地面钻井抽采采空区瓦斯技术及工程应用_何宇雄
地面群孔瓦斯抽采技术应用研究
孔瓦斯抽采率达 ３ ％以上； ５ 地面钻孔相对 比井下底板巷 ， 在抽采瓦斯方面具有技术上可靠、 安
全、 经济 等优 点 。
关键词： 地面钻孔； 抽采半径 ； 示踪技术
中 图分类 号 ：Ｄ ｌ．２ Ｔ ７２６ ４
文献 标识 码 ： Ａ
文章 编号 ：６２ １９（０Ｉ０ ０６ — ６ １７ —０８２１）４—０５ ０
第３ ｌ卷 第 ４期 ２１ ０ １年 １ ２月
安 徽理 工 大学学 报 （自然 科学 版 ）
Ｊｕｎ ｌ ｆ ｎ ｕ Ｕ ｉ ｒ ｔ ｏ ｃ ｎｅａｄＴ ｃｎｌｇ （ ａ ｒ ｃｅｃ） ｏ ｒａ ｏ Ａ ｈ ｉ ｎ ｅｓｙ ｆ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｙ Ｎ ｔ ａ Ｓｉ ｅ ｖ ｉ Ｓ ｅ ｏ ｕｌ ｎ
Ｖｏ － Ｎｏ ４ ｌ ３１ ． Ｄｅ ２ １ ｃ． ０１
地面群孔瓦斯抽采 技术应用研究
辛国安 ， 张友博 ， 朱海军
（ 国投新集能源股份有 限公 司新集一矿 ， 安徽 淮南 ２ ２ ７ ） ３ １０
摘
要： 为保证 新 集一矿 突 出煤 层 １ ３一ｌ煤 北 中央采 区的安 全 开 采 ， 先后 开 采 １ １ ０ 、 ３ １５ ３ １３ １ １０
ｍｉ ｅ ３ １ ３ ａ ｄ １ １ ０ ｒ ｉ ｇ ｆ ｃ ｓｉ １－２ ｃ ａ ｅ Ｊ ｅ ｅ ｍｉ ｅ ｕ ｓｐ ｏｅ ｔ ｅ ｓ ａ ．Ｔ ｅ ｆ ｓ ｇ ｓ ｎ ，１ １ ０ ｎ ３ １ ５ ｗｏ ｋ ｎ ｅ １ ａ ｎ பைடு நூலகம்ｏ ｌ ｇ ｌ ｒ ｎ ｄ ｏ ｔａ ｒ ｔ ｃ ｖ ｅ ｍｓ ｈ ｒｔ ａ ｓ Ｔｗ ｉ ｉ
抽 采 半径 ， 计分析 被 保 护层 瓦斯抽 采 率 ， 统 同时就地 面群 孔 与 井下底板 巷 穿层 钻 孔 瓦斯 抽 采 两 种 方法进行 了抽采 率 、 工程 费用等 方 面的对 比。研 究结 果表 明 ： 集一 矿 的地层 条件 下地 面钻 新 孔抽 采煤 层 卸压 瓦斯 沿煤 层倾 向和 走 向的抽 采 半径 分 别不 小 于 １０ｍ和 ２ ０ 采动 区地 面群 ６ ４ ｍ；
矿区瓦斯抽采与利用工作总结
矿区瓦斯抽采与利用工作总结矿区瓦斯抽采与利用工作总结汇报材料矿业集团煤炭储量385亿吨，现有12对生产矿井，其中突出矿井11对，高瓦斯矿井1对；基建矿井1对，为突出矿井。
瓦斯绝对涌出量每分钟1332m3/min，而且每年以100 m3/min递增。
矿区煤层赋存条件极其复杂，瓦斯含量高（12～26m3/t）、瓦斯压力大（高达6.2MPa）、埋藏深（300～1500 m）、煤层极松软（f值0.1～0.8）、透气性低（渗透率为0.001mD）；多组煤层群开采，煤层倾角0～90°，煤层围岩为软岩，地压大；地质构造复杂，断层多。
煤田是高瓦斯、高地压、高地温、高承压水复杂地质条件下煤层群开采的典型矿区，自然灾害威胁巨大，尤其是瓦斯治理难，历史上曾是全国煤矿瓦斯事故重灾区。
