CN113217081B - 高瓦斯低透气性煤层可控燃烧消除瓦斯方法 - Google Patents
高瓦斯低透气性煤层可控燃烧消除瓦斯方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113217081B CN113217081B CN202110540740.4A CN202110540740A CN113217081B CN 113217081 B CN113217081 B CN 113217081B CN 202110540740 A CN202110540740 A CN 202110540740A CN 113217081 B CN113217081 B CN 113217081B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- combustion
- coal seam
- oxygen
- coal
- 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
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 75
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 Chemical compound C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N 0.000 claims 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Abstract
高瓦斯低透气性煤层可控燃烧消除瓦斯方法，适用于高瓦斯低透气性煤层瓦斯治理。可控燃烧体现在通过控制瓦斯和氧气的体积比、碱性水溶液注入时机来控制燃烧速度与进程。具体包括如下步骤：(1)选定计划开采的高瓦斯低透气性煤层；(2)测得该煤层内瓦斯量；(3)钻取该煤层的地面井；(4)通过上述地面井向该煤层注入所需的氧气，注入后暂时性封堵地面井井口，使瓦斯与氧气充分混合；(5)点燃瓦斯与氧气的气体混合物；(6)燃烧所需时间后，通过上述地面井立即向该煤层注入碱性水溶液，溶解燃烧产物CO2。由此通过可控燃烧，将瓦斯转换为易溶于碱性水溶液的CO2气体，以达到消除煤层瓦斯的目的。
Description
技术领域
本发明属于煤矿瓦斯灾害防治技术领域，具体涉及一种高瓦斯低透气性煤层可控燃烧消除瓦斯方法。
背景技术
目前煤矿瓦斯灾害防治的主要方法为瓦斯抽采。我国高瓦斯矿井多,国有重点煤矿70％以上是高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井,且大部分为低透气性煤层，瓦斯难以抽采。为解决低透气性煤层瓦斯抽采难题，专家学者们提出了多种物理、化学增透技术，主要包括水力作用、深孔爆破、可控冲击波以及注化学溶液等。但这些通过煤层增透增大瓦斯抽采量防治瓦斯灾害的方法，有其不可忽略的劣势。如水力作用、深孔爆破、可控冲击波的增透方式只适用于坚硬煤层，而许多高瓦斯低透气性煤层因地质条件复杂、煤层变质程度高导致煤质松软，由此可知上述增透方式并不具有普适性；而煤层注化学溶液的增透方式，具有增透范围小、易残留化学物质污染地下水与煤层等缺点。
发明内容
技术问题：基于上述煤矿瓦斯灾害防治技术现状，本发明提出克服上述抽采瓦斯方法缺陷的一种新方法，即一种高瓦斯低透气性煤层可控燃烧消除瓦斯方法，此方法具有适用煤层硬度范围广、成本低的优点。
技术方案：本发明的高瓦斯低透气性煤层可控燃烧消除瓦斯方法，包括如下步骤：
a.选定计划开采的高瓦斯低透气性煤层；
b.取上述煤层试样测定该煤层内瓦斯体积；
c.在上述煤层地面钻取等间距地面井，间距L设为500～1000m；
d.从上述地面井向上述煤层共注入1.82倍瓦斯体积的氧气，注入后暂时性封堵地面井井口，使瓦斯与氧气充分混合；
e.点燃瓦斯与氧气的气体混合物；
f.燃烧所需时间T后，从上述地面井立即向上述煤层注入碱性水溶液，溶解燃烧产物CO2。T＝L/v,其中L为地面井间距，v为瓦斯燃烧速度。
有益效果：本发明通过可控燃烧，将瓦斯转换为易溶于碱性水溶液的CO2气体，以达到快速、无污染地消除煤层瓦斯的目的。首先通过控制瓦斯和氧气体积比为1：1.82，使瓦斯与氧气预混气体燃烧速度达到最快；然后通过控制碱性水溶液注入时机，即点燃瓦斯与氧气预混气体后，经过燃烧所需时间T，立即向煤层注入碱性水溶液，此举可将瓦斯燃尽，同时可避免燃烧煤层造成煤资源损失，还可将燃烧瓦斯产生的CO2气体吸收，避免CO2释放至大气造成污染。
附图说明
图1是本发明的煤层地面井布置的示意图；
图2是本发明的点燃瓦斯与氧气预混气体的点火示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：
本发明的高瓦斯低透气性煤层可控燃烧消除瓦斯方法，具体步骤如下：
a.选定计划开采高瓦斯低透气性煤层；
b.取上述煤层试样测定该煤层内瓦斯体积；
c.在上述煤层地面钻取等间距地面井，间距L设为500～1000m，如图1所示；
d.从上述地面井向上述煤层内共注入1.82倍瓦斯体积的氧气，注入后暂时性封堵地面井井口，使瓦斯与氧气充分混合；
e.点燃瓦斯与氧气的气体混合物，如图2所示；
f.燃烧所需时间T后，从上述地面井立即向上述煤层快速注入碱性水溶液，溶解燃烧产物CO2。T＝L/v,其中L为地面井间距，v为瓦斯燃烧速度。
Claims (4)
1.高瓦斯低透气性煤层可控燃烧消除瓦斯方法，包括以下步骤：
a.选定计划开采的高瓦斯低透气性煤层；
b.取上述煤层试样，测得该煤层内瓦斯体积；
c.在上述煤层地面钻取等间距地面井；
d.从上述地面井向上述煤层注入氧气，注入后暂时性封堵地面井井口，使瓦斯与氧气充分混合；
e.点燃瓦斯与氧气的气体混合物；
