律认识和系统的开发地质理论。对比分析了鄂东缘大吉地区埋深大于2000 m的深部煤层与1000~1500 m中深部煤层20项地质参数,对深部煤层单斜构造上的微幅构造区进行了精细刻画和分类,通过深部煤层气井生产特征规律、测井、工程改造参数及压裂曲线特征研究,发现煤层微幅构造差异对深部煤层气井高产控制作用明显,并从现象入手,深入剖析了深部煤层气赋存机理、开发机理及高产主控因素,预测了深部煤层气理想排采曲线,提出了与浅层煤层气排采曲线的异同之处。研究表明:①深部煤层整体上展现了“高含气、高饱和”的优势和“煤体结构好、特低渗”的特征,生产井具有“见气时间短、见气时压力高、见气后产液量少”的特点;②精细划分出斜坡构造上的5类微构造区,深部煤层气高产井主要分布在顶板封盖较好的正向微幅构造和平缓构造区,该区渗透性相对较好、易于加砂,生产井压裂施工压力相对低、稳产能力好,且稳产气量与施工排量、总加砂量呈现出明显的正相关;在中高加砂规模的前提下,位于正向微构造部位直井平均稳产水平为5000 m^(3)/d、平缓构造部位井3500 m^(3)/d;位于其他部位井试验了不同的工艺、施工排量、酸量、加砂规模,稳产水平1500 m^(3)/d;③不同于浅层开发机理“排水诱导解吸”,深部煤层气是“产气诱导解吸”;在一定深度高温状态对解吸占主导作用时,部分解吸出来的煤层气会以“游离态”赋存于煤层,开发初期表现为以“游离气”为主,生产特征类似页岩气;④认为深层煤层的致密性是制约深部资源能否开采出来的最关键因素,深部煤层具有原生结构煤的优势和特低渗的劣势,微幅构造在深部高压状态下对煤层渗透性有“放大”的效果,或者改 展开更多
关键词 深部煤层 特低渗 煤层气 微幅构造 甜点优选 鄂尔多斯盆地
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鄂尔多斯盆地东缘深部煤层气生产特征及开发对策——以大宁—吉县区块为例 被引量：44
3
作者 聂志宏 巢海燕 +2 位作者 刘莹 黄红星 余莉珠 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1738-1746,共9页
我国埋深在1 000~2 000 m的深部煤层气地质资源量为22.5×1012m3,占总资源量的61.2%,如何提高深部煤层气单井产量,形成针对性的开发对策是研究和攻关的热点。通过统计分析大宁—吉县区块地质参数和试采井生产数据,表明深部煤储层具... 我国埋深在1 000~2 000 m的深部煤层气地质资源量为22.5×1012m3,占总资源量的61.2%,如何提高深部煤层气单井产量,形成针对性的开发对策是研究和攻关的热点。通过统计分析大宁—吉县区块地质参数和试采井生产数据,表明深部煤储层具有渗透率低、微孔发育、可采系数低的特点,丛式井具有长期低产、上产缓慢和排采期长的生产特征,L型水平井具有上产期短,产气量高的生产特征。以此为基础建立了深部煤层气产能评价指标体系,影响深部煤层气产气效果的因素主要包括地质条件、工程技术及质量与管理三大类。因此,提高深部煤层气单井产量要做好以可采性为重点的高产区评价及预测,开展压裂施工参数优化和井型井网井距互相匹配的地质工程一体化设计,加强工程质量管理,降低储层伤害、实现长期持续排采。 展开更多
关键词 深部煤层气 生产特征 开发对策 可采系数 压裂
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断层作用下深部开采诱发冲击地压相似试验研究 被引量：40
4
作者 王爱文 潘一山 +4 位作者 李忠华 刘春生 韩荣军 吕祥锋 卢红旗 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期2486-2492,共7页