1998年起，我们横下决心全面治理瓦斯，树立全面积极的瓦斯治理观，认真贯彻落实国家煤矿安全监察局“十二字”方针和“十六字”瓦斯治理工作体系，探索出一条高瓦斯矿区瓦斯综合治理的新路子。
在瓦斯抽采与利用工作上，我们主要做法有：一、坚持从规划、设计源头抓瓦斯治理我们严格贯彻落实国家局“19号令”和集团公司2022年“88号文”，坚定不移地开采保护层，坚决做到“不掘突出头，不采突出面”。
全面梳理分析矿区各矿井保护层开采条件，科学确定关键保护层，及各煤层的开采顺序区域性治理措施的实施，保护层最薄煤层0.3m（谢一矿5122（5）工作面）。
无保护层可采的突出煤层突出危险区，分类采取预抽措施。
坚定不移地实施多打岩巷多打钻，给足抽采卸压时间，目标是使高瓦斯煤层抽采到低瓦斯状态下。
从规划、设计源头抓瓦斯治理。
新建矿井的井筒落底标高及开拓开采布局设计必须有利于瓦斯治理；矿井新水平、新采区开拓设计必须优先考虑瓦斯治理；矿井采场中长期规划必须符合瓦斯治理规划要求；“一通三防”系统能力，特别是矿井通风能力和抽采能力的设计预留1～2倍的能力。
瓦斯治理工程超前施工。
杨柳煤矿地面“L”型井瓦斯抽采技术工程实践
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2021 年第 6 期
比分析。 ① 抽采参数分析 CH4 浓度平均值（%）：地面 1# 井（80.88）>
地面“L”井（34.02）> 高位钻孔（33.47）； CH4 纯流量平均值（m3/min）：地面 1# 井（3.25）
> 高位钻孔（2.04）> 地面“L”井（1.53）； 混合 CH4 日抽采量平均值（m3）： 地面 1# 井
（上接第 91 页） 仓封口调节板，开空一部输矸皮带并停止皮带运行， 再开空第二部输矸皮带并停止运行，最后开空接面 输矸皮带并停止运行。
图 3 充填封堵示意图 （下转第 97 页）
图 1 主孔结构示意图
图 2 钻井平面布置示意图
2.4 抽采效果 （1）抽采参数情况 试验历时 186 d，抽采瓦斯 411 005 m3，日均
2257 m3，最大 8430 m3/d（表 1）。
由表 1 可知，地面“L”型钻井抽采 CH4 最高 浓度达 74.10%，平均浓度为 34.02%；最高纯流量 达 5.86 m3/min，平均纯流量 1.53 m3/min；日抽采量 最高值 8430 m3/d，平均日抽采量 2257 m3。
（1）对下入筛管的结构尺寸和材料做进一步 研究改进；（2）针对不同的采场条件，进一步优 化设计，解决钻井抽采过程中的水堵问题；（3） 需进一步完善支孔无底开窗侧钻工艺和设备，提高 开窗成功率。
【参考文献】 ［1］ 采技术及试验 [J]. 矿业安全与环保，2017，44（02）： 12-15. ［2］ 崔树军 . 地面 L 型井瓦斯抽采实践与探索 [J]. 煤 炭科技，2018，4（07）：114-115. ［3］ 柯昌友，温俊三，李海贵，等 .L 型井采空区瓦斯 抽采技术的应用 [J]. 矿业安全与环保，2016，43 （03）：64-66. ［4］ 刘毅，张晓铭 . 胡底煤业 L 型井采空区瓦斯抽采 技术研究 [J]. 煤炭工程，2018，50（09）：59-62.
