CN105239964A - 保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法 - Google Patents
保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105239964A CN105239964A CN201510658066.4A CN201510658066A CN105239964A CN 105239964 A CN105239964 A CN 105239964A CN 201510658066 A CN201510658066 A CN 201510658066A CN 105239964 A CN105239964 A CN 105239964A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coal
- topping
- bed gas
- coal bed
- coal seam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Abstract
本发明提供了一种保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法，包括：远景规划步骤，进行煤炭和煤层气资源勘查，并通过分析资源赋存特征，确定保护层，并在地面设置煤层气钻井，对保护层的煤层气进行抽采；准备步骤，在保护层煤层气含量达标后，开采保护层煤炭，并对保护层进行本层位煤层气抽采，同时对目标层煤层气进行预抽采；生产步骤，在目标层煤层气含量达标后，开采目标层煤炭，同时对目标层进行本层位煤层气抽采。其具有能够对煤炭与煤层气开发进行合理规划,使煤层气抽采和煤炭开采做到有序衔接，从而实现了煤与煤层气的一体化协调开发，同时通过对煤层气的井上下联合立体抽采，提高了煤层气的采收率的优点。
Description
技术领域
本发明涉及采煤技术领域，特别涉及一种保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法。
背景技术
在煤炭开采工作中，煤层群赋存地质条件多样，煤层气(瓦斯)抽采和煤炭开采工序复杂，煤层气抽采与煤炭生产的采、掘、运、支、管环节相互关联。煤层气抽采受到煤炭开采时间顺序、空间布局、采掘部署等方面的制约。
目前在煤炭的采掘工作中对煤层气的抽采，均是在两个阶段进行，1煤炭开采阶段：该阶段将煤炭开采划分为首采层选择、开拓准备、首采层煤炭回采、邻近层煤炭开采等次一级小的阶段，在煤炭开采之前对煤层气超标区域进行煤层气抽采，以达到国家安全标准；2、煤炭采后阶段：在煤炭开采工作面推进过程中形成的采空区，主要以上隅角埋管抽采采空区煤层气，以保障采煤工作面上隅角煤层气达标，地面及矿井其它井巷无抽采工程。
现有的煤炭开采工艺仅从安全的角度抽采煤层气，没有合理的煤炭与煤层气开发规划，没有明确的协调开采的时空关系，无法保证煤层气抽采时间、地点与效果，煤炭开采和煤层气抽采不能做到有序衔接，使得煤炭开采生产接续失调，影响煤矿正常安全生产，而且缺乏对煤层气的井上下联合抽采完整的技术体系。
发明内容
本发明的目的是提供一种对煤炭与煤层气开发进行合理规划的保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法，该方法能够使煤层气抽采和煤炭开采有序衔接，同时能够实现对煤层气的井上下联合抽采。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法，包括：远景规划步骤，进行煤炭和煤层气资源勘查，并通过分析资源赋存特征，确定保护层，并在地面设置煤层气钻井，对保护层的煤层气进行预抽采；
准备步骤，在保护层煤层气抽采达标后，开采保护层煤炭，并对保护层进行本层位煤层气抽采，同时对目标层煤层气进行预抽采；
生产步骤，在目标层煤层气抽采达标后，开采目标层煤炭，同时对目标层进行本层位煤层气抽采。
所述保护层为无突出危险或突出危险性小的薄煤层。
较优地，所述准备步骤中，对保护层进行本层位煤层气抽采包括：在保护层的顶板、底板以及煤层进行钻孔抽采。
较优地，所述准备步骤中还包括保护层采空区抽采步骤，通过在保护层采空区的顶板钻孔、埋管和地面钻井的方式，对保护层采空区的煤层气进行抽采。
较优地，所述生产步骤中，对目标层进行本层位煤层气包括：在保护层的顶板、底板以及煤层进行钻孔抽采。
较优地，所述准备步骤中，对目标层煤层气进行预抽采包括：利用高位钻场和/或高抽巷和/或顺层钻孔和/或穿层钻孔和/或地面井对目标层进行煤层气抽采。
较优地，所述生产步骤中还包括目标层采空区抽采步骤，通过在保护层采空区的顶板钻孔、埋管和/或地面钻井的方式，对目标层采空区的煤层气进行抽采。
较优地，所述煤层气钻井的数量为多个，多个所述煤层气钻井形成间距为200至400米的井网。
较优地，所述目标层的数量至少为一个。
本发明的有益效果是：能够对煤炭与煤层气开发进行合理规划,使煤层气抽采和煤炭开采做到有序衔接，同时能够实现对煤层气的井上下联合立体抽采。
附图说明