以典型断层型冲击地压矿井为例,采用相似材料模拟试验方法,基于覆岩空间结构失稳与断层活化耦合致灾原理,分析了巨型逆冲断层下盘煤层开采采场覆岩运动过程、工作面倾向支承压力及断层面的应力变化规律,研究了巨型逆冲断层影响下巨厚坚... 以典型断层型冲击地压矿井为例,采用相似材料模拟试验方法,基于覆岩空间结构失稳与断层活化耦合致灾原理,分析了巨型逆冲断层下盘煤层开采采场覆岩运动过程、工作面倾向支承压力及断层面的应力变化规律,研究了巨型逆冲断层影响下巨厚坚硬顶板易冲击煤层冲击地压显现特征。试验结果表明:煤层开采诱发巨型逆冲断层冲击灾变过程分为3阶段:第1阶段,受煤层采动影响,上覆岩层发生空间运动,煤体中形成明显高应力集中区;第2阶段,覆岩多层空间结构演化诱发断层活化,断层活化导致空间结构外部岩体回转,给空间结构施加外部载荷,造成空间结构失稳加剧,煤岩体的应力激增,影响范围扩大;第3阶段,断层滑移释放能量,提供动载荷。根据应力监测数据变化规律,划分了逆冲断层的明显影响区域,研究结果为断层影响下煤层开采的防冲策略与设计提供可靠依据。 展开更多
关键词 巨型逆冲断层 深部煤层 断层活化 冲击灾变 相似试验
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深部煤层智能化大采长综采工作面关键技术研究 被引量：37
5
作者 张建国 朱同功 杨党委 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期62-72,共11页
针对平顶山矿区煤层埋深大,地质赋存条件复杂,采场围岩应力高,井下生产区域温度高的难题,结合可视化远程干预控制、井下信息传输技术及液压支架电液控自适应控制技术,以智能化工作面设备集成控制平台为基础,在平煤十矿构建了河南省首套... 针对平顶山矿区煤层埋深大,地质赋存条件复杂,采场围岩应力高,井下生产区域温度高的难题,结合可视化远程干预控制、井下信息传输技术及液压支架电液控自适应控制技术,以智能化工作面设备集成控制平台为基础,在平煤十矿构建了河南省首套大采长综采成套装备智能生产系统。建立井下井下万兆工业环网和4G无线通信系统,优化升级矿井信息化平台及通信系统,支撑矿井智能化安全生产高效运营管理;通过采煤机自适应记忆截割和远程集中控制等关键技术的应用,实现了采煤机与支架的协调联动采煤及"可视远程干预遥控,无人化操作"的智能化生产模式;基于惯性导航调直技术,形成"测量—计算—调直"的工作面智能化高精度调直方法,克服了生产设备高精度定位和调直控制的瓶颈;并以智能泵站液压支架自动补液为例,分析工作面液压支架阻力频率分布规律,表明:智能化控制系统对煤层赋存条件具有可靠的适应性,确保了液压支架与顶板岩层之间良好的耦合关系和工作面围岩的稳定性,能够满足安全高效生产的要求。 展开更多
关键词 深部煤层 智能开采 万兆工业环网 贯性导航调直系统 远程控制
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深部开采充填体与煤柱协同承载效应研究 被引量：36
6
作者 王方田 李岗 +3 位作者 班建光 彭新宁 李少涛 刘士法 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期311-318,共8页
深井充填工作面矿压显现强度与地表沉陷变形控制效果受充填体强度、充填率、煤柱宽度及充填体与煤柱承载匹配等因素影响,合理的充填体与煤柱协同承载是实现深部煤炭资源绿色开采的关键。为揭示深井充填工作面充填体-煤柱协同承载效应,... 深井充填工作面矿压显现强度与地表沉陷变形控制效果受充填体强度、充填率、煤柱宽度及充填体与煤柱承载匹配等因素影响,合理的充填体与煤柱协同承载是实现深部煤炭资源绿色开采的关键。为揭示深井充填工作面充填体-煤柱协同承载效应,结合义能煤矿地质生产条件,构建充填体-煤柱承载结构力学模型,探究充填体与围岩相互作用特征、充填体与煤柱协同承载作用过程。采用PFC软件模拟计算“充填体-煤柱”在不同充填率、充填强度条件下的承载特点,揭示超高水充填工作面充填体-煤柱应力分布及覆岩裂隙发育规律。研究结果表明:当超高水充填料充填率超过90%、水灰比低于95%时,煤柱应力集中程度较低,能够保持较好稳定性,顶板破断仅发展至基本顶,充填体-煤柱协同承载有效降低了工作面矿压显现强度与覆岩运移范围,为实现深部煤层绿色开采提供了科学依据。 展开更多
