CN111894546B - 煤炭地下气化与瓦斯抽采的联合资源开采方法及装置 - Google Patents

煤炭地下气化与瓦斯抽采的联合资源开采方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种煤炭地下气化与瓦斯抽采的联合资源开采方法及装置，该方法包括：对气化煤层进行地下气化作业；检测在所述气化煤层的地下气化作业过程中瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征；其中，所述瓦斯抽采煤层位于所述气化煤层的上部；根据所述瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征确定所述瓦斯抽采煤层的瓦斯聚集特征；根据所述瓦斯聚集特征确定所述瓦斯抽采煤层上的瓦斯抽采钻孔的布置，从布置的瓦斯抽采钻孔中抽采所述瓦斯抽采煤层的瓦斯。本发明实施例实现下部煤层地下气化和上部煤层瓦斯抽取的不同层位煤炭资源协调开采，使得煤炭资源的开采更加高效、环保和安全。

Description

煤炭地下气化与瓦斯抽采的联合资源开采方法及装置
技术领域
本发明实施例涉及资源开采技术领域，尤其涉及一种煤炭地下气化与瓦斯抽采的联合资源开采方法及装置。
背景技术
随着煤炭开采带来的安全问题、资源浪费问题和环境污染问题越来越严重，需要采用全新的煤炭综合开采技术高效无污染的开采煤炭资源。
煤炭资源一般分层赋存，分层开采。煤炭地下气化是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧，通过对煤的热作用及化学作用产生可燃性气体的过程，实现“采煤不见煤”的能源洁净开采和利用。该过程集建井、采煤、地面气化三大工艺为一体，变物理采煤为化学采煤，具有安全性好、污染少、投资小、见效快、效率高等优点，被誉为第二代采煤方法。
现有技术在进行煤炭地下气化时仅单独的进行煤炭地下气化，而在煤炭地下气化过程中由于气化煤层温度的升高，促使煤层中的瓦斯快速解析。当瓦斯达到一定浓度时，容易发生燃烧和爆炸，从而影响煤炭资源开采的安全性和开采效率。还会导致气化产生的煤气泄漏，当煤气散发到空气中时，会对环境造成污染。
发明内容
本发明实施例提供一种煤炭地下气化与瓦斯抽采的联合资源开采方法及装置，用以解决现有技术中单独进行煤炭地下气化影响煤炭资源开采的效率、安全性，且污染环境的缺陷，实现更加高效、安全、环保开采资源。
本发明实施例提供一种煤炭地下气化与瓦斯抽采的联合资源开采方法，包括：
对气化煤层进行地下气化作业；
检测在所述气化煤层的地下气化作业过程中瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征；其中，所述瓦斯抽采煤层位于所述气化煤层的上部；
根据所述瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征确定所述瓦斯抽采煤层的瓦斯聚集特征；
根据所述瓦斯聚集特征确定所述瓦斯抽采煤层上的瓦斯抽采钻孔的布置，从布置的瓦斯抽采钻孔中抽采所述瓦斯抽采煤层的瓦斯。
具体地，对气化煤层进行地下气化作业的步骤包括：
根据气化煤层的层位和厚度，分析所述气化煤层的地质特征；
根据所述气化煤层的地质特征确定所述气化煤层的气化参数；
根据所述气化参数对所述气化煤层进行地下气化作业。
具体地，根据所述瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征确定所述瓦斯抽采煤层的瓦斯聚集特征的步骤包括：
根据所述瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征确定所述瓦斯抽采煤层的渗透系数；
根据所述瓦斯抽采煤层的渗透系数，确定所述瓦斯抽采煤层的瓦斯聚集特征。
具体地，通过以下公式根据所述瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征确定所述瓦斯抽采煤层的渗透系数：
K＝α*K1+β*K2；
K1＝K0*(1+T)n；
ln K2＝a+b*Pc
