CN106321025B - 一种煤与油气绿色协调开采系统及应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤与油气绿色协调开采系统及应用方法。所述煤与油气绿色协调开采系统，包括协调机构、采煤机构、油气抽采机构，协调机构设置有油气走廊、采煤工作面、覆岩沉陷漏斗、油气松动圈，采煤机构设置有采煤机、液压支架、刮板输送机，油气抽采机构设置有抽气主钻孔、抽气支管、抽油主钻孔、抽油支管。本发明根据要求首先确定协调机构方位尺寸及相应降沉保水开采工艺，利用抽气主钻孔、抽气支管通过油气走廊抽采煤层中煤层气，然后利用采煤机构回采煤层，采煤工作面后方伴随产生的顶底板油气松动圈促进煤层上下部油气资源解析游离，油气抽采机构对不同层位不同级别油气进行抽采，待油气抽采完毕，撤除抽气支管、抽油支管，利用采煤机构回收油气走廊，实现煤与油气绿色协调开采的目的。
Description
技术领域
本发明涉及资源开采领域，尤其涉及一种煤与油气绿色协调开采系统、以及所述系统的应用方法。
背景技术
以鄂尔多斯盆地为例，我国主要聚煤盆地赋存丰富煤炭资源，同时具有煤层气、砂岩气、石油等化石资源共伴生特点，煤与油气的合理开发利用对保障我国能源安全、改善能源结构、实现环境友好可持续发展具有重大意义。“一种原位加热开发油页岩与开发更深的烃源结合”(CN101563524A)仅说明了一种井筒式热解开发不同层位烃源方法，然而现阶段煤油气多资源协调开发尚未形成统一体系，煤与油气开采面临诸多问题，煤层先采则会形成上覆不稳定岩层，造成油气钻孔施工困难，采空区无法开采油气资源，并伴随发生严重井漏，最终造成安全事故导致油气资源浪费；油气先采，煤层开采时伴随产生的地层塌陷会引起油气抽采井错断破坏，管网油气泄露和爆炸，若禁止煤炭开采，或留设宽大安全煤柱，则会导致煤炭资源浪费。基于上述情况，特别是针对煤油气垂直叠加赋存条件下，急需一种煤与油气绿色协调开采系统，以达到煤与油气协调开发，提高资源回收率，降低表生生态及水土资源扰动，保证国家绿色能源供给的目的。
发明内容
本发明实施例的目的在于提出一种煤与油气绿色协调开采系统，根据要求首先确定协调机构方位尺寸及相应降沉保水开采工艺，利用抽气主钻孔、抽气支管通过油气走廊抽采煤层中煤层气，然后利用采煤机构回采煤层，采煤工作面后方伴随产生的顶底板油气松动圈促进煤层上下部油气资源解析游离，油气抽采机构对不同层位不同品位油气进行抽采，待油气抽采完毕，撤除抽气支管、抽油支管利用采煤机构回采油气走廊，在采煤机构、油气抽采机构及协调机构高效配合下实现煤与油气绿色协调开采的目的。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种煤与油气绿色协调开采系统，包括：
协调开采机构，包括油气走廊、覆岩沉陷漏斗、油气松动圈、采煤工作面；采煤机构，包括采煤机、液压支架、刮板输送机；油气开采机构，包括抽气主钻孔、抽气支管、抽油主钻孔、抽油支管，所述油气走廊置于采煤工作面两侧，所述覆岩沉陷漏斗位于采煤工作面上方，所述油气松动圈位于采煤工作面上下部，所述采煤机、液压支架及刮板输送机与所述采煤工作面平行布置，且采煤机置于液压支架下部及所述刮板输送机上部，所述刮板输送机尾部与液压支架底端连接，所述抽气主钻孔、抽油主钻孔置于油气走廊中部并交叉布置，抽气支管、抽油支管分别置于对应油气赋存煤岩层中并通过所述抽气主钻孔、抽油主钻孔与地面设备连接。