关键词 充填开采 深部煤层 充填体-煤柱 协同承载 安全高效绿色开采
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煤炭地下气化理论与技术研究进展 被引量：36
7
作者 刘淑琴 梅霞 +2 位作者 郭巍 戚川 曹頔 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期90-99,共10页
煤炭地下气化作为一种煤炭原位化学采煤方法,被列为国家《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》之煤炭无害化开采技术创新战略方向。从理论研究和技术开发2个方面,综述了煤炭地下气化技术的发展进程。系统阐述了煤层燃空区扩展规律... 煤炭地下气化作为一种煤炭原位化学采煤方法,被列为国家《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》之煤炭无害化开采技术创新战略方向。从理论研究和技术开发2个方面,综述了煤炭地下气化技术的发展进程。系统阐述了煤层燃空区扩展规律及影响因素、热开采条件下煤层覆岩运移规律相关理论研究进展。以工艺路线为主线,概述了煤炭地下气化技术的发展历程,介绍了工艺路线特点、气化井连通方式、气化炉构型、气化炉运行模式以及典型工程案例。现代煤炭地下气化工艺路线是在可控后退注入点(CRIP)气化工艺基础上,集成现代钻井技术、先进的石油装备及井下测量技术而形成,其气化炉主要由长距离定向钻井构成,通过地面远程可控多介质集成注入装备及探测装备,实现煤层火区的精准控制,以及气化参数的实时调控。该工艺用于深部煤层原位开发具有显著优势,需在对示范项目综合评估的基础上,有序推进深部煤炭地下气化产业化进程。 展开更多
关键词 煤炭地下气化 深部煤层 气化工艺 气化炉构型
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深煤层井组CO_2注入提高采收率关键参数模拟和试验 被引量：36
8
作者 叶建平 张兵 +1 位作者 韩学婷 张春杰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期149-155,共7页
深部煤层井组注入CO2开采煤层气技术主要通过CO2的强吸附效应,能够置换出更多的CH4,同时实现CO2的长期大量的埋藏。通过试验分析,柿庄北地区CO2的吸附能力是CH4的2倍,随着解吸压力的降低,CH4比CO2会更快的解吸,能够有效的置换CH4。CO2... 深部煤层井组注入CO2开采煤层气技术主要通过CO2的强吸附效应,能够置换出更多的CH4,同时实现CO2的长期大量的埋藏。通过试验分析,柿庄北地区CO2的吸附能力是CH4的2倍,随着解吸压力的降低,CH4比CO2会更快的解吸,能够有效的置换CH4。CO2的注入引起煤储层物性的变化,主要是由于CO2的吸附和解吸引起的基质膨胀与收缩效应造成渗透率的变化,并且呈现随着压力的降低先降低后迅速增加的变化规律。基于渗透率变化规律,应用模拟软件建立地质模型和数值模型,分析了CO2注入量、频率和注入方式对井组或单井的产量、采收率和CO2埋藏量的影响。模拟结果认为注入量10～15 t/d,连续注入90 d,关井90 d,反复实施2 a后,可以实现采收率的提高。通过现场试验验证,该区3号煤层吸附CO2的能力在8 t/d,井组的埋藏潜力约为12 616 t。 展开更多
关键词 深煤层 采收率 二氧化碳 数值模拟 沁水盆地
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临兴深部煤层气含气性及开发地质模式分析 被引量：36