其中，K为所述瓦斯抽采煤层的渗透系数，α和β为加权系数，K1为根据瓦斯抽采煤层的温度确定的渗透系数，K2为根据瓦斯抽采煤层的孔裂隙特征确定的渗透系数，K0为所述瓦斯抽采煤层未受到气化影响的渗透系数，T为所述瓦斯抽采煤层受到气化煤层的气化影响后煤层的平均温度，n为预设参数，a和b为与煤有关的吸附常数，Pc为根据所述孔裂隙特征确定的瓦斯抽采煤层中孔裂隙的闭合压力。
具体地，根据所述瓦斯聚集特征确定所述瓦斯抽采煤层上的瓦斯抽采钻孔的布置的步骤还包括：
根据瓦斯抽采煤层的层位和厚度，分析所述瓦斯抽采煤层的地质特征；
根据所述瓦斯抽采煤层的地质特征确定所述瓦斯抽采煤层的瓦斯含量和瓦斯压力；
根据所述瓦斯抽采煤层的地质特征、瓦斯含量和瓦斯压力确定所述瓦斯抽采钻孔的类型。
具体地，对气化煤层进行地下气化作业的布置之前还包括：
根据煤炭区域的地质特征，确定所述气化煤层的层位；
根据所述气化煤层的厚度确定所述气化煤层气化后所述气化煤层的上部煤层受气化煤层坍塌影响的范围；
根据所述气化煤层的上部煤层受气化煤层坍塌影响的范围，确定所述气化煤层的层位。
具体地，根据所述气化参数对所述气化煤层进行地下气化作业的步骤包括：
根据所述气化参数通过巷道式地下气化炉对所述气化煤层进行地下气化作业。
本发明实施例还提供一种煤炭地下气化与瓦斯抽采的联合资源开采装置，包括：
气化模块，用于对气化煤层进行地下气化作业；
检测模块，用于检测在所述气化煤层的地下气化作业过程中瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征；其中，所述瓦斯抽采煤层位于所述气化煤层的上部；
确定模块，用于根据所述瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征确定所述瓦斯抽采煤层的瓦斯聚集特征；
抽采模块，用于根据所述瓦斯聚集特征确定所述瓦斯抽采煤层上的瓦斯抽采钻孔的布置，从布置的瓦斯抽采钻孔中抽采所述瓦斯抽采煤层的瓦斯。
本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述煤炭地下气化与瓦斯抽采的联合资源开采方法的步骤。
本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述煤炭地下气化与瓦斯抽采的联合资源开采方法的步骤。
本发明实施例提供的煤炭地下气化与瓦斯抽采的联合资源开采方法及装置，通过采用地下气化方式开采下部煤层资源，由于气化煤层温度的升高，通过热传导的方式加热上部煤层，改变上部煤层的温度和孔裂隙特征，通过对温度和孔裂隙特征进行检测获取上部煤层的瓦斯聚集特征，从而确定上部煤层上瓦斯抽采钻孔的布置，实现下部煤层地下气化和上部煤层瓦斯抽取的不同层位煤炭资源协调开采，使得煤炭资源的开采更加高效、环保和安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种煤炭地下气化与瓦斯抽采的联合资源开采方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种煤炭地下气化与瓦斯抽采的联合资源开采方法中气化煤层和瓦斯抽采煤层的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种煤炭地下气化与瓦斯抽采的联合资源开采装置的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合图1和图2描述本发明实施例的煤炭地下气化与瓦斯抽采的联合资源开采方法。如图1所示，该方法包括：S101，对气化煤层进行地下气化作业；
其中，气化煤层是指需要进行地下气化的煤层，瓦斯抽采煤层是指需要进行瓦斯抽采的煤层。瓦斯抽采煤层是气化煤层的上一层煤层。首先确定气化煤层的层位h1及厚度H1，瓦斯抽采煤层的层位h2及厚度H2，如图2所示。然后通过巷道式地下气化炉的方式对气化煤层开展地下气化作业，构建地下气化各种巷道，按照气化工艺进行地下气化。煤炭地下气化是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧，通过对煤的热作用及化学作用产生可燃性气体的过程。