图1为本发明的保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法流程图；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明的保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法，包括：远景规划步骤，进行煤炭和煤层气资源勘查，并通过分析资源赋存特征，确定保护层，并在地面设置煤层气钻井，对保护层的煤层气进行预抽采。
准备步骤，在保护层煤层气抽采达标后，开采保护层煤炭，并对保护层进行本层位煤层气抽采，同时对目标层煤层气进行预抽采。
生产步骤，在目标层煤层气抽采达标后，开采目标层煤炭，同时对目标层层进行本层位煤层气抽采。
在实际工作中为了将煤与煤层气协调开发，将时间和空间合理安排衔接，可将工作区域分为远景规划区、准备区、生产区和采空区。
可以理解为远景规划步骤中的工作在远景规划区实施，准备步骤在准备区实施，生产步骤在生产区实施。
在远景规划步骤中，对保护层的确定是通过常规工作手段对煤层群的煤炭和煤层气资源进行勘查，根据勘查结果对资源赋存特征进行分析，得出分析结果后，选择无突出危险或突出危险性小的(薄)煤层为保护层。确定好保护层之后，在地面设置煤层气钻井，将钻井打到保护层位置，对保护层的煤层气进行抽采(也称地面预抽采)，较优地，煤层气钻井的数量为多个，并且多个煤层气钻井形成间距为200至400米的井网，这样能够结合煤层气钻井的抽采能力对保护层的煤层气进行全方位抽采，避免出现死角。实践证明，通过地面设置的煤层气钻井队保护层的煤层气抽采5至10年，保护层的煤层气采收率一般达到30％～50％。这样能够使煤层气的回收率大大提高，减少了资源的浪费。
在准备步骤中，首先确认保护层煤层气含量是否达标，即当保护层煤层气含量在8m3/t以下或煤层气压力在0.74MPa(表压)以下，这是可以认定为保护层的煤炭具备开采条件，这时可以对保护层的煤炭进行开采。在对保护层煤炭进行开采的同时，对保护层进行本层位煤层气抽采，即在保护层的顶板、底板以及煤层进行钻孔抽采，具体的做法可以是，井下保护层(首采层)底板大巷开拓(距离煤层底板一般为20～30m，避开煤层底板采动破坏带)，施工完成后地面钻井采用压裂增透技术、井下底板巷道进行上向穿层钻孔预抽保护层煤层气，采用这种井上下联合的方式预抽1～5年，保护层的煤层气采收率达到35％～60％。需要说明的是，在准备步骤中对保护层煤层气的抽采可以在保护层开拓掘进过程中和保护层的煤炭开采过程中进行。
由于目标层是保护层的邻近层，保护层抽采达标后进行保护层煤炭的安全回采，且在空间上正在开采的保护层工作面，在倾斜方向上应超前被保护层工作面1～2个区段，伴随着保护层煤层的采出，采场应力变化，煤层顶板岩层发生移动、变形、破坏，形成垮落带、裂缝带和弯曲下沉带，利用保护层开采卸压作用抽采保护层和目标层(邻近层)煤层气。
具体地，对目标层煤层气进行预抽采包括：利用高位钻场和/或高抽巷和/或顺层钻孔和/或穿层钻孔和/或地面井对目标层进行煤层气抽采。即在保护层煤层回采阶段利用高位钻场、高抽巷、顺层钻孔、穿层钻孔、地面井等技术抽采保护层煤层气，同时采用顶板走向穿层钻孔、高(底)抽巷、地面钻井等抽采目标层煤层气，直至保护层安全回采结束。需要说明的是，在生产步骤中，对目标层煤层气的抽采可以在目标层开拓掘进过程中和保护层的煤炭开采过程中进行。
在保护层的煤炭和煤层气被开采时，当保护层的工作面向前推进时，目标层受保护层采动卸压影响，目标层顶板或底板会出现裂隙，煤层透气性增大，煤层气向裂隙运移，通过对目标层的煤层气的预抽和卸压抽采，目标层煤层气抽采达标，突出危险性消除，进而进行目标层的煤炭安全回采。
在生产步骤中，首先确认目标层煤层气含量是否达标，即当目标层煤层气含量在8m3/t以下或煤层气压力在0.74MPa(表压)以下，这是可以认定为目标层的煤炭具备开采条件，这时可以对目标层的煤炭进行开采。在对目标层煤炭进行开采的同时，对目标层进行本层位煤层气抽采，即在目标层的顶板、底板以及煤层进行钻孔抽采。具体的做法是在保护层的顶板、底板以及煤层进行钻孔抽采。
进一步地，所述准备步骤中还包括保护层采空区抽采步骤，通过在保护层采空区的顶板钻孔、埋管和地面钻井的方式，对保护层采空区的煤层气进行抽采。其中顶板钻孔、埋管和地面钻井等对煤层气的抽采方式均为本科领域的常规手段，因此此处不再详述。采用这种方式可以实现对保护层采空区的煤层气进行地面与井下立体化协同抽采。
进一步地，所述生产步骤中还包括目标层采空区抽采步骤，通过在保护层采空区的顶板钻孔、埋管和/或地面钻井的方式，对目标层采空区的煤层气进行抽采。其中若目标层在保护层的上方可直接利用保护层的地面钻井，实现对目标层采空区的煤层气的地面与井下立体化协同抽采。
保护层采空区抽采步骤和目标层采空区抽采步骤，可以理解为是针对预先将工作区分成的采空区实施的。
作为一种可实施方式，所述目标层的数量至少为一个。在实际工作中，在确定保护层后，可将保护层上下两个邻近煤层作为目标层。
以上实施例使本发明具有：能够对煤炭与煤层气开发进行合理规划,使煤层气抽采和煤炭开采做到有序衔接，从而实现了没与煤层气的一体化协调开发，同时通过对煤层气的井上下联合立体抽采，提高了煤层气的采收率的优点。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法，其特征在于:
包括：远景规划步骤，进行煤炭和煤层气资源勘查，并通过分析资源赋存特征，确定保护层，并在地面设置煤层气钻井，对保护层的煤层气进行预抽采；
准备步骤，在保护层煤层气抽采达标后，开采保护层煤炭，并对保护层进行本层位煤层气抽采，同时对目标层煤层气进行预抽采；
生产步骤，在目标层煤层气抽采达标后，开采目标层煤炭，同时对目标层进行本层位煤层气抽采。
2.根据权利要求1所述的保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法，其特征在于：
所述保护层为无突出危险或突出危险性小的薄煤层。
3.根据权利要求1所述的保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法，其特征在于：
所述准备步骤中，对保护层进行本层位煤层气抽采包括：在保护层的顶板、底板以及煤层进行钻孔抽采。
4.根据权利要求1所述的保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法，其特征在于：
所述准备步骤中，对目标层煤层气进行预抽采包括：利用高位钻场和/或高抽巷和/或顺层钻孔和/或穿层钻孔和/或地面井对目标层进行煤层气抽采。
5.根据权利要求1所述的保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法，其特征在于：
所述准备步骤中还包括保护层采空区抽采步骤，通过在保护层采空区的顶板钻孔、埋管和地面钻井的方式，对保护层采空区的煤层气进行抽采。
6.根据权利要求1所述的保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法，其特征在于：
所述生产步骤中，对目标层进行本层位煤层气包括：在保护层的顶板、底板以及煤层进行钻孔抽采。
7.根据权利要求1所述的保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法，其特征在于：
所述生产步骤中还包括目标层采空区抽采步骤，通过在保护层采空区的顶板钻孔、埋管和/或地面钻井的方式，对目标层采空区的煤层气进行抽采。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法，其特征在于：
所述煤层气钻井的数量为多个，多个所述煤层气钻井形成间距为200至400米的井网。
9.根据权利要求8所述的保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法，其特征在于：
所述目标层的数量至少为一个。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510658066.4A CN105239964A (zh) | 2015-10-13 | 2015-10-13 | 保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510658066.4A CN105239964A (zh) | 2015-10-13 | 2015-10-13 | 保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105239964A true CN105239964A (zh) | 2016-01-13 |
Family
ID=55037758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510658066.4A Pending CN105239964A (zh) | 2015-10-13 | 2015-10-13 | 保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105239964A (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105507903A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-04-20 | 中国矿业大学 | 一种煤岩同采保护层与被保护层协同开采方法 |
| CN107905834A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-04-13 | 中原工学院 | 一种低渗高突煤层体系化瓦斯开采方法 |
| CN108301865A (zh) * | 2018-03-02 | 2018-07-20 | 煤炭科学研究总院 | 一种深部低渗松软煤层群的煤与煤层气协调生产方法 |
| CN110630328A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-12-31 | 天地科技股份有限公司 | 一种开采保护层保护范围测定方法及系统 |
| CN111042791A (zh) * | 2019-12-29 | 2020-04-21 | 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 | 低透气煤层群井上下联合煤与煤层气共采方法 |
| CN113011635A (zh) * | 2021-02-18 | 2021-06-22 | 重庆大学 | 一种煤与煤层气耦合协调开发装置及方法 |
