亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        新型封孔技術(shù)在順層鉆孔瓦斯抽采中的應(yīng)用

        2021-04-12 11:47:56徐永吉
        山東煤炭科技 2021年3期
        關(guān)鍵詞:純量順層封孔

        徐永吉

        (晉能控股煤業(yè)集團(tuán)寺河煤礦二號(hào)井,山西 晉城 048019)

        1 引言

        煤礦瓦斯是我國(guó)燃?xì)饽茉吹闹匾Y源之一,瓦斯抽采過(guò)程中,鉆孔的封孔技術(shù)是影響瓦斯抽采效果的重要工藝程序,封孔技術(shù)不佳會(huì)導(dǎo)致瓦斯氣體泄漏、采氣濃度低、含量少等結(jié)果。因此,合理引入新型封孔技術(shù)提升鉆孔瓦斯抽采效果至關(guān)重要[1-3]。

        何奇等[4]依托于大慶油田喇嘛甸區(qū)塊儲(chǔ)層高滲透油層開采項(xiàng)目,提出使用鎖孔成膜封堵劑技術(shù)成功將工程現(xiàn)場(chǎng)的防漏成功率提高了9.3%,引入該技術(shù)有效保護(hù)了儲(chǔ)層的安全性。郭煜[5]基于四川龍灘煤礦瓦斯災(zāi)害嚴(yán)重現(xiàn)狀,指出該地區(qū)煤質(zhì)裂隙發(fā)育,并通過(guò)采用兩堵一注帶壓的封孔方案,成功實(shí)現(xiàn)了該煤礦的瓦斯治理目標(biāo)。馮亮亮[6]指出采用定向水力壓裂技術(shù)能夠有效克服傳統(tǒng)鉆孔模式的問(wèn)題,并依托于古書院煤礦項(xiàng)目成功驗(yàn)證了該方法的可行性,有效克服了鉆孔漏氣問(wèn)題。

        綜上所述,現(xiàn)有研究主要是從鉆孔技術(shù)、封孔技術(shù)等角度解決瓦斯抽采過(guò)程鉆孔漏氣的問(wèn)題,且較少涉及到順層鉆孔瓦斯開采。然而,在順煤層鉆孔開展瓦斯抽采過(guò)程中,受礦山壓力影響鉆孔容易變形破壞進(jìn)而導(dǎo)致瓦斯氣體泄漏。因此,本文提出一種新型封孔技術(shù)并將其成功應(yīng)用于寺河煤礦二號(hào)井煤礦瓦斯開采中,有效提升了該煤礦瓦斯抽采的效率。

        2 工程背景與抽采現(xiàn)狀

        2.1 工程背景

        本次研究依托于寺河煤礦二號(hào)井煤礦瓦斯抽采工程,該煤礦設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為100 萬(wàn)t/a,采用傾斜式長(zhǎng)壁采煤法進(jìn)行開采,主采煤層為穩(wěn)定煤層,實(shí)測(cè)瓦斯含量達(dá)6.85 m3/t,瓦斯壓力在0.2~2.8 MPa范圍內(nèi)。煤層頂板巖層分布有泥巖、砂巖等,底板巖層主要為砂質(zhì)泥巖。

        2.2 原封孔技術(shù)

        煤礦抽采鉆孔原采用直徑50 mm、長(zhǎng)度2 m 的PVC 管進(jìn)行抽采,并利用聚氨酯倒入封孔帶后快速送入鉆孔進(jìn)行順層鉆孔封孔,統(tǒng)計(jì)得到該煤礦某工作面上的4 個(gè)埋深均為60 m 鉆孔的瓦斯抽采純量數(shù)據(jù),并繪制抽采瓦斯純量-抽采時(shí)間曲線如圖1。由圖1 可知,4 個(gè)鉆孔的抽采瓦斯純量均隨著抽采時(shí)間而不斷減小,且減小速率越來(lái)越慢,二者之間符合指數(shù)函數(shù)關(guān)系。在開采初期,4 個(gè)鉆孔的抽采瓦斯純量分別為0.047 m3/min、0.065 m3/min、0.040 m3/min 和0.024 m3/min,而在開采進(jìn)行到10 d 以后,各鉆孔的抽采瓦斯純量均下降到0.02 m3/min 以下,其中744號(hào)鉆孔的抽采純量已經(jīng)接近于0。由此可見(jiàn),采用原聚氨酯封孔技術(shù)封孔效率低,漏氣情況嚴(yán)重,瓦斯抽采效果差,需要采用新的封孔技術(shù)進(jìn)行封孔工作。