9
作者 高丽军 谢英刚 +2 位作者 潘新志 逄建东 周龙刚 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1634-1640,共7页
鄂尔多斯盆地东缘晋西挠褶带临兴中部地区煤层埋深大于1 000 m,达到了深部煤层气的研究范畴。基于实际生产资料,探讨区内深部煤层含气性,提炼了深煤层开发地质模式。研究认为:以含气量转折为深煤层临界深度的划分依据,则工区内深部煤层... 鄂尔多斯盆地东缘晋西挠褶带临兴中部地区煤层埋深大于1 000 m,达到了深部煤层气的研究范畴。基于实际生产资料,探讨区内深部煤层含气性,提炼了深煤层开发地质模式。研究认为:以含气量转折为深煤层临界深度的划分依据,则工区内深部煤层的临界深度在2 000 m左右;且深部中煤阶储层的吸附性对温度的敏感性要小于压力,中煤阶煤层的临界深度相对深于高煤阶;深部煤层气仍以吸附气为主,现有的等温吸附测试方法易造成深部煤层气含游离气比例换算较大的误区;深部煤层受温度影响,煤层临储比较高,受应力影响,储层物性较差,气井总体具有"见气快、排水降压难、产气量上升缓慢"的特点;研究区深部煤层气潜力巨大,现有气井经验显示,合理优化开发单元为深煤层单井突破的关键,A型"源-储"相通的富集开发地质模式是深煤层突破重点考虑的开发模式。 展开更多
关键词 临兴区块 深煤层 含气性 开发地质模式
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深埋侏罗系煤层顶板水探放技术实践——以呼吉尔特矿区葫芦素矿井为例 被引量：35
10
作者 邸春生 丁湘 黄浩 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期96-100,共5页
呼吉尔特矿区深埋侏罗系煤层顶板含水层主要为河流相沉积。虽然构造比较简单,主要充水含水层与上覆白垩系及松散沙层间水力联系较弱,但是含、隔水层空间组合及结构较为复杂,富水性极不均一。针对上述特点,采用沉积地质学的研究方法对典... 呼吉尔特矿区深埋侏罗系煤层顶板含水层主要为河流相沉积。虽然构造比较简单,主要充水含水层与上覆白垩系及松散沙层间水力联系较弱,但是含、隔水层空间组合及结构较为复杂,富水性极不均一。针对上述特点,采用沉积地质学的研究方法对典型矿井含水层空间展布规律开展了研究,对矿井主要充水的直罗组含水层进行了识别、定位与精细划分,圈定了河流沉积砂体富水条带,并通过井下探放水实践得以验证。 展开更多
关键词 深埋煤层 顶板水 沉积分析 探放水
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深部煤层吸附行为及含气量预测模型 被引量：25
11
作者 赵丽娟 秦勇 申建 《高校地质学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期553-557,共5页
深部煤层含气量变化特征与浅部有所不同，实测数据极少，需要研发新的方法对其进行预测。本文以鄂尔多斯盆地东部主煤层为对象，分析了影响吸附常数的地质因素。基于煤样在不同温度条件下的高压甲烷等温吸附实验，采用主成分分析方法，... 深部煤层含气量变化特征与浅部有所不同，实测数据极少，需要研发新的方法对其进行预测。本文以鄂尔多斯盆地东部主煤层为对象，分析了影响吸附常数的地质因素。基于煤样在不同温度条件下的高压甲烷等温吸附实验，采用主成分分析方法，探讨了深部煤层含气量预测方法。选取温度、镜质组反射率、水分含量、灰分产率、镜质组含量、惰质组含量6个因素进行主成分分析，提取出3个主成分，获得吸附常数与3个主成分之间的多元一次函数关系，根据朗格缪尔方程并结合含气饱和度建立了深部煤层含气量预测模型。采用这一模型，对鄂尔多斯盆地东部深部煤层进行了实例研究。结果表明，煤层含气量随埋深的变化存在一个临界深度，临界深度大致在750～1200m之间，随煤级及地层温度和地层压力而呈规律性变化。在临界深度以浅，煤层含气量随埋深的增大而增高；超过临界深度后，含气量随埋深的增大而减低。 展开更多