| CN113033954A (zh) * | 2021-02-18 | 2021-06-25 | 重庆大学 | 一种煤与煤层气协调开发智能决策方法 |
| CN114396244A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-04-26 | 重庆大学 | 一种深部煤层群井上下联合增透瓦斯抽采方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040108110A1 (en) * | 1998-11-20 | 2004-06-10 | Zupanick Joseph A. | Method and system for accessing subterranean deposits from the surface and tools therefor |
| CN1693654A (zh) * | 2005-06-02 | 2005-11-09 | 淮南矿业(集团)有限责任公司 | 地面钻井抽采采动区、采空区卸压瓦斯方法 |
| CN101139911A (zh) * | 2006-09-08 | 2008-03-12 | 西南石油大学 | 注气稳压钻井方法 |
| UA84784C2 (ru) * | 2007-02-21 | 2008-11-25 | Дочернее Предприятие «Научно-Исследовательский Институт Нефтегазовой Промышленности» Национальной Акционерной Компании «Нефтегаз Украины» | Способ определения системы разработки месторождения углеводородов |
| CA2749591A1 (en) * | 2009-02-05 | 2010-08-12 | Cft Technologies (Hk) Limited | Recovery or storage process |
| CN103147788A (zh) * | 2013-01-08 | 2013-06-12 | 李继水 | 厚煤层煤体加压正负压联合抽采瓦斯工艺 |
-
2015
- 2015-10-13 CN CN201510658066.4A patent/CN105239964A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040108110A1 (en) * | 1998-11-20 | 2004-06-10 | Zupanick Joseph A. | Method and system for accessing subterranean deposits from the surface and tools therefor |
| CN1693654A (zh) * | 2005-06-02 | 2005-11-09 | 淮南矿业(集团)有限责任公司 | 地面钻井抽采采动区、采空区卸压瓦斯方法 |
| CN101139911A (zh) * | 2006-09-08 | 2008-03-12 | 西南石油大学 | 注气稳压钻井方法 |
| UA84784C2 (ru) * | 2007-02-21 | 2008-11-25 | Дочернее Предприятие «Научно-Исследовательский Институт Нефтегазовой Промышленности» Национальной Акционерной Компании «Нефтегаз Украины» | Способ определения системы разработки месторождения углеводородов |
| CA2749591A1 (en) * | 2009-02-05 | 2010-08-12 | Cft Technologies (Hk) Limited | Recovery or storage process |
| CN103147788A (zh) * | 2013-01-08 | 2013-06-12 | 李继水 | 厚煤层煤体加压正负压联合抽采瓦斯工艺 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 樊振丽等: "中国煤矿区煤层气开发及其技术途径", <煤炭科学技术> * |
| 申宝宏等: "煤矿区煤层气产业化发展现状与前景", 《煤炭科学技术》 * |
| 雷毅等: "煤矿区煤层气与煤炭协调开发模式初探", 《煤矿开采》 * |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105507903A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-04-20 | 中国矿业大学 | 一种煤岩同采保护层与被保护层协同开采方法 |
| CN105507903B (zh) * | 2015-12-15 | 2018-01-02 | 中国矿业大学 | 一种煤岩同采保护层与被保护层协同开采方法 |