        圖1 原封孔工藝下抽采瓦斯純量隨抽采時(shí)間變化關(guān)系

        3 新型封孔技術(shù)

        3.1 抽采漏氣規(guī)律

        在順層鉆孔進(jìn)行瓦斯抽采時(shí),受圍巖性質(zhì)、鉆孔工藝、礦山壓力及封孔技術(shù)等多重因素的影響,會(huì)出現(xiàn)不同的瓦斯氣體泄漏情況。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況結(jié)合巖石力學(xué)與工程的基本理論,發(fā)現(xiàn)順層鉆孔瓦斯抽采主要存在以下3 種氣體泄漏形式:

        (1)破碎圍巖漏氣。圖2 為順層鉆孔瓦斯抽采氣體流動(dòng)圖,由圖可知,在順層鉆孔形成后,由于開挖造成鉆孔周圍圍巖出現(xiàn)松動(dòng)、破碎現(xiàn)象,按照巖石力學(xué)理論[7-8],此時(shí)圍巖可劃分為破碎區(qū)、塑性區(qū)以及彈性區(qū)。圍巖破碎區(qū)是造成氣體泄漏的主要原因,需要及時(shí)利用封孔材料對(duì)裂隙進(jìn)行封堵。如果出現(xiàn)裂隙封堵不及時(shí)、裂隙封堵不充分或鉆孔封孔深度不夠等情況,高氣壓下瓦斯會(huì)順著煤體裂隙流出,導(dǎo)致瓦斯開采效果不佳。

        (2)鉆孔壁與封孔材料貼合差。在礦山壓力的持續(xù)作用下,鉆孔圍巖會(huì)發(fā)生持續(xù)的蠕變變形,如此時(shí)鉆孔壁與封孔材料的粘結(jié)效果較差,會(huì)導(dǎo)致鉆孔壁與封孔材料之間出現(xiàn)間隙,進(jìn)而導(dǎo)致外界空氣進(jìn)入鉆孔,導(dǎo)致鉆孔漏氣。

        (3)封孔材料漏氣。結(jié)合圖2 可以看出,在封孔材料漏氣情況下,空氣將會(huì)從外界進(jìn)入瓦斯抽采管,導(dǎo)致所采的瓦斯氣體濃度降低,瓦斯抽采效果差。封孔材料漏氣是由很多因素導(dǎo)致的,如封孔材料質(zhì)量不佳、操作失誤等,因此,需要嚴(yán)格把控封孔材料質(zhì)量檢測(cè)及施工環(huán)節(jié),有效提升瓦斯抽采效率。

        圖2 順層鉆孔瓦斯抽采氣體流動(dòng)

        3.2 封孔原則

        基于上述順層鉆孔漏氣規(guī)律及原因分析結(jié)果,結(jié)合煤層封孔工藝技術(shù)及要求,提出順層鉆孔瓦斯抽采封孔基本原則如下:

        (1)鉆孔破碎圍巖封堵優(yōu)先原則。在順層鉆孔瓦斯抽采過(guò)程中,圍巖在開挖過(guò)程中遭到擾動(dòng)破壞,且礦山壓力作用下圍巖會(huì)持續(xù)產(chǎn)生蠕變變形,加劇了圍巖的破壞程度。破碎圍巖是順層鉆孔瓦斯抽采時(shí)發(fā)生瓦斯泄漏的最主要的原因,因此進(jìn)行封孔時(shí)需要遵守鉆孔破碎圍巖封堵優(yōu)先原則。在進(jìn)行鉆孔圍巖破碎區(qū)封堵時(shí),首先需要根據(jù)巖石力學(xué)相關(guān)理論,在考慮鉆孔直徑、圍巖力學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)上采用合理的計(jì)算方法得到鉆孔的卸壓直徑。