关键词 深部煤层 含气量 主成分分析 吸附常数 预测
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深煤层煤层气开发有效途径展望 被引量：24
12
作者 张守仁 《中国煤层气》 2011年第4期18-21,共4页
我国深煤层煤层气资源量巨大，埋深在1000～2000m的煤层气资源量占2000m以浅资源总量的61％。由于深煤层所具有的“高温、高地应力、高孔隙压力、低渗透率”特殊的地质条件和储层物性，与浅煤层相比，深煤层储层物性特征较差，目前我国... 我国深煤层煤层气资源量巨大，埋深在1000～2000m的煤层气资源量占2000m以浅资源总量的61％。由于深煤层所具有的“高温、高地应力、高孔隙压力、低渗透率”特殊的地质条件和储层物性，与浅煤层相比，深煤层储层物性特征较差，目前我国煤层气开发主要集中在浅部，随着勘探工作的不断深入，对深部的勘探已大势所趋。但仍缺乏系统的研究成果；与浅煤层相比，特殊的地质条件使得适用于浅煤层煤层气的开发技术不能直接应用于深煤层煤层气开发。鉴于深煤层储层的独特特点，注CO2提高采收率增产技术、煤层气与煤系地层砂岩气共采技术将是提高深煤层煤层气井产气能力的有效途径。 展开更多
关键词 深煤层 煤层气 开发方式
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深部煤层地下气化及其应用前景 被引量：21
13
作者 刘淑琴 陈思 +1 位作者 李金刚 余力 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期79-81,87,共4页
分析了深部煤层地下气化的特点及关键技术,总结了西班牙地下气化现场试验,探讨了深部煤层地下气化过程碳捕获与碳储存的可行性,展望了深部煤层地下气化在中国应用的前景.结果表明,受控后退注入式深部煤层地下气化技术是可行的,所得产品... 分析了深部煤层地下气化的特点及关键技术,总结了西班牙地下气化现场试验,探讨了深部煤层地下气化过程碳捕获与碳储存的可行性,展望了深部煤层地下气化在中国应用的前景.结果表明,受控后退注入式深部煤层地下气化技术是可行的,所得产品煤气的热值可与地面气化煤气相比,而且明显高于浅部煤层地下气化.高压地下气化有利于获得理想的煤气组成及维持气化过程稳定进行.深部煤层地下气化可以和碳储存相结合,从而实现零排放的燃料加工利用过程. 展开更多
关键词 深部煤层 地下气化 碳储存
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深部煤层气储层测井解释技术及应用 被引量：20
14
作者 原俊红 付玉通 宋昱 《油气地质与采收率》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期24-31,共8页
由于深部煤层取心资料和室内测试数据少,难以准确识别煤层煤体结构、显微组分、含气量与渗透率等关键参数,不利于煤层气有利开发区预测。为此,利用数理统计方法,将测井资料与实验室测试数据、现场注入压降试井数据对比分析,建立了研究... 由于深部煤层取心资料和室内测试数据少,难以准确识别煤层煤体结构、显微组分、含气量与渗透率等关键参数,不利于煤层气有利开发区预测。为此,利用数理统计方法,将测井资料与实验室测试数据、现场注入压降试井数据对比分析,建立了研究区煤层参数测井解释模型,并应用该模型进一步对煤层进行综合评价。结果表明,煤岩工业组分、煤层含气量和渗透率测井模型计算结果误差分别为0~13.8%,1.9%~16.5%和4.2%~28.6%,证实模型可靠,具有较好的应用前景。根据测井解释模型分别计算研究区煤层厚度、渗透率、含气量及煤体结构等地质参数,根据这些参数将煤层分成Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类,其中Ⅰ类煤层理论产气量大于1 000 m^3/d,为高产气区;Ⅱ类煤层理论产气量大于500~1 000 m^3/d,为中等产气区;Ⅲ类煤层理论产气量小于500 m^3/d,为低产气区。 展开更多
