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

        ?

        屯蘭煤礦水力壓裂增透技術(shù)研究

        2021-10-14 06:43:00潘錦晶
        山東煤炭科技 2021年9期
        關(guān)鍵詞:區(qū)域效果

        潘錦晶

        (山西省煤炭地質(zhì)114勘查院,山西 長治 046000)

        隨著煤炭開采強(qiáng)度的增大和逐步向深部延伸,煤層的瓦斯壓力及瓦斯含量隨煤礦開采深度增加呈線性增大,瓦斯治理難度也隨之增大,特別是松軟煤層,具有透氣性差、強(qiáng)度低和施鉆難以成孔等特點(diǎn),屬于難抽煤層,導(dǎo)致本煤層瓦斯抽采時(shí)間過長,效率過低,嚴(yán)重制約礦井生產(chǎn)接替。

        屯蘭煤礦12511工作面主采的2#煤層普氏硬度f=1,為松軟煤層,煤層的原始瓦斯含量為9.21 m3/t,煤層透氣性系數(shù)為3.44~7.37 m2/MPa2·d,透氣性差,瓦斯壓力1.5MPa。常規(guī)的抽采治理措施效果并不明顯,為解決瓦斯治理難題,研究提出在12511工作面底抽巷對(duì)松軟煤體進(jìn)行水力壓裂增透試驗(yàn)。

        1 地質(zhì)概況

        山西焦煤集團(tuán)有限責(zé)任公司屯蘭煤礦位于山西省太原市古交市木瓜會(huì)村,設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為400萬t/a,主采2#、3#、8#煤層,為煤與瓦斯突出礦井。12511工作面位于南五盤區(qū)左翼,東鄰12509工作面,兩工作面設(shè)有保護(hù)煤柱25m,西為12513工作面,南鄰?fù)恋販蠑鄬臃浪褐?,北鄰南五盤區(qū)大巷。工作面設(shè)計(jì)可采走向長1455 m,傾向?qū)?27.5 m。工作面開采2#煤層,煤層平均采厚1.57 m,傾角平均5°。2#煤與3#煤層間距小于5 m,兩層煤均具有突出危險(xiǎn),工作面絕對(duì)瓦斯涌出量為20 m3/min,相對(duì)瓦斯涌出量為20 m3/t,瓦斯原始含量為9.21 m3/t,殘余瓦斯含量為5.71 m3/t,煤塵具有爆炸危險(xiǎn)性,煤的自燃傾向性為Ⅱ類自燃煤層。

        煤體瓦斯含量高,瓦斯壓力大,煤層透氣性差,為提高瓦斯治理效果,在12511工作面試驗(yàn)松軟煤層底抽巷條帶水力壓裂增透試驗(yàn)。根據(jù)松軟煤層微縫網(wǎng)循環(huán)延展塑性固化水力壓裂增透機(jī)理,通過煤礦井下專用高壓力、大流量注水泵,向煤層壓入高壓水,從而使煤層形成微縫網(wǎng),打通瓦斯流動(dòng)通道,提高瓦斯抽采率,達(dá)到消突的目的。

        2 水力壓裂增透試驗(yàn)

        根據(jù)屯蘭煤礦12511工作面實(shí)際地質(zhì)條件及井下生產(chǎn)情況,選擇在12511工作面軌道順槽底抽巷進(jìn)行試驗(yàn)。底抽巷距離本次試驗(yàn)的目標(biāo)煤層垂直平均間距為26 m,分為兩個(gè)試驗(yàn)區(qū)域,試驗(yàn)區(qū)域1為無穿層壓裂區(qū)域,試驗(yàn)區(qū)域2為穿層壓裂區(qū)域,如圖1。

        圖1 試驗(yàn)區(qū)域鉆孔布置圖

        工作面底抽巷試驗(yàn)區(qū)域1布置15個(gè)效果檢驗(yàn)抽采鉆孔,鉆孔間距為3 m,試驗(yàn)區(qū)域1為非壓裂區(qū)域;試驗(yàn)區(qū)域2布置1個(gè)壓裂鉆孔,壓裂結(jié)束后施工11個(gè)效果檢驗(yàn)抽采鉆孔進(jìn)行瓦斯抽采效果考察。壓裂孔Φ95 mm,終孔層位位于煤層頂板0.5 m處,具體參數(shù)見表1。

        表1 壓裂鉆孔施工參數(shù)

        2.1 煤體起裂壓力

        煤體內(nèi)起裂壓力計(jì)算公式:

        式中:Pk為煤體起裂壓力,MPa;σh為最小主應(yīng)力,MPa;σH為最大主應(yīng)力,MPa;σt為抗拉強(qiáng)度,MPa;P0為孔隙壓力,MPa。

        根據(jù)屯蘭煤礦地質(zhì)報(bào)告,該礦的地應(yīng)力場屬于水平應(yīng)力場,地應(yīng)力是以水平壓應(yīng)力為主導(dǎo),最大主應(yīng)力為29.37 MPa,最小主應(yīng)力為17.2 MPa,煤體抗拉強(qiáng)度為1.3 MPa,煤體孔隙壓力為0.45 MPa。將數(shù)據(jù)代入可得煤體起裂壓力為23.08 MPa。

        實(shí)際水力壓裂過程中,由于克服沿程阻力、位能、接頭漏水、管路變徑以及多處拐彎等因素影響,實(shí)際注水壓裂要大于煤體起裂壓力,將鉆孔最終注水壓力設(shè)計(jì)為30 MPa。

        2.2 注水量計(jì)算

        壓裂注水量主要跟壓裂半徑、壓裂孔徑、煤厚及孔隙率有關(guān),根據(jù)需要壓裂的預(yù)定影響范圍及煤巖層影響體孔隙率計(jì)算出單孔壓裂壓入水量。壓裂注水量按下列式計(jì)算:

        V=π(R-r)2Hφ(2)

        式中:R為預(yù)計(jì)壓裂半徑,m;r為孔眼半徑,m;H為煤層厚度,m;φ為孔隙率,%。

        本次設(shè)計(jì)壓裂半徑15 m,孔徑為94 mm,煤層平均厚1.57 m,煤層孔隙率為4.93%。將數(shù)據(jù)帶入上式計(jì)算得出水力壓裂每個(gè)鉆孔注水量為54.37 m3,實(shí)際按70~90 m3進(jìn)行設(shè)計(jì)。

        2.3 水力壓裂試驗(yàn)

        依據(jù)鉆孔布置方式以及布置參數(shù)進(jìn)行壓裂鉆孔施工,壓裂設(shè)備使用BYW315/55型煤礦井下壓裂泵。根據(jù)前述計(jì)算,泵注壓力在24~30 MPa之間波動(dòng),注水量90 t左右時(shí),停止水力壓裂,整個(gè)壓裂過程共持續(xù)6 h。壓力曲線如圖2。

        圖2 壓裂孔壓裂過程中壓力曲線

        由圖2可知,水力壓裂過程中的最高壓力值為30 MPa。壓裂曲線部分段表現(xiàn)為鋸齒狀,表明整個(gè)過程中產(chǎn)生了許多的微型裂縫,其將會(huì)增大煤層的透氣性。

        3 水力壓裂效果分析

        水力壓裂保壓以及排水結(jié)束后,分別在試驗(yàn)區(qū)域1和試驗(yàn)區(qū)域2按照鉆孔布置方式,施工試驗(yàn)區(qū)域1的15個(gè)效果檢驗(yàn)抽采孔,鉆孔間距為3 m×3 m;試驗(yàn)區(qū)域2施工11個(gè)效果檢驗(yàn)抽采孔,1個(gè)壓裂孔。

        3.1 瓦斯含量分析

        通過對(duì)試驗(yàn)區(qū)域2施工效果檢驗(yàn)抽采孔對(duì)60 d單孔瓦斯抽采濃度及純量進(jìn)行定期監(jiān)測(cè),并與未壓裂的試驗(yàn)區(qū)域1進(jìn)行效果檢驗(yàn)抽采鉆孔抽采數(shù)據(jù)作對(duì)比分析。

        通過對(duì)檢驗(yàn)孔1#和2#鉆孔的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),試驗(yàn)區(qū)域經(jīng)過水力壓裂后,距離壓裂孔50 m位置處煤層瓦斯含量提高了約1.5 m3/t,但壓裂孔40 m范圍內(nèi)煤層瓦斯含量降低了3.0 m3/t,可判定高壓水力壓裂影響范圍達(dá)到40 m。因此水力壓裂影響范圍內(nèi)由壓裂孔口向外煤層瓦斯含量升高,證明高壓水力壓裂對(duì)煤層瓦斯具有驅(qū)替作用。

        3.2 抽采效果分析

        將未水力壓裂試驗(yàn)區(qū)域1與水力壓裂區(qū)域2在60 d內(nèi)的抽采濃度和單孔抽采量進(jìn)行對(duì)比分析,選取試驗(yàn)區(qū)域1的7#和9#效果檢驗(yàn)抽采孔、試驗(yàn)區(qū)域2的2#和4#效果檢驗(yàn)抽采孔進(jìn)行抽采數(shù)據(jù)分析如圖3。