f.燃烧所需时间后，通过上述地面井立即向上述煤层注入碱性水溶液，溶解燃烧产物CO2。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤c中，要钻取等间距地面井，间距L设为500～1000m。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤d中，注入氧气体积等于瓦斯体积的1.82倍。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤f中，从点燃瓦斯与氧气混合物起，经过燃烧所需时间T后立即向煤层注入碱性水溶液，T＝L/v,其中L为地面井间距，v为瓦斯燃烧速度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110540740.4A CN113217081B (zh) | 2021-05-18 | 2021-05-18 | 高瓦斯低透气性煤层可控燃烧消除瓦斯方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110540740.4A CN113217081B (zh) | 2021-05-18 | 2021-05-18 | 高瓦斯低透气性煤层可控燃烧消除瓦斯方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113217081A CN113217081A (zh) | 2021-08-06 |
| CN113217081B true CN113217081B (zh) | 2023-10-03 |
Family
ID=77092674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110540740.4A Active CN113217081B (zh) | 2021-05-18 | 2021-05-18 | 高瓦斯低透气性煤层可控燃烧消除瓦斯方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113217081B (zh) |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3934649A (en) * | 1974-07-25 | 1976-01-27 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Method for removal of methane from coalbeds |
| US4032193A (en) * | 1974-03-28 | 1977-06-28 | Shell Oil Company | Coal disaggregation by basic aqueous solution for slurry recovery |
| CN1846838A (zh) * | 2005-04-11 | 2006-10-18 | 马遂根 | 煤矿井下瓦斯燃烧净化处理机 |
| CN102536184A (zh) * | 2012-01-17 | 2012-07-04 | 中国石油大学(华东) | 火烧煤层开采煤层气的方法 |
| RU2012129944A (ru) * | 2012-07-16 | 2014-01-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) | Способ управления газовыделением при отработке склонного к самовозгоранию угольного пласта |
| CN104234739A (zh) * | 2014-08-15 | 2014-12-24 | 中国矿业大学 | 一种钻孔内瓦斯爆炸致裂煤体强化抽采方法 |
| CN104314605A (zh) * | 2014-08-15 | 2015-01-28 | 中国矿业大学 | 一种钻孔内多级瓦斯爆炸致裂煤体强化抽采方法 |
| CN104329113A (zh) * | 2014-09-03 | 2015-02-04 | 安徽理工大学 | 一种地面钻孔松动爆破煤层底板卸压抽采瓦斯的方法 |
| CN105927268A (zh) * | 2016-04-21 | 2016-09-07 | 中国矿业大学 | 一种诱导抽采后期钻孔孔内瓦斯燃爆煤层增透的抽采方法 |
| CN106194244A (zh) * | 2016-08-04 | 2016-12-07 | 重庆大学 | 低透气煤层液相co2相变致裂增透网格式瓦斯抽采方法 |
| CN106351613A (zh) * | 2016-10-14 | 2017-01-25 | 安徽理工大学 | 一种多次重复爆破扰动煤体下的瓦斯连续抽采方法 |
| WO2019242190A1 (zh) * | 2018-06-22 | 2019-12-26 | 中国矿业大学 | 多级燃烧冲击波致裂煤体与注热交变强化瓦斯抽采方法 |
-
2021
- 2021-05-18 CN CN202110540740.4A patent/CN113217081B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4032193A (en) * | 1974-03-28 | 1977-06-28 | Shell Oil Company | Coal disaggregation by basic aqueous solution for slurry recovery |
| US3934649A (en) * | 1974-07-25 | 1976-01-27 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Method for removal of methane from coalbeds |
| CN1846838A (zh) * | 2005-04-11 | 2006-10-18 | 马遂根 | 煤矿井下瓦斯燃烧净化处理机 |