| CN107905834A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-04-13 | 中原工学院 | 一种低渗高突煤层体系化瓦斯开采方法 |
| CN108301865A (zh) * | 2018-03-02 | 2018-07-20 | 煤炭科学研究总院 | 一种深部低渗松软煤层群的煤与煤层气协调生产方法 |
| CN110630328A (zh) * | 2019-08-19 | 2019-12-31 | 天地科技股份有限公司 | 一种开采保护层保护范围测定方法及系统 |
| CN111042791A (zh) * | 2019-12-29 | 2020-04-21 | 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 | 低透气煤层群井上下联合煤与煤层气共采方法 |
| CN111042791B (zh) * | 2019-12-29 | 2021-08-27 | 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 | 低透气煤层群井上下联合煤与煤层气共采方法 |
| CN113011635A (zh) * | 2021-02-18 | 2021-06-22 | 重庆大学 | 一种煤与煤层气耦合协调开发装置及方法 |
| CN113033954A (zh) * | 2021-02-18 | 2021-06-25 | 重庆大学 | 一种煤与煤层气协调开发智能决策方法 |
| CN114396244A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-04-26 | 重庆大学 | 一种深部煤层群井上下联合增透瓦斯抽采方法 |
| CN114396244B (zh) * | 2021-12-21 | 2023-10-31 | 重庆大学 | 一种深部煤层群井上下联合增透瓦斯抽采方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105239964A (zh) | 保护层卸压井上下立体化煤与煤层气协调开发方法 | |
| CN103742149B (zh) | 一种综放复采残留底煤的方法 | |
| CN104481536B (zh) | 控制覆岩裂隙与地表沉陷的掘采充平行作业的采煤方法 | |
| CN103924975B (zh) | 一种用于采煤过程中的保水方法 | |
| CN105221179B (zh) | 一种高瓦斯矿井y型通风方法 | |
| CN103867229B (zh) | 一种煤矿大采深与下组煤开采防治水综合治理方法 | |
| AU2021106168A4 (en) | High-gas Coal Seam Group Pressure Relief Mining Method Based on Gob-side Entry Retaining in the First Mining Whole Rock Pressure Relief Working Face | |
| CN104847355B (zh) | 中厚急倾斜矿体空场连续开采方法 | |
| CN103306714B (zh) | 近距离煤层群底抽巷钻孔一孔三用的瓦斯治理方法 | |
| CN102392678A (zh) | 井上下联合压裂增透抽采瓦斯的方法 | |
| CN102352769A (zh) | 高突矿井煤与瓦斯共采一体化开采方法 | |
| CN106285477A (zh) | 煤矿井下采动瓦斯抽采顶板上仰穿层定向孔施工方法 | |
| CN104863629A (zh) | 一种利用复合钻孔抽覆岩下离层瓦斯及排水注浆的方法 | |
| CN107740707A (zh) | 一种深部高承压水下厚煤层开采水害防治方法 | |
| CN112593936B (zh) | 一种深部矿井多灾害区域超前综合防治方法 | |
| CN105089668A (zh) | 一种长壁工作面无煤柱开采方法 | |
| CN103104259A (zh) | 倾斜破碎矿体分段顶板再造中深孔落矿充填采矿法 | |
| CN110067592B (zh) | 基于坚硬顶板地面压裂的顶板瓦斯协同控制方法 | |
| CN106089291A (zh) | 一种协同抽采垮落式老空区及下煤层煤层气的方法 | |
| CN104806285A (zh) | 基于地面水平井的煤矿采空区瓦斯治理方法 | |
| CN108266189A (zh) | 一种巷顶完全沿空掘巷采空区隔绝方法 | |
| CN104564127A (zh) | 一种上覆巨厚火成岩下煤层瓦斯的抽采方法 | |
| CN104895531A (zh) | 单一厚煤层地面采动井抽采工艺 | |
| CN102226412B (zh) | 井下暗采动钻井瓦斯抽采方法 | |
| CN103114854B (zh) | 一种再造人工间柱回采矿柱的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160113 |