关键词 深部煤层 测井解释 煤岩工业组分 含气量 渗透率 回归分析
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深部低透煤层水力割缝卸压增透技术研究现状及发展趋势 被引量：20
15
作者 杨慧明 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2018年第6期147-151,共5页
中国煤矿煤层的渗透率普遍较低,瓦斯抽采难度高、抽采率低、抽采达标工程量大,深部高应力条件下瓦斯抽采难度更大。煤层卸压增透是深部低透气性煤层瓦斯灾害防治与煤层气高效开发的关键,而水射流割缝技术是煤层卸压增透的重要技术之一... 中国煤矿煤层的渗透率普遍较低,瓦斯抽采难度高、抽采率低、抽采达标工程量大,深部高应力条件下瓦斯抽采难度更大。煤层卸压增透是深部低透气性煤层瓦斯灾害防治与煤层气高效开发的关键,而水射流割缝技术是煤层卸压增透的重要技术之一。围绕水射流割缝技术研究发展,系统总结了水力割缝的卸压增透机理、强化射流方法、割缝工艺、射流割缝装备等4个方面的研究现状,分析了当前水力割缝技术在卸压增透量化机理、割缝工艺方法、增透效果评价、装备性能等方面存在的问题,并对水力割缝技术的切割增透能力、装备研发方向、推广应用前景等发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 深部煤层 透气性 水力割缝 瓦斯抽采 卸压增透 研究现状 发展趋势
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深埋煤层开采顶板基岩含水层渗流规律及保水技术 被引量：19
16
作者 郭小铭 董书宁 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期804-811,共8页
我国西部黄陇煤田降雨量少、蒸发强烈,属于干旱半干旱地区,做好煤炭开采过程中对含水层的保护工作极为重要。为研究适用于黄陇煤田深埋煤层开采顶板洛河组砂岩含水层的保水技术,以彬长矿区为研究区,采用砂岩孔隙度测试,结合非线性回归... 我国西部黄陇煤田降雨量少、蒸发强烈,属于干旱半干旱地区,做好煤炭开采过程中对含水层的保护工作极为重要。为研究适用于黄陇煤田深埋煤层开采顶板洛河组砂岩含水层的保水技术,以彬长矿区为研究区,采用砂岩孔隙度测试,结合非线性回归分析方法,研究洛河组地层不同深度砂岩渗透性变化;开展水化学测试,分析非均质洛河组含水层垂向水化学场特征;结合地面和井下水文地质探查,进一步定量化研究洛河组含水介质的非均质性。在查明洛河组含水地层非均质性的基础上,建立含水层下段受裂隙带波及条件下地下水渗流数值模型,研究基岩含水层局部受裂隙带影响条件下的渗流规律。根据渗流规律研究深埋煤层开采顶板基岩含水层保水开采技术,结合彬长矿区工作面开采实际揭露水位变化情况对其进行验证。研究表明,洛河组含水层渗透性随地层深度的增加而呈负指数降低,随着埋深增大含水层水化学类型由HCO_3-Ca型转化为SO_4-Na型,同时上段的单位涌水量约为下段的7倍,可知洛河组含水层上、下段地下水渗流条件不同,垂向非均质性较强。工作面开采裂隙带仅波及含水层下部时,含水层仅受波及层和相邻层的水位下降明显,上部未受到波及段水位降深有限,整个含水层不会出现水位统一下降的现象,而是呈现出不同层位水位降深差不同的差异性渗流规律。鉴于此,提出利用含水层非均质性特征,以控制含水层上段水位降深为核心,允许导高适当波及含水层下段的"控水开采"技术,有助于缓解深埋煤层采煤与保水的矛盾。通过彬长矿区胡家河煤矿现场应用表明,洛河组含水层实际渗流特征符合本次研究成果,控水开采技术可实现洛河组砂岩含水层保水开采的目的。 展开更多