| CN102536184A (zh) * | 2012-01-17 | 2012-07-04 | 中国石油大学(华东) | 火烧煤层开采煤层气的方法 |
| RU2012129944A (ru) * | 2012-07-16 | 2014-01-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ НЕДР РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК (ИПКОН РАН) | Способ управления газовыделением при отработке склонного к самовозгоранию угольного пласта |
| CN104234739A (zh) * | 2014-08-15 | 2014-12-24 | 中国矿业大学 | 一种钻孔内瓦斯爆炸致裂煤体强化抽采方法 |
| CN104314605A (zh) * | 2014-08-15 | 2015-01-28 | 中国矿业大学 | 一种钻孔内多级瓦斯爆炸致裂煤体强化抽采方法 |
| CN104329113A (zh) * | 2014-09-03 | 2015-02-04 | 安徽理工大学 | 一种地面钻孔松动爆破煤层底板卸压抽采瓦斯的方法 |
| CN105927268A (zh) * | 2016-04-21 | 2016-09-07 | 中国矿业大学 | 一种诱导抽采后期钻孔孔内瓦斯燃爆煤层增透的抽采方法 |
| CN106194244A (zh) * | 2016-08-04 | 2016-12-07 | 重庆大学 | 低透气煤层液相co2相变致裂增透网格式瓦斯抽采方法 |
| CN106351613A (zh) * | 2016-10-14 | 2017-01-25 | 安徽理工大学 | 一种多次重复爆破扰动煤体下的瓦斯连续抽采方法 |
| WO2019242190A1 (zh) * | 2018-06-22 | 2019-12-26 | 中国矿业大学 | 多级燃烧冲击波致裂煤体与注热交变强化瓦斯抽采方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 浅谈瓦斯抽采的必要性及抽采方法;谢新;;民营科技(第03期);第3页 * |
| 渗氮抑爆技术在工作面瓦斯燃烧事故中的应用;李琨;;煤炭工程;第50卷(第S1期);第97-99页 * |
| 绿色开采在采煤技术中的应用;刘桂成;现代工业经济和信息化(第第4期期);第40-41+46页 * |
| 防控采煤工作面瓦斯燃烧新技术实验研究;潘荣锟, 程远平, 余明高, 路长;煤炭学报;第第37卷卷(第第11期期);第1854-1858页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113217081A (zh) | 2021-08-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104234739B (zh) | 一种钻孔内瓦斯爆炸致裂煤体强化抽采方法 | |
| CN104314605B (zh) | 一种钻孔内多级瓦斯爆炸致裂煤体强化抽采方法 | |
| AU2014303165B2 (en) | Gas injection apparatus with controllable gas injection point, gas injection process, and gasification method | |
| CN104314606B (zh) | 一种钻孔内水力割缝与瓦斯爆炸致裂煤体联合强化抽采方法 | |
| US4099567A (en) | Generating medium BTU gas from coal in situ | |
| CN114352253B (zh) | 一种页岩储层甲烷多重原位燃爆压裂方法 | |
| CN113294134A (zh) | 一种水力压裂与甲烷原位燃爆协同致裂增透方法 | |
| CN104832149A (zh) | 一种电脉冲辅助水力压裂的非常规天然气储层增透方法 | |
| CN112761586B (zh) | 一种钻孔甲烷自循环燃爆压裂强化抽采方法 | |
| CN114876434B (zh) | 一种页岩气储层缝内甲烷原位燃爆压裂方法 | |
| CN105178933A (zh) | 环保型井下压裂地层装置 | |
| CN108301811A (zh) | 一种低渗透性煤层瓦斯高效抽采方法 | |
| CN105201483A (zh) | 环保型井下压裂地层方法 | |
| CN106089171B (zh) | 一种利用火烧煤层辅助造缝开采煤层气的方法 | |
| CN107461189B (zh) | 一种煤炭地下气化深孔点火系统及点火方法 | |
| CN109707356B (zh) | 一种油页岩原位开采井下点火加热装置及加热方法 | |
| CN113217081B (zh) | 高瓦斯低透气性煤层可控燃烧消除瓦斯方法 | |
| CN104989362A (zh) | 促进瓦斯抽采的液态co2爆破后煤层注气膨胀二次增透方法 | |
| CN104912588A (zh) | 一种用于井下煤层巷道快速掘进的胀裂增透方法 | |
| CN104314549A (zh) | 煤层地下气化方法 | |
| CN110185425B (zh) | 一种页岩气的开采方法及系统 | |
| CN111963137B (zh) | 一种巨厚煤层地下气化方法 | |
| CN115234200B (zh) | 一种非常规天然气储层甲烷原位定点燃爆压裂方法 | |
| CN1888381A (zh) | 一种深层低渗透稀油油藏火驱采油点火方法 | |
| CN115773098A (zh) | 煤层和油层叠合区地下煤制气与提高油层采收率的联合开采方法 |
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 |