晋城寺河井区煤矿采空区煤层气地面抽采关键技术研究
孟召平1
李国富2
杨宇3
李超2
乔元栋3
1.中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京 100083;煤与煤层气共采国家重点实验室,山西 晋城 0480122.煤与煤层气共采国家重点实验室,山西 晋城 0480123.中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京 100083
摘要：随着煤层气勘探的不断深入,煤矿采空区煤层气已成为煤矿区煤层气重要资源之一.基于晋城矿区寺河井区煤矿采空区分布特征,通过地质分析、采空区煤层气成分、浓度试验和资源量模型计算等方法系统研究了煤矿采空区煤层气资源条件及地面抽采关键技术,揭示了采空区煤层气赋存规律,给出了不同赋存状态下煤层气资源量计算模型和方法,探索了煤矿采空区煤层气地面抽采关键技术.研究表明,煤矿采空区煤层气来源于煤柱及残留煤层、邻近未采煤层和围岩中的游离气和吸附气.根据吸附气和游离气资源量计算模型计算寺河井区煤层气总资源为213.016×108 m3,其中游离气资源为0.102×108 m3,吸附气资源为212.914×108 m3.采煤方法和采空区密闭性对采空区煤层气的来源和富集程度有重要影响.针对采空区上部岩体裂隙发育特征,将采空区煤层气抽采井身结构由二开优化为三开结构,实现了二开固井封闭断裂带上部含水层,三开下入割缝套管护壁,有效解决了采空区上部含水层涌水对钻井井身稳定性影响及抽采效果等问题.在此基础上,研发了潜孔锤+压缩空气(氮气)钻井工艺,用氮气取代空气作为循环介质,形成了安全揭露含气断裂带钻井工艺技术,为采空区煤层气安全抽采探索了有效途径.
关键词：煤矿采空区煤层气赋存特征地面抽采晋城矿区
分类号：P618.13(矿床学)
资助基金：山西省科技重大专项(20201102001)山西省科技重大专项(20191102001)山西省科技重大专项(20181101013)国家级大学生创新创业训练计划项目(C201902480)
论文发表日期：2021-01-25
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 240-247 )
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