瓦斯防治心得体会
瓦斯防治心得体会篇一：XX年全国煤矿瓦斯防治心得体会XX年全国煤矿瓦斯防治培训心得体会省煤层气公司XX矿XX年8月22日---8月24日，由陈雪枫副省长亲自带队，工信厅、安监局、煤监局、能源局主要负责人，六大煤业集团董事长、总工程师、73个突出矿井的矿长等组成的学员，参加了国家能源局在淮南举办的煤矿瓦斯防治培训班。
此次培训班邀请了淮南矿业的董事长、总工程师，国家煤监局的专家以及山西省煤监局和重庆市瓦斯防治专家等为学员授课，国家能源局副局长吴吟亲临大会做重要讲话，陈省长为此次培训班做了重要指示。
此次培训虽然短暂，但规格非常高，意义非常重大。
充分说明了国家和省委省政府对煤矿安全工作高度重视，对安全工作的支持和帮助，对今后煤矿安全生产具有极其重要的意义。
参加此次培训班有如下几点体会：一、搞好安全工作各级政府必须高度重视。
要在体制上和财、税政策上给煤矿企业给予大力支持和帮助，要制定一系列优惠政策，减轻煤矿企业的负担，使煤矿企业轻装上阵，有充分的时间和精力大搞安全生产。
从当前情况看，我国的安全形势非常严峻，党中央国务院以及各级政府，都把安全工作提到前所未有的高度来抓。
此次培训班充分说明了国家和省委省政府对煤矿安全工作高度重视，为煤矿企业抓好安全工作增强了信心和决心。
二、企业一把手是抓好安全工作的关键。
淮南矿业之所以在瓦斯治理方面走在全国煤炭企业的前列，就是因为企业的主要领导对安全工作有清醒的认识，舍得投入大量的人力和物力，制定一系列严格科学的管理制度，把安全工作切实当成天字好工作来抓。
所以抓好安全工作，一把手必须有决心和信心，抓安全工作不手软不吝啬。
一把手的思想和意识是安全工作成败的关键。
三、安全工作要严格管理，落实责任。
安全工作有一整套严格的管理制度固然重要，能否落实到位才是关键。
各级领导抓安全重在抓落实，制度定的再好，不落实那是一纸空文，好无用处。
河南煤化012345的管理模式很先进，落实也很到位，所以安全管理始终走在我省的前列。
过煤矿采空区地面瓦斯抽采钻井施工技术
过煤矿采空区地面瓦斯抽采钻井施工技术李亚辉【摘要】过煤矿采空区地面钻井施工普遍面临着钻井液大量漏失的技术难题,本文采用一开钻井液钻进,二开及之后均采用空气潜孔锤钻进的工艺技术,有效解决了采空区煤层以上全井漏失和过采空区煤层冒落段坍塌问题,实现开发利用采空区下部煤层煤层气的钻井目的,可在适宜地区推广.【期刊名称】《山东煤炭科技》【年(卷),期】2018(000)010【总页数】3页(P115-117)【关键词】瓦斯抽采;地面钻井;采空区;潜孔锤钻进【作者】李亚辉【作者单位】河南省煤田地质局,河南郑州 450016;河南省能源钻井工程技术研究中心,河南郑州 450016;河南豫中地质勘察工程公司,河南郑州 450016【正文语种】中文【中图分类】TD712+.61 项目区基本概况本项目位于晋城矿区，矿区位于山西沁水盆地东南缘，整体处于太行山南段与中条山北缘的结合部，地势东南低、西北高，地形以低山一丘陵为主，断裂构造较少，地层走向总体为北北东向，倾向为东西向，两翼基本对称，多以褶皱构造发育为主，断层总体较少。
构造总体特征较为简单。
发育地层为寒武系，奥陶系峰峰组(O2f)，石炭系本溪组(C2b)和太原组(C3t)，二叠系山西组(P1s)、下石盒子组(P1x)、上石盒子组(P2s)和石千峰组(P2sh)，三叠系，侏罗系，第三系和第四系，地层倾角在南北两端相对较小，地层较平缓。
该矿区主要煤层为3#、9#、15#煤层， 3#煤埋深500 m左右，煤层厚度5.0 m，15#煤埋深600 m左右，煤层厚度3.0～5.0 m，其中3#煤层为主采煤层，采空区放顶影响深度为煤层厚度的5～8倍。
3个主采煤层对甲烷均具有较强的吸附性能，平均吸附容量为42.33 m³/t；储层渗透率大多小于0.1×10-3 μm2，属于中-低渗；储层压力平均为3.73 MPa，属于低压；煤层气饱和度分别为117%、96.4%、107%，基本处于过饱和或饱和状态。
地面钻井抽采远距离下保护层卸压瓦斯的应用
淮南矿 区较为成熟 的卸压 瓦斯抽采 技术 为施 工
专 门的底板抽 采巷 道 ， 巷 道 内施 工 倾斜 穿层 钻 孔 在 进行抽 采 。由于岩 巷单进较 低 、 孔工 程量 大 ， 往 钻 往 造成 工作面 瓦斯治 理 工程 接替 紧张 ， 而采 用地 面 钻
第 ２期
董 鹏 ： 面 钻 井 抽 采 远 距 离 下 保 护 层 卸 压 瓦 斯 的应 用 地
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周 围煤 岩体 的瓦斯 解 吸 后 则 通 过 渗 流 不 断地 汇 聚 到 这个 “ 瓦斯 库 ” ， 中 因此 只要 将 卸 压 瓦 斯 抽 采 钻
孔 打 到采场 的采动裂 隙“ 型 圈 内 Ｏ” ， 可 以保 就
围较 大 。其 瓦斯抽采 原 理 如 图 ２所 示 。
３ ７２１ Ｔ 作面地面 其抽采钻） １９ （ ） ｃ斤 ｌ 面布置 图
用焊 接 。抽 放 系统 布置见 图 ４ 。
４ 工作 面地 面钻井抽采瓦斯效果
２ 地 面钻 瓦斯抽米 原理图
２ ２ 卸 压瓦 斯抽 采方 法 的论证 ．
关键 词 ： 面钻 井 ； 护层 开采 ； 地 保 卸压 瓦斯 ； 用 应 中 图分 类号 ： Ｄ １ Ｔ ７２
淮南 矿 区可 采 煤 层 １ ５层 ， 厚 度 ３ ．４ 随 总 ２ １ ｍ， 着 产 量 的提 升 和开采 深度 的增 加 ， 区瓦斯 涌 出量 矿 每年 以 １０ ｍｎ的速 度 增 加 ， 层 瓦 斯 压 力 和 ０ｍ／ ｉ 煤 瓦斯 含量 越来 越 高 ， 与 瓦斯 突 出危 险性越 来越 严 煤
井抽采 ， 不需要施工 专 门的抽采 巷道 ， 则 抽采 钻孔 和 井下 生产互不影 响 ， 可有效 提前工 期 ， 解瓦 斯治 理 缓 工程 紧张问题 。根 据矿 区实践 经 验 ， 面 钻井 正 常 地 抽 采量 可达 ２ ３ｍ ／ ｉ， ０— ０ ｍｎ 抽采 半 径 可达 ３０ 已 ０ ｍ， 超过底 抽巷正 常抽 采量 （５～ ０ ｍｉ） 用地 面 钻 １ ２ ｍ／ ｎ ， 井替代 底抽巷抽采 瓦斯从 瓦斯治理 效果 上来 看是 可 行的； 单个地 面钻 井施工 １ 月可 完成 ， 个 其抽 采管 路
煤矿区煤层气井地面抽采技术及应用
煤矿区煤层气井地面抽采技术及应用摘要：煤矿开采期间，底层容易发生剧烈活动，导致采动区上的覆岩层出现大量的裂隙、离层等情况，势必会显著提高煤岩层的透气性，使得由卸压煤层所释放的瓦斯可以在煤岩层中富集与流动，这也被称为煤层开采的“卸压增透效应”。
本文基于煤矿区煤层气井地面抽采技术及应用展开论述。
关键词：煤矿区煤层气井地面抽采技术及应用引言采矿工程过程中不安全的因素客观存在，如果不能有效地控制，发生安全事故的概率会增加，妨碍工程顺利进行，威胁到工人的生命安全。