关键词 黄陇煤田 深埋煤层 保水采煤 渗流规律
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采煤工作面底板水视电阻率全方位探测方法 被引量：17
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作者 胡雄武 孟当当 +1 位作者 张平松 吴荣新 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期2369-2376,共8页
深部煤层开采受下伏灰岩水害威胁日益严重,探测采煤工作面底板富水区是保障安全生产的一项重要工作。目前,矿井电法是富水区探测的主要手段之一,但存在对富水区定位不准的问题。为进一步提高对采煤工作面底板岩层富水区的判定精度,在充... 深部煤层开采受下伏灰岩水害威胁日益严重,探测采煤工作面底板富水区是保障安全生产的一项重要工作。目前,矿井电法是富水区探测的主要手段之一,但存在对富水区定位不准的问题。为进一步提高对采煤工作面底板岩层富水区的判定精度,在充分分析单巷电法和双巷电透视法优缺点的基础上,通过对视电阻率观测与反演方法的改进,提出视电阻率全方位探测方法。以全空间球状模型为例,给出了球状模型外空间中任意三极装置的视电阻率表达式。针对采煤工作面内侧、巷道和外侧底板不同位置的5个低电阻率模型,分别计算了全方位和双巷透视视电阻率数据,通过三维反演分别获得了采煤工作面底板岩层的电阻率图像,对比可见:①在平面上,前者的低阻核心区与5个模型位置一致;后者的低阻核心区与工作面内侧及巷道底板的3个模型位置一致,而与工作面外侧底板的2个模型位置存在误差,误差系数分别为1.0和2.0,反映工作面外侧模型距离巷道越远,误差则越大;②在垂向上,两者对模型深度的判定均存在不同程度的误差,但相比而言,前者定位误差小,对模型深度的判定更准确。分析结果表明在全方位视电阻率反演过程中,单巷测深数据与双巷透视数据之间能够相互约束,促使低电阻率球状模型的准确归位,体现了全方位视电阻率探测方法的优越性。工程实践进一步表明了该方法的准确性和可靠性。 展开更多
关键词 采煤工作面 底板水 视电阻率 全方位探测 深部煤层
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深部煤层抽采钻孔变形失稳影响因素研究 被引量：17
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作者 张学博 王文元 蔡行行 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期159-166,共8页
为了研究深部煤层抽采钻孔变形失稳的主控因素,分析了抽采钻孔变形失稳机理,建立了三维数值模型,研究了钻孔埋深、侧压系数等对钻孔稳定性的影响,最后确定了地应力为抽采钻孔变形失稳的主控因素。结果表明:①随着钻孔埋深的增加,钻孔围... 为了研究深部煤层抽采钻孔变形失稳的主控因素,分析了抽采钻孔变形失稳机理,建立了三维数值模型,研究了钻孔埋深、侧压系数等对钻孔稳定性的影响,最后确定了地应力为抽采钻孔变形失稳的主控因素。结果表明:①随着钻孔埋深的增加,钻孔围岩的最大垂直位移、最大水平位移和最大垂直应力都随之增加,并且埋深扩大1倍,位移最大增加6.11倍,最大垂直压力增加1倍,最大垂直应力所处位置距钻孔表面距离不断增大,但垂直应力集中系数基本不变。②随着侧压系数的增大,钻孔围岩的最大垂直位移和最大水平位移都增大,最大垂直位移增加速率较快,并且侧压系数扩大1倍,钻孔的最大位移变为原来的3.29倍;钻孔最大垂直应力随之缓慢增加。③孔径和瓦斯压力对钻孔稳定性影响较小。孔径或瓦斯压力的增加导致钻孔的最大垂直位移、最大水平位移和最大垂直应力都缓慢增加。④采用套管对钻孔进行支护,钻孔变形得到一定的控制,最大垂直位移和最大水平位移都明显减少,最大垂直应力所处位置至钻孔的距离与应力集中系数都减小,并且PP套管效果最佳。⑤由埋深和侧压系数(地质构造)决定的地应力是钻孔失稳的根源,是影响抽采钻孔稳定性的主控因素。研究结果可以为矿井瓦斯治理提供理论基础。 展开更多
