CN109209475B - 一种短立井与钻孔组合抽采多采空区瓦斯的方法 - Google Patents
一种短立井与钻孔组合抽采多采空区瓦斯的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109209475B CN109209475B CN201811132894.4A CN201811132894A CN109209475B CN 109209475 B CN109209475 B CN 109209475B CN 201811132894 A CN201811132894 A CN 201811132894A CN 109209475 B CN109209475 B CN 109209475B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- vertical shaft
- gas extraction
- goaf
- extraction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 75
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 44
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 16
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 9
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 9
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 claims description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 85
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 11
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F7/00—Methods or devices for drawing- off gases with or without subsequent use of the gas for any purpose
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/12—Methods or apparatus for controlling the flow of the obtained fluid to or in wells
- E21B43/121—Lifting well fluids
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/34—Arrangements for separating materials produced by the well
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
- E21B7/04—Directional drilling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Pipeline Systems (AREA)
Abstract
本发明属于采空区瓦斯抽采利用领域,具体涉及一种短立井与钻孔组合抽采多采空区瓦斯的方法,解决了工作面较大的多个采空区,采用单个钻井进行抽采工程量大且需要在地面布置大量管路的问题,本发明方法首先垂直向下施工一段短立井,再在立井基础上向采空区上方10~30m处的裂隙带内施工抽采钻孔,进行瓦斯抽采。本发明针对大型采空区集群化的生产实际,可同时抽采利用多个采空区内瓦斯,经济效益非常可观,具有巨大的推广价值。
Description
技术领域
本发明属于采空区瓦斯抽采利用领域,具体涉及一种短立井与钻孔组合抽采多采空区瓦斯的方法。
背景技术
随着综合机械化采煤方法的推广及应用,采煤工作面的推进长度不断刷新纪录,一般综采工作面其推进长度也可达1500m以上,并且煤炭开采速度也在不断加快,这些工作面很快就形成了一大批面积巨大、规则分布的采空区群。并且我国有70%的采空区为高瓦斯采空区,这些集群化的采空区内赋存着储量极为可观的瓦斯资源。瓦斯作为一种有害气体,排放到大气中所产生的温室效应是二氧化碳的21倍,这些海量瓦斯一旦因为地表沉陷、地震等原因从采空区内逸出将会对环境造成极大破坏,但同时瓦斯也是一种清洁能源,燃烧瓦斯比燃烧煤炭造成的污染要少很多,因此若能对这些采空区群内的残留瓦斯的能源化利用,不但可以避免对环境的潜在威胁,还可有效缓解我国天然气供应不足的局面,实现良好的经济效益及环境效益。
而相对规则的分布形态为大规模采集利用这些采空区群内的瓦斯创造了极为便利的条件。目前针对采空区瓦斯抽采利用的技术手段,多为在单个采空区实施地面钻井抽采,但单个地面钻井技术更适用于原工作面推进长度小于1000 m的采空区,抽采能力有限。对原工作面长度超过1500m的多个采空区,若继续实施单个钻井进行抽采,工程量较大,在地面要形成集中运输所需布置的管路较多。因此研发一种专门针对多个采空区的抽采方式,集中高效地将多个大型采空区的瓦斯进行抽采利用,对当前采空区资源开采利用意义重大。