因此，各煤矿必须加强矿山安全管理，制定完善的矿山工程不安全因素分析处理规范，将具体矿山工程特点与施工要求相结合，分析具体不安全因素类型，提出相应的解决对策，提高煤矿开采工程建设的合理性和科学性，确保矿山工程施工效率，提高煤矿的安全生产意识，实现可持续发展。
1煤矿区煤层气开发模式煤与煤层甲烷的共生决定煤炭开采与煤层甲烷开发密切联系及相互作用。
关于加快煤矿瓦斯（CBM）排放利用的一些意见》（国家发行[2006]47）明确提出了“先开采瓦斯，后开采煤炭，再开采煤炭的瓦斯一体化”煤层气开发原则。
“为了防止煤矿瓦斯事故、充分利用能源资源和有效地保护生态环境，必须同时采取各种鼓励和支持措施，以及先后采矿、管理和利用。
”采用地面煤层气有效降低煤气含量，有利于煤炭资源的安全开采与开采活动的联系。
与此同时，煤炭开采导致附近岩层移动，邻近层的透气性大大提高，有助于CBM资源的有效开发。
煤炭企业开发煤层甲烷的主要目的在于为煤矿生产提供安全的煤气环境，CBM开发是从属的，而CBM煤气开发的目的仅仅是为了获得经济利益，勘探和开发受煤炭生产的限制，CBM井网布局受煤炭开采计划、工作面布局和开采速度的限制，受煤炭开采影响，煤矿区的煤层井受到服务年限一般较短，CBM勘探和开发要求在短时间内降低煤层的煤气含量，以满足为了实现煤与煤层气协调发展，实现“抽、挖、开采”的协调，根据煤炭开发的时空继承规则，一般将煤矿部门划分为规划区、准备区和生产区，煤矿规划区尚未开始开采，该区域的煤气含量一般大于16m3/t。
高位定向长钻孔抽采采空区瓦斯技术应用
高位定向长钻孔抽采采空区瓦斯技术应用摘要：近年来，我国的对煤矿资源的需求不断增加，煤矿开采越来越多。
为了更好地解决煤矿井下采空区瓦斯超限问题，现利用高位定向长钻孔代替传统抽采方法对采空区上隅角瓦斯进行治理。
本文可利用高位定向钻孔代替高顶钻孔抽采采空区瓦斯，为采空区瓦斯治理找到了一条新的路径。
关键词：高位钻孔；采空区；定向钻进；瓦斯治理引言在煤炭行业发展陷入低迷的时期，提高瓦斯治理效率，促进安全生产成为越来越重要的研究课题。
随着定向钻进技术在国内的推广应用，利用高位定向长距离钻孔代替高位钻场顶板穿层钻孔治理采空区和上隅角的瓦斯，取得了明显的抽采效果。
根据“O形圈”理论，对钻孔终孔高度进行合理布置，并对比分析了高位定向长距离钻孔和顶板普通高位钻孔的瓦斯浓度变化、不同终孔高度变化对高位长钻孔抽采效果的影响。
对比分析高位定向长钻孔和顶板高位钻场穿层钻孔的瓦斯抽采效果，证明了前者的抽采效果更佳。
1开采煤层顶板抽采瓦斯理论煤层、围岩均属于孔隙－裂隙结构体，煤层开采后受回采动应力影响，原始地应力平衡被破坏，透气性增大，裂隙得以进一步发育，在上覆岩层中形成两类裂隙：一类为离层裂隙，是随岩层下沉在层与层间出现的岩层裂隙，导致空间突然增大，应力平衡被破坏，瓦斯大量释放，游离瓦斯大量聚集；另一类为纵向破断裂隙，是随岩层下沉破断形成的穿层裂隙，为相对低密度的瓦斯向上流通提供了通道，一般为煤层3～10倍采高范围。
高位钻孔抽采瓦斯参数优化中，将采动区垂直方向由下向上依次划分为冒落带、裂隙带、弯曲下沉带（“竖三带”），根据采空区“O”形圈及“关键层理论”，裂隙带为卸压瓦斯流动和储存的主要空间。
常见治理手段是沿煤层顶板裂隙带布置走向钻孔对邻近层或回采后采空区瓦斯抽采，顶板高位钻孔可分为高位常规钻孔和高位定向钻孔两类。
高位常规钻孔是指在回采煤层工作面回风巷道采用常规回转钻进向裂隙带施工钻孔，使之尽可能沿裂隙带延伸，工作面回采后可作为瓦斯抽采通道抽采采空区瓦斯。