CN105298448A - 煤层气抽采工程的布设方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种煤层气抽采工程的布设方法，包括：地面抽采工程布设步骤，观测、分析地表移动参数，计算采煤工作面地表移动范围，并根据计算结果在地表移动变形量较小的区域布设煤层气的地面抽采工程；井下煤层顶板抽采工程布设步骤，根据覆岩破坏规律，确定垮落带和裂隙带的发育高度，并在垮落带之上裂隙带中下部布设煤层气的井下煤层顶板抽采工程；井下煤层底板抽采工程布设步骤，根据底板采动破坏规律，确定底板破坏带的发育深度，并在下部完整岩层带中布设井下煤层底板抽采工程。其具有能够提高抽采效果，便于对地面和井下抽采工程的维护，从而降低了维护成本的优点。
Description
技术领域
本发明涉及采煤技术领域，特别涉及一种煤层气抽采工程的布设方法。
背景技术
在煤炭开采工作中，煤层气的抽采都是利用煤层采动后的应力变化煤层采动后应力变化、岩层位移、破坏变形、裂隙增透等采动特征或人工增透技术的增透作用，抽采煤层及其围岩中的煤层气(煤层瓦斯)。
目前，煤矿区煤层气地面钻井的布设参考了石油系统地面油气采集井网布设原则，一般以200～400m井间距布设地面抽采井，并没有与煤炭开采地表岩层移动规律相结合，易造成钻井的破坏与报废。煤矿井下抽采工程的施工位置，主要以定性的方式或者以简单的数字区间作约束，存在不科学、不可靠的问题，例如，采动区地面井的布设仍以非采动区地面钻井布设，进入采动区后这些钻井受岩层移动的影响发生井壁破坏、甚至报废等事故；某些矿区将顶板高位钻场布设在煤层顶板10～15m位置，这种空间布局由于没有充分避开采动应力集中的影响、垮落带及大的采动裂缝带，抽采效果差强人意，工程维护技术难度大、费用高。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用煤矿开采学煤层采动影响基本原理，对煤层气抽采工程进行布设的煤层气抽采工程的布设方法，其能够提高抽采效果，便于对地面和井下抽采工程的维护，从而降低了维护成本。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种煤层气抽采工程的布设方法，包括：地面抽采工程布设步骤，观测、分析地表移动参数，计算采煤工作面地表移动范围，并根据计算结果在地表移动变形量较小的区域布设煤层气的地面抽采工程；
煤层顶板抽采工程布设步骤，根据覆岩破坏规律，确定垮落带和裂隙带的发育高度，并在垮落带上部裂隙带中下部布设煤层气的煤层顶板抽采工程；
煤层底板抽采工程布设步骤，根据底板采动破坏规律，确定底板破坏带的发育深度，并在下部完整岩层带中布设低位抽采工程。
较优地，所述地面布设步骤中包括：在地表沿煤层的走向方向和煤层的倾向方向布设测点，并根据采动过程中，所述测点的移动位置的大小，获取地表的移动参数。
较优地，所述地面布设步骤中，布设煤层气的地面抽采工程包括布设煤层气抽采钻井。
较优地，所煤层顶板抽采工程布设步骤包括，通过钻孔简易水文法确定垮落带和裂缝带的发育高度。
较优地，所述煤层顶板抽采工程布设步骤中，布设煤层气的高位抽采工程包括布设高抽巷和/或高位抽采钻孔。
较优地，所述煤层底板抽采工程布设步骤中，布设煤层气的低位煤层气的抽采工程的布设方法工程包括布设底抽巷和/或低位抽采钻孔。
较优地，还包括本层位抽采工程布设步骤，在煤层中布设本层位煤层气的抽采钻孔。
通过利用煤矿开采学煤层采动影响基本原理，对煤层气抽采工程进行布设，不仅能够提高抽采效果，同时还便于地面与井下抽采工程的维护，降低了维护成本。
附图说明
图1为岩层受采动影响示意图；
图2为本发明的煤层气抽采工程的布设方法流程图；
图中，1-煤层气抽采钻井；2-下沉盆地；3-上部完整岩层带；4裂隙带；5-垮落带；6-煤层；7-底板破坏带；8-下部完整岩层带。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明的煤层气抽采工程的布设方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了便于理解，首先对岩层受采动影响后的变化做以介绍，如图1所示，煤层6在被开采后，在矿山压力的作用下，煤层6的顶板岩层发生移动、变形甚至破坏，煤层6的顶板100m范围左右，形成垮落带5和裂隙带4，裂隙带4之上为弯曲下沉带(即图1中所示的上部完整岩层带3)，在地表形成下沉盆地2；底板则在矿山压力作用下形成底板破坏带7，底板破坏带7的下部为下部完整岩层带8。
如图2所示，一种煤层气抽采工程的布设方法，包括：地面抽采工程布设步骤，观测、分析地表移动参数，计算采煤工作面地表移动范围，并根据计算结果在地表移动变形量较小的区域布设煤层气的地面抽采工程。
较优地，所述地面布设步骤中，地表移动参数的获取可以采用在地表沿煤层的走向方向和煤层的倾向方向布设测点，并根据采动过程中，所述测点的移动位置的大小，获取地表的移动参数的方式。但并不限于此，也可以直接通过采煤规程中的计算公式直接获得。还可以采用类比法，即与周围地质条件相同的矿井直接对比来获得地表移动参数。
这样能够将地面抽采工程布设在地表移动范围较小或者不移动的区域，从而避免因地表移动造成地面抽采工程钻孔的损坏，有利于地面抽采工程的维护。
具体地，所述地面布设步骤中，布设煤层气的地面抽采工程包括布设抽采工程煤层气抽采钻井1。
煤层顶板抽采工程布设步骤，根据覆岩破坏规律，确定垮落带5和裂隙带4的发育高度，并在垮落带5和裂隙带4中下部布设煤层气的高位抽采工程。
较优地，所述煤层顶板抽采工程布设步骤包括，通过钻孔简易水文法确定垮落带4和裂缝带5的发育高度。其中钻孔简易水文法并非是本发明的发明点，而是一种现有技术，本发明只是利用了这一现有技术。垮落带5和裂隙带4的发育高度的确定也可以直接通过采煤规程中的“两带计算公式”计算得出。在采动过程中煤层气向裂隙带4聚积，将高位抽采工程布设在垮落带5和裂隙带4中下部为最优，并对裂隙带4中的煤层气进行抽采，既能避免高位抽采工程因受采动应力影响遭到破坏，同时又能提高抽采效果。
具体地，所述煤层顶板抽采工程布设步骤中，布设煤层气的高位抽采工程包括布设高抽巷和/或高位抽采钻孔
煤层底板抽采工程布设步骤，根据底板采动破坏规律，确定底板破坏带7的发育深度，并在下部完整岩层带8中布设低位抽采工程。其中，底板破坏带7的发育深度可通过采煤规程中的岩层应力计算公式直接得出，低位抽采工程布设在下部完整岩层带8中并通过穿层钻孔对煤层及煤层底板破坏带7中的煤层气进行抽采，不经能够避免低位抽采工程因受采动应力影响遭到破坏，同时又能保证抽采效果。
具体地，所述煤层底板抽采工程布设步骤中，布设煤层气的低位煤层气的抽采工程的布设方法工程包括布设底抽巷和/或低位抽采钻孔。
较优地，作为一种可实施方式，还包括本层位抽采工程布设步骤，在煤层6中布设本层位煤层气的抽采钻孔。即在煤层6中布设顺层钻孔。这样可以在采动过程中对煤层6中的煤层气进行抽采，使抽采效果大大提高。
以上实施例通过利用煤矿开采学煤层采动影响基本原理，对煤层气抽采工程进行布设，不仅能够提高抽采效果，同时还便于地面与井下抽采工程的维护，降低了维护成本。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种煤层气抽采工程的布设方法，其特征在于:
包括：地面抽采工程布设步骤，观测、分析地表移动参数，计算采煤工作面地表移动范围，并根据计算结果在地表移动变形量较小的区域布设煤层气的地面抽采工程；
煤层顶板抽采工程布设步骤，根据覆岩破坏规律，确定垮落带和裂隙带的发育高度，并在垮落带上部裂隙带中下部布设煤层气的高位抽采工程；
煤层底板抽采工程布设步骤，根据底板采动破坏规律，确定底板破坏带的发育深度，并在下部完整岩层带中布设低位抽采工程。
2.根据权利要求1所述的煤层气抽采工程的布设方法，其特征在于：
所述地面抽采工程布设步骤中包括：在地表沿煤层的走向方向和煤层的倾向方向布设测点，并根据采动过程中，所述测点的移动位置的大小，获取地表的移动参数。
3.根据权利要求1所述的煤层气抽采工程的布设方法，其特征在于：
所述抽采工程布设步骤中，布设煤层气的地面抽采工程包括布设煤层气抽采钻井。
4.根据权利要求1所述的煤层气抽采工程的布设方法，其特征在于：
所述煤层顶板抽采工程布设步骤包括，通过钻孔简易水文法确定垮落带和裂缝带的发育高度。
5.根据权利要求1所述的煤层气抽采工程的布设方法，其特征在于：
所述煤层顶板抽采工程布设步骤中，布设煤层气的高位抽采工程包括布设高抽巷和/或高位抽采钻孔。
6.根据权利要求1所述的煤层气抽采工程的布设方法，其特征在于：
所述煤层底板抽采工程布设步骤中，布设煤层气的低位煤层气的抽采工程的布设方法工程包括布设底抽巷和/或低位抽采钻孔。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的煤层气抽采工程的布设方法，其特征在于：
还包括本层位抽采工程布设步骤，在煤层中布设本层位煤层气的抽采钻孔。
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