发明内容
针对上述问题,本发明提供了一种短立井与钻孔组合抽采多采空区瓦斯的方法。本发明是通过如下技术方案实现的:一种短立井与钻孔组合抽采多采空区瓦斯的方法,包括以下步骤:
1)根据原煤层工作面布置图、采掘工程平面图和矿区井上下对照图圈定采空区群边界,在距采空区群中部沿原工作面推进方向且位于地势较平坦处,选择两点A点和B点分别作为立井施工点,其中A点和B点的间距为500~650m;
2)在A点由地面垂直向下施工立井A,立井A的深度为采空区顶板岩层埋深的10%~20%,立井A的直径为8~12m;
3)在距立井A底部1~2m的位置范围分别向采空区上方10~30m的裂隙带内施工瓦斯抽采孔道, 瓦斯抽采孔道包括位于同一平面的两处瓦斯抽采孔道A以及位于另一平面的两处瓦斯抽采孔道B,瓦斯抽采孔道A和瓦斯抽采孔道B所处的平面相互垂直,且两处瓦斯抽采孔道A和两处瓦斯抽采孔道B分别位于立井A的前后左右四个方向,采空区内的瓦斯抽采孔道A与竖直方向的夹角范围45°~60°,采空区内的瓦斯抽采孔道B与竖直方向的夹角范围75°~85°,瓦斯抽采孔道A和瓦斯抽采孔道B的直径为80~150mm;
4)立井A以及瓦斯抽采孔道A和瓦斯抽采孔道B内敷设钢管防止塌孔,进一步密封立井A的地面端,在立井A的上部安装过滤装置并连接抽采管路,在高于过滤装置1m的抽采管路上安装阀门A,高于阀门A0.5m的位置安装瓦斯监测表,抽采管路连接有地面瓦斯采集装置,在抽采管路和地面瓦斯采集装置的中部设置有气体排放管且在气体排放管上设置阀门B,气体排放管连接有变压吸附室;其中,过滤装置用于将瓦斯气体中所带的水气及大颗粒杂质进行滤除,过滤装置包括类似于空气滤清器内的海绵滤网以及干燥剂,干燥剂设置为防漏设置,防止干燥剂随瓦斯气体一同进入到地面瓦斯采集装置内。
5)管路整体安装完成后,预先打开阀门A和阀门B对井内气体进行抽排并通过与气体排放管连接的变压吸附室采用变压吸附技术进行提纯处理,同步利用瓦斯监测表对瓦斯浓度进行实时监控;待瓦斯浓度超过30%,关闭阀门B后进行瓦斯的抽采作业;抽采期间将井口压力保持在-10kpa~-2kpa范围;当瓦斯浓度低于30%时,关闭阀门A,静待5~10天,再进行抽采;
6)在B点施工立井B并重复步骤2)、3)、4)、5),进行B点位置的瓦斯抽采作业。
本发明相比现有技术具有的特定技术特征及有益效果是:
本发明基于现代高强集约化开采条件下,矿井迅速产生大量规则、平整采空区的生产实际。通过施工一段短立井再在立井内施工多个抽采钻孔的方式实现同时抽采利用多个大型采空区内瓦斯。对当前采空区实际情况适用性较强,可有效开发利用这些大型采空区群内的巨量瓦斯资源,经济效益非常可观,具有巨大的推广价值。
附图说明
图1是本发明的抽采流程剖面结构示意图;
图2是本发明的结构示意俯视图。
图中:1-地面瓦斯采集装置,2-抽采管路,3-瓦斯监测表,4-阀门A,5-过滤装置,6-阀门B,7-气体排放管,8-采空区,9-瓦斯抽采孔道A,10-立井A,11-立井B, 12-瓦斯抽采孔道B,13-变压吸附室。
具体实施方式
参照图1和图2并结合实施例对本发明进行进一步阐述,山西晋城某矿开采2号、3号、6号煤层,采煤方法为综合机械走向长壁式,煤层倾角平均小于8°,矿井采区准备巷道盘区式单层布置。上覆2号煤层已经回采完毕,煤层厚度1.5~2.4 m,平均1.9 m,2号煤为优质无烟煤,采空区内预计遗留有大量瓦斯资源。2号煤层上覆表土层厚度180~420 m,平均300m,原煤层共布置两个采区,每个采区内均有十多个工作面,原工作面推进长度平均1800m。为高效抽采利用这些采空区内瓦斯资源,本发明提供的发明方法具体为:
1)根据原煤层工作面布置图、采掘工程平面图和矿区井上下对照图圈定采空区8群边界,在距采空区8群中部沿原工作面推进方向且位于地势较平坦处,选择两点A点和B点分别作为立井施工点,其中A点和B点的间距为500~650m;
2)在A点由地面垂直向下施工立井A10,立井A10的深度为采空区8顶板岩层埋深的10%~20%,立井A10的直径为8~12m;
3)在距立井A10底部1~2m的位置范围分别向采空区8上方10~30m的裂隙带内施工瓦斯抽采孔道, 瓦斯抽采孔道包括位于同一平面的两处瓦斯抽采孔道A以及位于另一平面的两处瓦斯抽采孔道B,瓦斯抽采孔道A和瓦斯抽采孔道B所处的平面相互垂直,且两处瓦斯抽采孔道A和两处瓦斯抽采孔道B分别位于立井A4的前后左右四个方向,采空区8内的瓦斯抽采孔道A9与竖直方向的夹角范围45°~60°,采空区8内的瓦斯抽采孔道B12与竖直方向的夹角范围75°~85°,瓦斯抽采孔道A9和瓦斯抽采孔道B12的直径为80~150mm;
4)立井A10以及瓦斯抽采孔道A9和瓦斯抽采孔道B12内敷设钢管防止塌孔,,进一步密封立井A10的地面端,在立井A10的上部安装过滤装置并连接抽采管路2,在高于过滤装置51m的抽采管路2上安装阀门A4,高于阀门A40.5m的位置安装瓦斯监测表3,抽采管路2连接有地面瓦斯采集装置1,在抽采管路2和地面瓦斯采集装置1的中部设置有气体排放管7且在气体排放管7上设置阀门B6;