优选地，所述油气走廊置于采煤工作面间，其尺寸由具体地质条件下覆岩沉陷漏斗范围结合油气开采需求确定。
优选地，所述抽气主钻孔置于油气走廊中部，内部分别置有不同赋气层位抽气支管。
优选地，所述抽油主钻孔置于油气走廊内，内部分别置有不同赋油层位抽油支管。
优选地，所述油气松动圈位于采煤工作面上下部油气赋存岩层中。
本发明还提出了一种煤与油气绿色协调开采系统应用方法，应用上述系统，其包括如下工作步骤：
a、根据煤与油气资源赋存地质条件，确定覆岩沉陷漏斗尺寸、油气走廊及采煤工作面尺寸比例和分布方位；
b、根据煤与油气资源需求确定抽油主钻孔、抽气主钻孔密度、钻孔大小及深度，并确定采煤工作面尺寸；
c、布设油气抽采机构回采煤层中煤层气及砂岩中石油资源；
d、布设采煤机构，回采煤层，同时利用抽气支管及抽油支管回采不同层位不同品位气油资源；
e、待油气资源回采完毕，及时撤除抽气支管、抽油支管，利用采煤机构回采油气走廊煤层；
f、煤炭资源回采完毕，撤除采煤机、刮板输送机及液压支架；
g、移至下一采煤工作重复步骤a-f，并在步骤c-f过程中采取保水减沉采煤工艺，减小煤、油、气开采对地表生态及地下水、土资源扰动破坏。
与现有的单一矿产资源开发系统相比，本发明具有如下优点：
本发明述及的煤与油气协调开采系统，具有协调机构、采煤机构及油气开采机构，其中根据要求首先确定协调机构方位尺寸及相应降沉保水开采工艺，利用抽气主钻孔、抽气支管通过油气走廊抽采煤层中煤层气，确保煤层安全开采，然后利用采煤机构回采煤层，采煤工作面后方伴随产生的顶底板油气松动圈促进煤层上下部油气资源解析游离，将抽气支管、抽油支管分别通过抽气主钻孔、抽油主钻孔置于煤油松动圈内，进而实现油气抽采机构对不同层位不同品种油气进行抽采，待油气抽采完毕，结合抽气主钻孔及抽油主钻孔探明的油气走廊地质资料，利用采煤机构回收油气走廊，最终达到一孔多用，实现煤与油气绿色协调开发的目的。
附图说明
图1为本发明的整体结构图；
图2为本发明中图1中A-A剖面图；
图3为本发明中图1中B-B剖面图；
图4为本发明的多采煤工作面共采效果图；
图5为本发明的回采油气走廊图。
图中：1-采煤机；2-液压支架；3-刮板输送机；4-抽气主钻孔；5-抽气支管；6-抽油主钻孔；7-抽油支管；8-油气走廊；9-采煤工作面；10-覆岩沉陷漏斗；11-油气松动圈。
具体实施方式
结合图1、图2、图3、图4所示，一种煤与油气绿色协调开采系统，包括协调机构、采煤机构、油气抽采机构，采煤机构用于煤层开采，油气抽采机构在保证煤层安全高效回采条件下用于抽采不同赋存层位的油气资源，协调机构用于协调煤与油气资源开采。
协调开采机构中，所述油气走廊8置于采煤工作面9两侧，所述覆岩沉陷漏斗10位于采煤工作面9上方，所述油气松动圈11位于采煤工作面9上下部。
采煤机构中，所述采煤机1、液压支架2及刮板输送机3与所述采煤工作面9平行布置，且采煤机1置于液压支架2下部及所述刮板输送机3上部，所述刮板输送机3尾部与液压支架2底端连接；
油气开采机构中，所述抽气主钻孔4、抽油主钻孔6置于油气走廊8中部并交叉布置，抽气支管5、抽油支管7分别置于对应油气赋存煤岩层中并通过所述抽气主钻孔4、抽油主钻孔6与地面设备连接。