        (2)鉆孔封堵深度優(yōu)化原則。鉆孔圍巖卸壓區(qū)和峰后應(yīng)力區(qū)是發(fā)生氣體滲漏的主要原因之一,由于該區(qū)域煤巖已經(jīng)破壞,巖石內(nèi)部裂隙發(fā)育強(qiáng)烈,因此,鉆孔封孔深度應(yīng)綜合考慮到圍巖卸壓區(qū)和峰后應(yīng)力集中區(qū)。

        3.3 封孔工藝優(yōu)化

        由原聚氨酯封孔技術(shù)下抽采瓦斯純量-抽采時(shí)間曲線(圖1)可知,該封孔工藝技術(shù)的封孔效率較低,因此需要采用新的封孔工藝進(jìn)行優(yōu)化。由于聚氨酯滲入煤體效果差、無(wú)法有效封堵,因此考慮采用SRS-II 型高強(qiáng)微膨脹型速凝封孔材料。該材料具有粘結(jié)力強(qiáng)、凝結(jié)速度快、滲透性好等特殊優(yōu)勢(shì),且凝結(jié)后可使用壽命長(zhǎng),能夠有效封堵圍巖裂隙。為進(jìn)一步獲得有效的封孔深度,在該工作面附近打鉆獲得不同深度條件下煤屑瓦斯解吸參數(shù)變化規(guī)律圖如圖3。由圖3 可知,鉆孔煤屑瓦斯解吸參數(shù)整體隨深度呈不斷增加的變化趨勢(shì),但在鉆孔深度為11 m 時(shí)出現(xiàn)曲線斜率驟然增大趨勢(shì),因此可以判定圍巖卸壓區(qū)的范圍在11 m。因此可見(jiàn),需要保證鉆孔封孔深度在11 m 時(shí)才能保證瓦斯抽采效果。

        圖3 鉆孔煤屑瓦斯解吸參數(shù)隨鉆孔深度變化趨勢(shì)

        3.4 優(yōu)化效果

        選擇與原封孔工藝相同深度的鉆孔展開研究,得到4 個(gè)鉆孔的抽采瓦斯純量隨抽采時(shí)間變化關(guān)系如圖4。由圖4 可知,抽采瓦斯純量與抽采時(shí)間之間整體呈指數(shù)函數(shù)變化關(guān)系,即抽采瓦斯純量均隨著抽采時(shí)間而不斷減小,但減小速率越來(lái)越慢,這與原封孔工藝下抽采瓦斯純量-抽采時(shí)間曲線變化規(guī)律基本一致。在開采初期,4 個(gè)鉆孔抽采瓦斯純量分別為0.043 m3/min、0.019 m3/min、0.025 m3/min和0.046 m3/min,而在開采進(jìn)行到10 d 以后,各鉆孔的抽采瓦斯純量均下降到0.02 m3/min 以下,其中744 號(hào)鉆孔的抽采純量已經(jīng)接近于0。

        進(jìn)一步對(duì)比采用新型封孔技術(shù)前后瓦斯抽采效率,考慮到不同鉆孔的初始瓦斯含量不同,因此選擇初始抽采瓦斯純量相近的兩個(gè)鉆孔進(jìn)行比較。選取880 號(hào)鉆孔(原封孔工藝)和992 號(hào)鉆孔(新型封孔工藝)展開對(duì)比,兩個(gè)鉆孔的初始抽采瓦斯純量分別為0.047 m3/min、0.046 m3/min,當(dāng)抽采時(shí)間達(dá)到20 d 時(shí),不同封孔工藝下的抽采瓦斯純量分別為0.003 m3/min、0.008 m3/min。采用新封孔工藝后鉆孔的抽采瓦斯純量較原工藝提升近167%,因此可見(jiàn),新型封孔技術(shù)在順層鉆孔瓦斯抽采中取得了良好的提升效果。