        圖3 未壓裂試驗(yàn)區(qū)域1與壓裂試驗(yàn)區(qū)域2抽采效果對(duì)比

        經(jīng)以上數(shù)據(jù)分析,接抽60 d內(nèi),未進(jìn)行壓裂的試驗(yàn)區(qū)域1的效果檢驗(yàn)抽采孔7#和9#鉆孔瓦斯抽采平均濃度為3.2%、3%,經(jīng)過水力壓裂措施之后,試驗(yàn)區(qū)域2的效果檢驗(yàn)抽采孔2#和4#鉆孔瓦斯抽采平均濃度為26%、29%。水力壓裂措施后的瓦斯抽采濃度是原始區(qū)域煤層瓦斯抽采濃度的8.1倍、9.7倍。接抽60 d內(nèi),經(jīng)過水力壓裂措施之后,試驗(yàn)區(qū)域2的效果檢驗(yàn)抽采孔2#和4#鉆孔瓦斯抽采平均抽采純量為0.018 5 m3/min、0.017 8 m3/min,而未進(jìn)行壓裂的試驗(yàn)區(qū)域1的效果檢驗(yàn)抽采孔7#和9#鉆孔瓦斯抽采純量平均僅為0.002 8m3/min、0.002 1 m3/min。水力壓裂后的單孔瓦斯抽采純量是未進(jìn)行水力壓裂區(qū)域單孔瓦斯抽采純量的6.6倍、8.5倍,抽采效果提升明顯,抽采達(dá)標(biāo)時(shí)間大幅度縮短。壓裂區(qū)域煤巷掘進(jìn)速度為140 m/月,未壓裂區(qū)域煤巷掘進(jìn)速度為52 m/月,壓裂后掘進(jìn)速度提高2.69倍。

        4 結(jié)語

        通過對(duì)屯蘭煤礦12511工作面地質(zhì)情況分析,計(jì)算出煤體起裂壓力23.08 MPa,設(shè)計(jì)水力壓裂每個(gè)鉆孔注水量為54.37 m3,壓裂注水量范圍為70~90 m3。在該礦成功實(shí)施水力壓裂后,單孔瓦斯抽采濃度提高了約8~10倍,抽采純量提高了約6.5~8.5倍。現(xiàn)場應(yīng)用表明,水力壓裂技術(shù)能夠顯著提高煤層透氣性,增加瓦斯抽采量以及抽采效果,有效減少事故的發(fā)生和保障安全生產(chǎn)。

        猜你喜歡
        區(qū)域效果
        按摩效果確有理論依據(jù)
        永久基本農(nóng)田集中區(qū)域“禁廢”
        分割區(qū)域
        迅速制造慢門虛化效果
        抓住“瞬間性”效果
        中華詩詞(2018年11期)2018-03-26 06:41:34
        模擬百種唇妝效果
        Coco薇(2016年8期)2016-10-09 02:11:50
        關(guān)于四色猜想
        分區(qū)域
        基于嚴(yán)重區(qū)域的多PCC點(diǎn)暫降頻次估計(jì)
        3D—DSA與3D—CTA成像在顱內(nèi)動(dòng)脈瘤早期診斷中的應(yīng)用效果比較
        亚洲图片自拍偷图区| 日本一区二区三区在线播放| 日韩久久一级毛片| 亚洲AV无码日韩一区二区乱| 免费看av网站在线亚洲| 全黄性性激高免费视频| 色一情一乱一伦一区二区三区| 婷婷激情六月| 成a人片亚洲日本久久| 日本亲近相奷中文字幕| 人人妻一区二区三区| 玖玖资源站无码专区| 欧美巨大xxxx做受中文字幕| 日本一区二区免费高清| 蜜臀性色av免费| 中字幕久久久人妻熟女| 国产三级黄色的在线观看| 久久久麻豆精亚洲av麻花| 国产狂喷潮在线观看| 国产啪精品视频网站丝袜| 亚洲精品成人国产av| 国产精品后入内射日本在线观看| 国产 精品 自在 线免费| 亚洲国产成人精品无码一区二区| 热99精品| 色哟哟精品中文字幕乱码| 26uuu在线亚洲欧美| 亚洲精华国产精华液的福利| 中文字幕少妇AV| 国产一区二区三区杨幂| 在线观看视频免费播放| 精品国产乱码久久久久久婷婷| 无尽动漫性视频╳╳╳3d| 国产精品久久久久久久久久影院| 中文国产乱码在线人妻一区二区| 99国产精品自在自在久久| 521色香蕉网站在线观看| 国产在线观看网址不卡一区| 亚洲av成人av三上悠亚| 无码gogo大胆啪啪艺术| 极品粉嫩嫩模大尺度无码|