结合图1所示，根据要求首先确定协调机构方位尺寸及相应降沉保水开采工艺，利用抽气主钻孔4、抽气支管5通过油气走廊8抽采煤层中煤层气，然后利用采煤机构回采煤层，采煤工作面9后方伴随产生的顶底板油气松动圈11促进煤层上下部油气资源解析游离，最后油气抽采机构对不同层位不同品位油气进行抽采，待油气抽采完毕，利用采煤机构回收油气走廊8中煤层。
其应用步骤大致如下：
a、根据煤与油气资源赋存地质条件，确定覆岩沉陷漏斗10尺寸、油气走廊8及采煤工作面9尺寸比例及分布方位；
b、根据煤与油气资源需求确定抽油主钻孔6、抽气主钻孔4密度、钻孔大小及深度，并确定采煤工作面9尺寸；
c、布设油气抽采机构回采煤层中煤层气及砂岩中石油资源；
d、布设采煤机构，回采煤层，同时利用抽气支管5、抽油支管7回采回采不同层位不同品位气油资源；
e、待油气资源回采完毕，及时撤除抽气支管5、抽油支管7，利用采煤机构回采油气走廊8煤层；
f、煤炭资源回采完毕，撤除采煤机1、刮板输送机3及液压支架2；
g、移至下一采煤工作面重复步骤a-f，并在步骤c-f过程中采取保水减沉采煤工艺，减小煤、油、气开采对地表生态及地下水、土资源扰动破坏。
当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替换、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。
Claims (3)
1.一种煤与油气绿色协调开采系统，其特征在于：所述煤与油气绿色协调开采系统包括：
协调开采机构，包括油气走廊、覆岩沉陷漏斗、油气松动圈、采煤工作面；采煤机构，包括采煤机、液压支架、刮板输送机；油气开采机构，包括抽气主钻孔、抽气支管、抽油主钻孔、抽油支管，所述油气走廊置于采煤工作面两侧，所述覆岩沉陷漏斗位于采煤工作面上方，所述油气松动圈位于采煤工作面上部与下部，所述采煤机、液压支架及刮板输送机与所述采煤工作面平行布置，且采煤机置于液压支架下部及所述刮板输送机上部，所述刮板输送机尾部与液压支架底端连接，所述抽气主钻孔、抽油主钻孔置于油气走廊中部并交叉布置，抽气支管、抽油支管分别置于对应气、油赋存煤岩层中并通过所述抽气主钻孔、抽油主钻孔与地面设备连接，所述抽气主钻孔置于油气走廊中部，内部分别置有不同赋气层位抽气支管，所述抽油主钻孔置于油气走廊内，内部分别置有不同赋油层位抽油支管。
2.根据权利要求1所述的煤与油气绿色协调开采系统，其特征在于：所述油气松动圈位于采煤工作面上部与下部油气赋存岩层中。
3.一种煤与油气绿色协调开采系统应用方法，其特征在于，采用如权利要求1至2任一项所述的煤与油气绿色协调开采系统，包括如下步骤：
a、根据煤与油气资源赋存地质条件，确定覆岩沉陷漏斗尺寸、油气走廊及采煤工作面尺寸比例和分布方位；
b、根据煤与油气资源需求确定抽油主钻孔、抽气主钻孔分布密度、钻孔大小及深度，并确定采煤工作面尺寸；
c、布设油气抽采机构回采煤层中煤层气及砂岩中石油资源；
d、布设采煤机构，回采煤层，同时利用抽气支管及抽油支管回采不同层位不同品位气、油资源；
e、待油气资源回采完毕，及时撤除抽气支管、抽油支管，利用采煤机构回采油气走廊煤层；
f、煤炭资源回采完毕，撤除采煤机、刮板输送机及液压支架；
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