        4 結(jié)論

        為提升我國(guó)煤礦順層鉆孔瓦斯抽采效果,本文依托于山西省晉城寺河煤礦二號(hào)井煤礦瓦斯抽采工程,展開了順層鉆孔氣體泄漏規(guī)律以及新型封孔技術(shù)瓦斯抽采工程應(yīng)用研究,得出如下結(jié)論:

        (1)順層鉆孔瓦斯抽采泄漏主要是由破碎圍巖漏氣、鉆孔壁與封孔材料貼合差和封孔材料漏氣三個(gè)原因?qū)е碌?,因此需要遵循鉆孔破碎圍巖封堵優(yōu)先和鉆孔封堵深度優(yōu)化原則。

        (2)抽采瓦斯純量均隨著抽采時(shí)間而不斷減小,但減小速率越來(lái)越慢,抽采瓦斯純量與抽采時(shí)間之間整體呈指數(shù)函數(shù)變化關(guān)系;采用高強(qiáng)微膨脹型速凝封孔材料進(jìn)行封孔后瓦斯抽采純量相較原技術(shù)提升近167%。

        圖4 新型封孔工藝下抽采瓦斯純量隨抽采時(shí)間變化關(guān)系

        猜你喜歡
        純量順層封孔
        煤層頂板深孔預(yù)裂爆破高效封孔材料及工藝研究
        麥地掌煤礦2#煤層順層瓦斯抽采鉆孔合理封孔深度確定
        單一低滲煤層順層鉆孔水力化措施應(yīng)用
        煤(2021年2期)2021-03-01 00:37:16
        基于三維數(shù)值模擬的含軟弱夾層順層巖質(zhì)邊坡開挖穩(wěn)定性研究
        預(yù)應(yīng)力錨索在公路順層巖質(zhì)邊坡中的應(yīng)用
        11426工作面瓦斯綜合治理效果分析
        紅砂巖順層邊坡監(jiān)測(cè)及變形破壞探究
        CO2致裂增透技術(shù)的抽采半徑考察研究
        “兩堵一注”帶壓封孔技術(shù)在白龍山煤礦一井的應(yīng)用研究
        兩種新型封孔工藝在首山一礦的應(yīng)用
        河南科技(2015年14期)2015-03-11 16:25:27
        日韩在线不卡免费视频| 久久亚洲宅男天堂网址 | 久久九九精品国产av| 色五月丁香五月综合五月| 无码精品人妻一区二区三区人妻斩 | 日本一区二区视频高清| 精品国产第一国产综合精品| 337人体做爰大胆视频| 亚洲日韩精品A∨片无码加勒比| 中文字幕日本一区二区在线观看| 蜜臀人妻精品一区二区免费| 精品人妻系列无码人妻漫画| 免费视频爱爱太爽了| 精品国精品国产自在久国产应用| 无码国产精品色午夜| 亚洲乱熟妇一区二区三区蜜桃| 久久精品免费一区二区喷潮| 久久久久久国产精品免费免费男同 | 与漂亮的女邻居少妇好爽| 女人被狂躁c到高潮视频| 久久久国产一区二区三区四区小说| 97SE亚洲国产综合自在线不卡| 久久久国产精品五月天伊人| 亚洲va视频一区二区三区| 国产乱码一区二区三区爽爽爽| 99久久综合狠狠综合久久| 亚洲色欲色欲欲www在线| 日本视频在线播放一区二区| 欧美日韩在线视频一区| 毛片在线播放a| 国产九九在线观看播放| 丝袜美腿一区在线观看| 人妻少妇精品久久久久久| 丰满少妇被猛男猛烈进入久久| 蜜桃精品免费久久久久影院| 自慰高潮网站在线观看| 东风日产车是不是国产的 | 黄片视频大全在线免费播放| 色噜噜狠狠狠综合曰曰曰| 亚洲中文欧美日韩在线人| 亚洲精品熟女av影院|