S102，检测在所述气化煤层的地下气化作业过程中瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征；其中，所述瓦斯抽采煤层位于所述气化煤层的上部；
在气化煤层的地下气化作业过程中，由于气化煤层温度的升高，将影响上部的未气化的瓦斯抽采煤层，改变瓦斯抽采煤层的物性参数，即温度和孔裂隙特征，从而通过热传导的方式加热上部的瓦斯抽采煤层，促使瓦斯抽采煤层中的瓦斯快速解析，有利于瓦斯的抽采。
S103，根据所述瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征确定所述瓦斯抽采煤层的瓦斯聚集特征；
瓦斯抽采煤层的瓦斯聚集特征与煤层渗透系数K相关。而煤层渗透系数受温度和孔裂隙的影响。因此本实施例根据瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征确定瓦斯抽采煤层的瓦斯聚集特征。
S104根据所述瓦斯聚集特征确定所述瓦斯抽采煤层上的瓦斯抽采钻孔的布置，从布置的瓦斯抽采钻孔中抽采所述瓦斯抽采煤层的瓦斯。
其中，根据瓦斯聚集特征确定瓦斯抽采煤层上瓦斯抽采钻孔的位置。一般在瓦斯聚集处进行抽采钻孔。采用抽采控制工艺通过瓦斯抽采钻孔抽采上部瓦斯抽采煤层中的瓦斯。瓦斯抽采井采用直井井型，井位多布置在与煤层主要裂隙平行的方向上，井网布置采用矩形井网或不规则井网，井间距一般采用300*300米或者250*200米。
本实施例通过采用地下气化方式开采下部煤层资源，由于气化煤层温度的升高，通过热传导的方式加热上部煤层，改变上部煤层的温度和孔裂隙特征，通过对温度和孔裂隙特征进行检测获取上部煤层的瓦斯聚集特征，从而确定上部煤层上瓦斯抽采钻孔的布置，实现下部煤层地下气化和上部煤层瓦斯抽取的不同层位煤炭资源协调开采，使得煤炭资源的开采更加高效、环保和安全。
在上述实施例的基础上，本实施例中对气化煤层进行地下气化作业的步骤包括：根据气化煤层的层位和厚度，分析所述气化煤层的地质特征；根据所述气化煤层的地质特征确定所述气化煤层的气化参数；根据所述气化参数对所述气化煤层进行地下气化作业。
具体地，不同的层位具有不同的地质特征，本实施例根据气化煤层的层位h1和厚度H1分析气化煤层的地质特征。气化煤层的地质特征包括区域地质、构造和水文等。
在上述实施例的基础上，本实施例中根据所述瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征确定所述瓦斯抽采煤层的瓦斯聚集特征的步骤包括：根据所述瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征确定所述瓦斯抽采煤层的渗透系数；根据所述瓦斯抽采煤层的渗透系数，确定所述瓦斯抽采煤层的瓦斯聚集特征。
具体地，瓦斯抽采煤层的瓦斯聚集特征与煤层渗透系数K相关。而煤层渗透系数受温度和孔裂隙的影响。因此本实施例先根据瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征确定渗透系数，再根据渗透系数，确定瓦斯抽采煤层的瓦斯聚集特征。
在上述实施例的基础上，本实施例中通过以下公式根据所述瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征确定所述瓦斯抽采煤层的渗透系数：
K＝α*K1+β*K2；
K1＝K0*(1+T)n；
ln K2＝a+b*Pc
其中，K为所述瓦斯抽采煤层的渗透系数，α和β为加权系数，K1为根据瓦斯抽采煤层的温度确定的渗透系数，K2为根据瓦斯抽采煤层的孔裂隙特征确定的渗透系数，K0为所述瓦斯抽采煤层未受到气化影响的渗透系数，T为所述瓦斯抽采煤层受到气化煤层的气化影响后煤层的平均温度，n为预设参数，根据实验获取，a和b为与煤有关的吸附常数，Pc为根据所述孔裂隙特征确定的瓦斯抽采煤层中孔裂隙的闭合压力。
在上述各实施例的基础上，本实施例中根据所述瓦斯聚集特征确定所述瓦斯抽采煤层上的瓦斯抽采钻孔的布置的步骤还包括：根据瓦斯抽采煤层的层位和厚度，分析所述瓦斯抽采煤层的地质特征；根据所述瓦斯抽采煤层的地质特征确定所述瓦斯抽采煤层的瓦斯含量和瓦斯压力；根据所述瓦斯抽采煤层的地质特征、瓦斯含量和瓦斯压力确定所述瓦斯抽采钻孔的类型。
具体地，瓦斯抽采钻孔的布置不仅与瓦斯聚集特征有关，还与瓦斯抽采煤层的地质特征、瓦斯含量和瓦斯压力有关。
在上述各实施例的基础上，本实施例中对气化煤层进行地下气化作业的布置之前还包括：根据煤炭区域的地质特征，确定所述气化煤层的层位；根据所述气化煤层的厚度确定所述气化煤层气化后所述气化煤层的上部煤层受气化煤层坍塌影响的范围；根据所述气化煤层的上部煤层受气化煤层坍塌影响的范围，确定所述气化煤层的层位。
具体地，首先根据煤炭区域的煤层埋深、煤岩特征、构造和水文等多方面的地质特征来确定气化煤层的层位。由于是在气化的情况下抽采瓦斯，下部气化煤层气化后，会产生大的空间，造成气化煤层的上部煤层下沉及破坏裂隙带。上部煤层下沉及破坏裂隙带的范围受气化煤层的厚度H1的影响。根据经验可以确定气化后上部煤层受坍塌影响的范围L一般是气化煤层厚度H1的8到12倍。即图2中M的范围为[8,12]。根据L确定气化煤层气化后最大能影响到上部煤层的距离，从而确定在哪个煤层开展瓦斯抽采合适。
下面对本发明实施例提供的煤炭地下气化与瓦斯抽采的联合资源开采装置进行描述，下文描述的煤炭地下气化与瓦斯抽采的联合资源开采装置与上文描述的煤炭地下气化与瓦斯抽采的联合资源开采方法可相互对应参照。
如图3所示，包括：气化模块301、检测模块302、确定模块303和抽采模块304，其中：
气化模块301用于对气化煤层进行地下气化作业；
其中，气化煤层是指需要进行地下气化的煤层，瓦斯抽采煤层是指需要进行瓦斯抽采的煤层。瓦斯抽采煤层是气化煤层的上一层煤层。首先确定气化煤层的层位h1及厚度H1，瓦斯抽采煤层的层位h2及厚度H2，如图2所示。然后通过巷道式地下气化炉的方式对气化煤层开展地下气化作业，构建地下气化各种巷道，按照气化工艺进行地下气化。煤炭地下气化是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧，通过对煤的热作用及化学作用产生可燃性气体的过程。
检测模块302用于检测在所述气化煤层的地下气化作业过程中瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征；其中，所述瓦斯抽采煤层位于所述气化煤层的上部；
在气化煤层的地下气化作业过程中，由于气化煤层温度的升高，将影响上部的未气化的瓦斯抽采煤层，改变瓦斯抽采煤层的物性参数，即温度和孔裂隙特征，从而通过热传导的方式加热上部的瓦斯抽采煤层，促使瓦斯抽采煤层中的瓦斯快速解析，有利于瓦斯的抽采。
确定模块303用于根据所述瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征确定所述瓦斯抽采煤层的瓦斯聚集特征；
瓦斯抽采煤层的瓦斯聚集特征与煤层渗透系数K相关。而煤层渗透系数受温度和孔裂隙的影响。因此本实施例根据瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征确定瓦斯抽采煤层的瓦斯聚集特征。
抽采模块304用于根据所述瓦斯聚集特征确定所述瓦斯抽采煤层上的瓦斯抽采钻孔的布置，从布置的瓦斯抽采钻孔中抽采所述瓦斯抽采煤层的瓦斯。
其中，根据瓦斯聚集特征确定瓦斯抽采煤层上瓦斯抽采钻孔的位置。一般在瓦斯聚集处进行抽采钻孔。采用抽采控制工艺通过瓦斯抽采钻孔抽采上部瓦斯抽采煤层中的瓦斯。瓦斯抽采井采用直井井型，井位多布置在与煤层主要裂隙平行的方向上，井网布置采用矩形井网或不规则井网，井间距一般采用300*300米或者250*200米。
本实施例通过采用地下气化方式开采下部煤层资源，由于气化煤层温度的升高，通过热传导的方式加热上部煤层，改变上部煤层的温度和孔裂隙特征，通过对温度和孔裂隙特征进行检测获取上部煤层的瓦斯聚集特征，从而确定上部煤层上瓦斯抽采钻孔的布置，实现下部煤层地下气化和上部煤层瓦斯抽取的不同层位煤炭资源协调开采，使得煤炭资源的开采更加高效、环保和安全。
在上述实施例的基础上，本实施例中所述气化模块具体：根据气化煤层的层位和厚度，分析所述气化煤层的地质特征；根据所述气化煤层的地质特征确定所述气化煤层的气化参数；根据所述气化参数对所述气化煤层进行地下气化作业。
在上述实施例的基础上，本实施例中确定模块具体用于：根据所述瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征确定所述瓦斯抽采煤层的渗透系数；根据所述瓦斯抽采煤层的渗透系数，确定所述瓦斯抽采煤层的瓦斯聚集特征。
在上述实施例的基础上，本实施例中确定模块具体通过以下公式根据所述瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征确定所述瓦斯抽采煤层的渗透系数：
K＝α*K1+β*K2；
K1＝K0*(1+T)n；
ln K2＝a+b*Pc
其中，K为所述瓦斯抽采煤层的渗透系数，α和β为加权系数，K1为根据瓦斯抽采煤层的温度确定的渗透系数，K2为根据瓦斯抽采煤层的孔裂隙特征确定的渗透系数，K0为所述瓦斯抽采煤层未受到气化影响的渗透系数，T为所述瓦斯抽采煤层受到气化煤层的气化影响后煤层的平均温度，n为预设参数，根据实验获取，a和b为与煤有关的吸附常数，Pc为根据所述孔裂隙特征确定的瓦斯抽采煤层中孔裂隙的闭合压力。
在上述各实施例的基础上，本实施例中所述抽采模块还用于：根据瓦斯抽采煤层的层位和厚度，分析所述瓦斯抽采煤层的地质特征；根据所述瓦斯抽采煤层的地质特征确定所述瓦斯抽采煤层的瓦斯含量和瓦斯压力；根据所述瓦斯抽采煤层的地质特征、瓦斯含量和瓦斯压力确定所述瓦斯抽采钻孔的类型。
在上述各实施例的基础上，本实施例中还包括获取模块，用于根据煤炭区域的地质特征，确定所述气化煤层的层位；根据所述气化煤层的厚度确定所述气化煤层气化后所述气化煤层的上部煤层受气化煤层坍塌影响的范围；根据所述气化煤层的上部煤层受气化煤层坍塌影响的范围，确定所述气化煤层的层位。
在上述实施例的基础上，本实施例中所述抽采模块具体用于：根据所述气化参数通过巷道式地下气化炉对所述气化煤层进行地下气化作业。
图4示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图4所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)401、通信接口(Communications Interface)402、存储器(memory)403和通信总线404，其中，处理器401，通信接口402，存储器403通过通信总线404完成相互间的通信。处理器401可以调用存储器403中的逻辑指令，以执行煤炭地下气化与瓦斯抽采的联合资源开采方法，该方法包括：对气化煤层进行地下气化作业；检测在所述气化煤层的地下气化作业过程中瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征；其中，所述瓦斯抽采煤层位于所述气化煤层的上部；根据所述瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征确定所述瓦斯抽采煤层的瓦斯聚集特征；根据所述瓦斯聚集特征确定所述瓦斯抽采煤层上的瓦斯抽采钻孔的布置，从布置的瓦斯抽采钻孔中抽采所述瓦斯抽采煤层的瓦斯。
此外，上述的存储器403中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的煤炭地下气化与瓦斯抽采的联合资源开采方法，该方法包括：对气化煤层进行地下气化作业；检测在所述气化煤层的地下气化作业过程中瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征；其中，所述瓦斯抽采煤层位于所述气化煤层的上部；根据所述瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征确定所述瓦斯抽采煤层的瓦斯聚集特征；根据所述瓦斯聚集特征确定所述瓦斯抽采煤层上的瓦斯抽采钻孔的布置，从布置的瓦斯抽采钻孔中抽采所述瓦斯抽采煤层的瓦斯。
又一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的煤炭地下气化与瓦斯抽采的联合资源开采方法，该方法包括：对气化煤层进行地下气化作业；检测在所述气化煤层的地下气化作业过程中瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征；其中，所述瓦斯抽采煤层位于所述气化煤层的上部；根据所述瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征确定所述瓦斯抽采煤层的瓦斯聚集特征；根据所述瓦斯聚集特征确定所述瓦斯抽采煤层上的瓦斯抽采钻孔的布置，从布置的瓦斯抽采钻孔中抽采所述瓦斯抽采煤层的瓦斯。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种煤炭地下气化与瓦斯抽采的联合资源开采方法，其特征在于，包括：
对气化煤层进行地下气化作业；
检测在所述气化煤层的地下气化作业过程中瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征；其中，所述瓦斯抽采煤层位于所述气化煤层的上部；
根据所述瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征确定所述瓦斯抽采煤层的瓦斯聚集特征；
根据所述瓦斯聚集特征确定所述瓦斯抽采煤层上的瓦斯抽采钻孔的布置，从布置的瓦斯抽采钻孔中抽采所述瓦斯抽采煤层的瓦斯；
根据所述瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征确定所述瓦斯抽采煤层的瓦斯聚集特征的步骤包括：
根据所述瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征确定所述瓦斯抽采煤层的渗透系数；
根据所述瓦斯抽采煤层的渗透系数，确定所述瓦斯抽采煤层的瓦斯聚集特征；
通过以下公式根据所述瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征确定所述瓦斯抽采煤层的渗透系数：
K＝α*K1+β*K2；
K1＝K0*(1+T)n；
ln K2＝a+b*Pc
其中，K为所述瓦斯抽采煤层的渗透系数，α和β为加权系数，K1为根据瓦斯抽采煤层的温度确定的渗透系数，K2为根据瓦斯抽采煤层的孔裂隙特征确定的渗透系数，K0为所述瓦斯抽采煤层未受到气化影响的渗透系数，T为所述瓦斯抽采煤层受到气化煤层的气化影响后煤层的平均温度，n为预设参数，a和b为与煤有关的吸附常数，Pc为根据所述孔裂隙特征确定的瓦斯抽采煤层中孔裂隙的闭合压力。
2.根据权利要求1所述的煤炭地下气化与瓦斯抽采的联合资源开采方法，其特征在于，对气化煤层进行地下气化作业的步骤包括：
根据气化煤层的层位和厚度，分析所述气化煤层的地质特征；
根据所述气化煤层的地质特征确定所述气化煤层的气化参数；
根据所述气化参数对所述气化煤层进行地下气化作业。
3.根据权利要求1或2所述的煤炭地下气化与瓦斯抽采的联合资源开采方法，其特征在于，根据所述瓦斯聚集特征确定所述瓦斯抽采煤层上的瓦斯抽采钻孔的布置的步骤还包括：
根据瓦斯抽采煤层的层位和厚度，分析所述瓦斯抽采煤层的地质特征；
根据所述瓦斯抽采煤层的地质特征确定所述瓦斯抽采煤层的瓦斯含量和瓦斯压力；
根据所述瓦斯抽采煤层的地质特征、瓦斯含量和瓦斯压力确定所述瓦斯抽采钻孔的类型。
4.根据权利要求1或2所述的煤炭地下气化与瓦斯抽采的联合资源开采方法，其特征在于，对气化煤层进行地下气化作业的布置之前还包括：
根据煤炭区域的地质特征，确定所述气化煤层的层位；
根据所述气化煤层的厚度确定所述气化煤层气化后所述气化煤层的上部煤层受气化煤层坍塌影响的范围；
根据所述气化煤层的上部煤层受气化煤层坍塌影响的范围，确定所述气化煤层的层位。
5.根据权利要求2所述的煤炭地下气化与瓦斯抽采的联合资源开采方法，其特征在于，根据所述气化参数对所述气化煤层进行地下气化作业的步骤包括：
根据所述气化参数通过巷道式地下气化炉对所述气化煤层进行地下气化作业。
6.一种煤炭地下气化与瓦斯抽采的联合资源开采装置，其特征在于，包括：
气化模块，用于对气化煤层进行地下气化作业；
检测模块，用于检测在所述气化煤层的地下气化作业过程中瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征；其中，所述瓦斯抽采煤层位于所述气化煤层的上部；
确定模块，用于根据所述瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征确定所述瓦斯抽采煤层的瓦斯聚集特征；
抽采模块，用于根据所述瓦斯聚集特征确定所述瓦斯抽采煤层上的瓦斯抽采钻孔的布置，从布置的瓦斯抽采钻孔中抽采所述瓦斯抽采煤层的瓦斯；
所述确定模块用于：
根据所述瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征确定所述瓦斯抽采煤层的渗透系数；
根据所述瓦斯抽采煤层的渗透系数，确定所述瓦斯抽采煤层的瓦斯聚集特征；
所述确定模块通过以下公式根据所述瓦斯抽采煤层的温度和孔裂隙特征确定所述瓦斯抽采煤层的渗透系数：
K＝α*K1+β*K2；
K1＝K0*(1+T)n；
ln K2＝a+b*Pc
其中，K为所述瓦斯抽采煤层的渗透系数，α和β为加权系数，K1为根据瓦斯抽采煤层的温度确定的渗透系数，K2为根据瓦斯抽采煤层的孔裂隙特征确定的渗透系数，K0为所述瓦斯抽采煤层未受到气化影响的渗透系数，T为所述瓦斯抽采煤层受到气化煤层的气化影响后煤层的平均温度，n为预设参数，a和b为与煤有关的吸附常数，Pc为根据所述孔裂隙特征确定的瓦斯抽采煤层中孔裂隙的闭合压力。
7.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至5任一项所述煤炭地下气化与瓦斯抽采的联合资源开采方法的步骤。
8.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述煤炭地下气化与瓦斯抽采的联合资源开采方法的步骤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113033954B (zh) * 2021-02-18 2022-09-06 重庆大学 一种煤与煤层气协调开发智能决策方法
CN112963137B (zh) * 2021-03-15 2021-12-07 中国矿业大学(北京) 一种倾角大于70°煤厚小于5m的急倾斜煤层地下气化方法
CN115110920B (zh) * 2022-06-22 2024-01-30 湖南科技大学 一种基于热交换的煤炭资源利用方法
CN115356251A (zh) * 2022-07-25 2022-11-18 中国煤炭地质总局勘查研究总院 基于煤矿地质钻孔的松散承压含水层渗透系数确定方法
CN117684918B (zh) * 2024-02-04 2024-04-12 中国矿业大学 利用煤层废热分段前进式注热抽采瓦斯的方法与装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101418679B (zh) * 2008-11-12 2012-01-25 太原理工大学 加热煤层抽采煤层气的方法
CN101806224B (zh) * 2010-03-09 2012-12-26 煤炭科学研究总院重庆研究院 井下煤层气抽采产能预测方法
CN102418476A (zh) * 2011-10-24 2012-04-18 国鼎(大连)投资有限公司 深层煤炭和煤层气联合开采技术
CN102606128B (zh) * 2011-12-29 2015-03-18 新奥气化采煤有限公司 油页岩开采方法及装置
CN103670338B (zh) * 2012-09-21 2016-06-15 新奥气化采煤有限公司 一种煤层气与煤共采方法
CN103670361B (zh) * 2013-12-02 2017-02-15 新奥气化采煤有限公司 注气装置、煤炭地下气化系统及煤炭地下气化方法
CN105317418B (zh) * 2015-11-09 2018-01-16 淮南矿业(集团)有限责任公司 防治煤与瓦斯突出的方法
CN111042791B (zh) * 2019-12-29 2021-08-27 山西晋城无烟煤矿业集团有限责任公司 低透气煤层群井上下联合煤与煤层气共采方法

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