5)管路整体安装完成后,预先打开阀门A4和阀门B6对井内气体进行抽排并通过气体排放管7接入变压吸附室13采用变压吸附技术进行提纯处理,同步利用瓦斯监测表3对瓦斯浓度进行实时监控;待瓦斯浓度超过30%,关闭阀门B6后进行瓦斯的抽采作业;抽采期间将井口压力保持在-2kpa~-10kpa范围;当瓦斯浓度低于30%时,关闭阀门A4,静待5~10天,再进行抽采;
6)在B点施工立井B11并重复步骤2)、3)、4)、5),进行B点位置的瓦斯抽采作业。
Claims (1)
1.一种短立井与钻孔组合抽采多采空区瓦斯的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)根据原煤层工作面布置图、采掘工程平面图和矿区井上下对照图圈定采空区(8)群边界,在距采空区(8)群中部沿原工作面推进方向且位于地势较平坦处,选择两点A点和B点分别作为立井施工点,其中A点和B点的间距为500~650m;
2)在A点由地面垂直向下施工立井A(10),立井A(10)的深度为采空区(8)顶板岩层埋深的10%~20%,立井A(10)的直径为8~12m;
3)在距立井A(10)底部1~2m的位置范围分别向采空区(8)上方10~30m的裂隙带内施工瓦斯抽采孔道, 瓦斯抽采孔道包括位于同一平面的两处瓦斯抽采孔道A以及位于另一平面的两处瓦斯抽采孔道B,瓦斯抽采孔道A和瓦斯抽采孔道B所处的平面相互垂直,且两处瓦斯抽采孔道A和两处瓦斯抽采孔道B分别位于立井A(10)的前后左右四个方向,采空区(8)内的瓦斯抽采孔道A(9)与竖直方向的夹角范围45°~60°,采空区(8)内的瓦斯抽采孔道B(12)与竖直方向的夹角范围75°~85°,瓦斯抽采孔道A(9)和瓦斯抽采孔道B(12)的直径为80~150mm;
4)立井A(10)以及瓦斯抽采孔道A(9)和瓦斯抽采孔道B(12)内敷设钢管防止塌孔,进一步密封立井A(10)的地面端,在立井A(10)的上部安装过滤装置(5)并连接抽采管路(2),在高于过滤装置(5)1m的抽采管路(2)上安装阀门A(4),高于阀门A(4)0.5m的位置安装瓦斯监测表(3),抽采管路(2)连接有地面瓦斯采集装置(1),在抽采管路(2)和地面瓦斯采集装置(1)的中部设置有气体排放管(7)且在气体排放管(7)上设置阀门B(6),气体排放管(7)连接有变压吸附室(13);
5)管路整体安装完成后,预先打开阀门A(4)和阀门B(6)对井内气体进行抽排并通过与气体排放管(7)连接的变压吸附室(13)采用变压吸附技术进行提纯处理,同步利用瓦斯监测表(3)对瓦斯浓度进行实时监控;待瓦斯浓度超过30%,关闭阀门B(6)后进行瓦斯的抽采作业;抽采期间将井口压力保持在-10kpa~-2kpa范围;当瓦斯浓度低于30%时,关闭阀门A(4),静待5~10天,再进行抽采;
6)在B点施工立井B(11)并重复步骤2)、3)、4)、5),进行B点位置的瓦斯抽采作业。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811132894.4A CN109209475B (zh) | 2018-09-27 | 2018-09-27 | 一种短立井与钻孔组合抽采多采空区瓦斯的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811132894.4A CN109209475B (zh) | 2018-09-27 | 2018-09-27 | 一种短立井与钻孔组合抽采多采空区瓦斯的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109209475A CN109209475A (zh) | 2019-01-15 |
CN109209475B true CN109209475B (zh) | 2020-07-28 |
Family
ID=64981880
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811132894.4A Active CN109209475B (zh) | 2018-09-27 | 2018-09-27 | 一种短立井与钻孔组合抽采多采空区瓦斯的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN109209475B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112145132A (zh) * | 2020-10-12 | 2020-12-29 | 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 | 抽采相邻密闭采空区群煤层气的钻井方法 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2383741C1 (ru) * | 2008-06-10 | 2010-03-10 | Открытое акционерное общество "Ведущий проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт промышленной технологии" (ОАО "ВНИПИпромтехнологии") | Способ дегазации угольных пластов |