关键词 抽采钻孔 钻孔失稳 瓦斯抽采 深部煤层
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大采深煤层弱胶结厚层砾岩突水溃砂灾害研究 被引量：17
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作者 任胜文 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期249-255,共7页
针对煤矿突水溃砂事故难题,基于突水溃砂机理理论研究和突水溃砂实例分析,结合塔然高勒煤矿水文地质、工程地质特征,通过对顶板厚层砾岩含水层岩石物理力学性质测试分析,从导水裂隙带高度、含水层厚度2个主控因素对突水溃砂危险性建立... 针对煤矿突水溃砂事故难题,基于突水溃砂机理理论研究和突水溃砂实例分析,结合塔然高勒煤矿水文地质、工程地质特征,通过对顶板厚层砾岩含水层岩石物理力学性质测试分析,从导水裂隙带高度、含水层厚度2个主控因素对突水溃砂危险性建立影响因素的数学评价模型,利用ArcGis平台根据“富水性指数法”得出顶板含水层富水性评价结果和冒裂安全性分区结果,获得了突水溃砂危险性分区。研究结果表明:受扰动影响的胶结程度差、遇水易松散的粗粒砂岩,受到静水压力的劈裂作用和地下水为克服阻力而对砂层施加的动水压力作用,在静水、动水压力共同驱动下,形成砂粒。含水层中的砂粒通过断层、褶皱等先天性破碎通道和受开采活动引起网络裂隙通道与冒落裂隙通道,随着水流方向朝涌水口发生大范围移动,进入工作面、采空区和巷道,从而引发水砂溃涌事故,水砂源、动力源、通道、流动空间4个要素的相互作用是导致突水溃砂的内在机理。导水裂隙带和断裂构造发育区是预防突水溃砂事故的工作重点,研究为导水裂隙带观测、顶板管理、探放水钻孔施工及大采深弱胶结砾岩含水层突水溃砂治理提供依据。 展开更多
关键词 突水溃砂 大采深 弱胶结厚层砾岩 导水裂隙带 含水层
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深部煤及煤层气勘探前景及发展方向 被引量：15
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作者 蒋曙鸿 师素珍 +4 位作者 赵康 刘彦成 姚学君 时靖雪 谢东山 《科技导报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期106-113,共8页
综述了国内外深部煤及煤层气勘探现状,认为深部煤及煤层气开采已成为必然趋势。从深部煤层气角度出发,认为深部特殊地质条件会影响深煤层气成藏机制与赋存状态,因此需要建立适用于深部煤层气的勘探思想,完善深部煤层气地质理论基础。阐... 综述了国内外深部煤及煤层气勘探现状,认为深部煤及煤层气开采已成为必然趋势。从深部煤层气角度出发,认为深部特殊地质条件会影响深煤层气成藏机制与赋存状态,因此需要建立适用于深部煤层气的勘探思想,完善深部煤层气地质理论基础。阐述了深部多气共采、二氧化碳气体驱替煤层气及同步封存、深部煤层气智能排采等前沿工艺及相关技术难题。从深部煤炭勘探开发角度,探讨了深部煤炭流态化开采、煤炭地下气化耦合二氧化碳捕捉与封存、深部煤炭和地热资源协同开采等目前较为先进的技术。深部煤及煤层气开采正在向自动化、智能化方向发展,基础地质理论和勘探开发技术的不断进步将使深部成为未来勘探开发的主战场。 展开更多
关键词 深煤层 富集规律 智能排采 二氧化碳封存 地下气化
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