US8740310B2 (en) * | 2008-06-20 | 2014-06-03 | Solvay Chemicals, Inc. | Mining method for co-extraction of non-combustible ore and mine methane |
CN101915083B (zh) * | 2010-08-13 | 2011-06-22 | 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 | 煤矿井上下联合抽采煤层气的方法 |
CN101915084B (zh) * | 2010-08-13 | 2011-05-11 | 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 | 地面钻井与井下钻孔联合抽采煤层气的工艺 |
CN103104222B (zh) * | 2013-02-01 | 2015-07-29 | 中北大学 | 地面垂直井与顺层长钻孔联合抽采煤层气方法 |
CN105089493B (zh) * | 2014-05-13 | 2018-10-23 | 郑州大学 | 地面垂直井与井下穿层钻孔联合卸压煤层气抽采方法 |
CN104018812A (zh) * | 2014-05-31 | 2014-09-03 | 贵州盘江煤层气开发利用有限责任公司 | 井下钻孔与地面直井对接联合抽采煤层气的方法 |
CN104989339B (zh) * | 2015-08-04 | 2017-11-28 | 太原理工大学 | 一种老空区抽采煤层气的系统及方法 |
CN105114038B (zh) * | 2015-08-04 | 2018-01-02 | 太原理工大学 | 一种提高地面钻井抽采老空区煤层气抽采量的系统及方法 |
CN106089290B (zh) * | 2016-06-21 | 2018-03-02 | 太原理工大学 | 一种协同抽采刀柱式老空区及下煤层煤层气的方法 |
CN106089291B (zh) * | 2016-06-21 | 2018-03-02 | 太原理工大学 | 一种协同抽采垮落式老空区及下煤层煤层气的方法 |
-
2018
- 2018-09-27 CN CN201811132894.4A patent/CN109209475B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109209475A (zh) | 2019-01-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102080526B (zh) | 地面煤层顶板顺层水平压裂井抽采瓦斯方法 | |
JP6868747B2 (ja) | 天盤層裂か水と炭層ガスとを一緒に放出する方法 | |
CN109209474B (zh) | 一种双分支井抽取下煤层及上部多采空区瓦斯与积水的方法 | |
CN104712358A (zh) | 基于首采全岩卸压工作面沿空留巷的高瓦斯煤层群卸压共采方法 | |
CN100356036C (zh) | 开采煤层顶板瓦斯抽放的方法 | |
CN102392678A (zh) | 井上下联合压裂增透抽采瓦斯的方法 | |
WO2015103861A1 (zh) | 沿空留巷y型通风高位回风巷钻孔抽采瓦斯方法 | |
CN105240014A (zh) | 一种充填再造护巷煤柱条带回收房式遗留煤柱的方法 | |
CN105507938A (zh) | 钻孔内水力冲孔与预裂爆破联合增透抽采系统的施工方法 | |
CN106499396B (zh) | 一种中厚缓倾斜含废石夹层矿体房柱采矿法 | |
CN104100244A (zh) | 一种煤层气联通井组布井方法及其在压裂增产中的应用 | |
CN104314569B (zh) | 一种深部孔隙卤水及低品位固体钾矿的开采方法 | |
CN103161492A (zh) | 一种基于上覆岩层裂隙壳的瓦斯抽采钻孔布置方法 | |
CN104895531A (zh) | 单一厚煤层地面采动井抽采工艺 | |
CN103899350A (zh) | 综放工作面架载顶煤瓦斯抽采系统 | |
CN111022108A (zh) | 一种抽采采空区瓦斯的方法 | |
CN105927191A (zh) | 一种刀柱式老空区及下煤层煤层气联合开采的方法 | |
CN110894794B (zh) | 三软特厚煤层综放工作面瓦斯综合治理方法 | |
CN102425453A (zh) | 一种小窑破坏区域充填规模化复采方法 | |
CN106014475A (zh) | 一种高瓦斯煤层群倾向定向钻孔簇及瓦斯抽采方法 | |
CN103557001A (zh) | 一种低段高无底柱留矿嗣后充填采矿法 | |
CN105507872A (zh) | 穿层钻孔内水力冲孔与预裂爆破联合增透抽采系统 | |
CN109209475B (zh) | 一种短立井与钻孔组合抽采多采空区瓦斯的方法 | |
CN105971563A (zh) | 一种下部刀柱法开采形成的复合老空区煤层气的抽采方法 | |
RU2554971C1 (ru) | Способ разработки нефтяного месторождения |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |