厚煤层的形成条件

厚煤层的形成条件
厚煤层的形成条件

地质与环境学院

煤及煤层气工程1202班

袁淑慧

1209010202

论文摘要:适宜的沉积古地理环境为沼泽发育、植物繁殖和泥炭聚积提供了天然场所。成煤作用既受到剥蚀区位置、范围、性质、抬升速率和物源供应的影响,又受到沉积区位置、范围、沉降速率、稳定水体及其水动力条件的影响

论文关键词:厚煤层、成煤作用

引言

煤层是由泥炭层转化而来的,泥炭沼泽可以发育于各种各样的沉积环境,形成的煤层也可以赋存于各种不同的沉积序列。泥炭的堆积必须具备下列条件:植物的大量繁殖,这是泥炭的物质来源,沼泽水位的逐步抬升,以避免有机质的氧化分解,碎屑沉积物的贫乏,以保证泥炭质量。只有泥炭层堆积界面的增高和沼泽水面的抬升保持均衡,泥炭层才能不断增厚。这种均衡状态一旦遭到破坏,泥炭的堆积过程就随之终止。

宏观控制成煤条件

2.1古地理环境

适宜的沉积古地理环境为沼泽发育、植物繁殖和泥炭聚积提供了天然场所。成煤作用既受到剥蚀区位置、范围、性质、抬升速率和物源供应的影响,又受到沉积区位置、范围、沉降速率、稳定水体及其水动力条件的影响。因此,聚煤古地理环境是一个非常敏感的动态环境。

2.2古构造因素对成煤作用的制约

古构造是作用于聚煤盆地诸因素中的主导因素。

①从构造观点出发,可以把聚煤盆地看作一种特殊的构造形迹,即是说聚煤盆地在大地构造格架中占据一定部位,具有一定的几何形态和构造样式,与周围的其它各种构造形迹有着成生联系,可以归入某种构造体系。聚煤盆地是特定的区域构造应力场的产物,具有一定的地球动力背景。

②地壳的沉降范围、幅度、时期和速度,决定了聚煤盆地的范围、岩系厚度、沉积补偿及沉积相的组成和分布。

2.3古气候和古植被的作用

植物遗体的大量堆积是聚煤作用发生的物质基础。

地史期植物的演化表现为突变和渐变两种形式: 突变期,在较短的地史时期中有大量新旧属种的更替,是植物进化的飞跃阶段;渐变期,植物属种比较单一,但扩展迅速,茂密成林,往往是强盛的聚煤期。地史期的聚煤作用呈波浪式向前推进。

古气候是植物繁衍、植物残体泥炭化和保存的前提条件

①湿度:地史期的聚煤作用主要发生于温暖潮湿气候带,而湿度是主导的因素。

②气候分带和海陆分布:纬度和大气环流形成全球性的气候分带,使聚煤带沿着一定的纬度展布,如横跨欧州、北美的石炭纪聚煤带。海陆分布、地貌等可形成区域性气候区,叠加在全球性气候带的背景上,形成不同规模的聚煤区。

③聚煤盆地的发育随潮湿气候带的迁移而迁移:聚煤盆地形成在潮湿气候带覆盖的地区,随着潮湿气候带的迁移,聚煤带和聚煤盆地也相应地发生迁移。

3、泥炭沼泽控制成煤厚度的因素

泥炭沼泽基底不平导致煤层增厚、变薄和尖灭是常见的地质现象。泥炭沼泽发育在古侵蚀基准面上时,首先在低洼处生长和堆积了植物形成的泥炭层相互隔离;随着区域性沉降或地下水位抬升,隔离的泥炭沼泽逐渐连成一体,泥炭层在盆地范围内堆积。

泥炭沼泽基底不平引起的煤厚变化具有下列主要鉴别特征:

①煤层底板或基底岩层界面呈不规则起伏,而煤层顶板界面比较平整,即“顶平底不平”。

②煤层厚度变化急剧而不规则,且通常位于含煤岩系剖面的底部或下部。

③基底古地形低洼处煤层增厚,向凸起部位变薄或尖灭。煤层的分层或层理被下伏基底岩层界面所截,上下分层呈超覆关系。

4、沉积体系和煤层厚度、形态变化特征

冲积扇、河流、湖泊、三角洲、障壁岛、碳酸盐台地等沉积体系等各种成煤模式,可以确定沉积环境和煤层特征的关系。冲积扇体系是聚煤盆地的边缘环境;河流体系可区分为曲流河、辫状河和网状河体系。曲流河体系中,泥炭沼泽主要发育于堤后、河道间泛滥盆地和废弃河道上;三角洲体系是由各种亚环境组成的复合体,泥炭沼泽发育于支流间泛滥盆地、间湾和废弃的分流河道和叶体上;泻湖-障壁岛体系中,泥炭沼泽发育于障壁后、潮汐三角洲、潮坪和泻湖填积的泥炭沼泽。

煤层形态和煤厚变化的同沉积构造控制

聚煤盆地基底的不均衡沉降,如基底断块差异性沉陷、同沉积褶皱和断裂对沉积环境的控制,能够对煤层形态和煤层变化产生深刻的影响。

①基底断裂系控制的煤层分带

我国东北地区晚中生代断陷聚煤盆地大多为不对称半地堑系。盆缘一侧常常发育正断裂,是控制盆地形成和演化的主干基底断裂。盆地基底又往往被走向和横向断裂所切割,形成基底断裂网络。因此,整个煤系形成过程中,基底断块的不均衡沉降控制了沉积环境的配置和演变,相应地煤层形态和煤层厚度显示出沿倾向的分带性和沿走向的分区性。

②盆内次级隆起和拗陷所引起的煤厚变化

聚煤盆地内部往往发育次级隆起和拗陷,或次级同沉积褶皱,它们对煤层形态和煤层厚度具有不同程度的控制作用。由于构造分异和沉积补偿之间的不同状态,煤层的发育状况亦多种多样。

一般情况下,盆地内的次级隆起、同沉积背斜构成蓄水盆地内的浅水地带,沼泽持续发育,出现厚煤层或聚结煤层带,煤层向拗陷部位分岔、尖灭,但也可出现相反的情况,即盆地内的次级拗陷部位,湖沼相持续发育,而隆起部位冲积相发育,并存在频繁的层序间断。

③盆内同沉积断裂活动引起的煤厚变化:聚煤盆地内的同沉积断型活动可以造成含煤岩系厚度和岩相的显著变化,导致煤层形态和厚度的突变。在泥炭堆积最有利的地段,可以形成厚煤带。厚煤带沿断层走向延伸,横越断层则迅速变薄,分岔或尖灭。由于断层的不断生成,已形成的泥炭层又被切割,两盘煤层层位、厚度难以对接。

参考文献:李增学编.2009.煤地质学.北京:地质出版社

浅谈厚煤层开采的问题

浅谈厚煤层开采的问题 摘要:我国是一个能源大国。本文总结了国内外厚煤层开采的技术方方和发展现状,对我国主要的厚煤层开采工艺进行了系统的分析比较,论述了三种主要厚煤层开采工艺存在的问题以及厚煤层开采的发展方向。 关键词:厚煤层开采技术存在问题 Mainly talks about the mining of thick coal seam Chen Zhou (Guizhou university institute of mining) Abstract:Our country is an energy superpower. Thick coal seam mining technology at home and abroad this paper summarizes the all and the development present situation, the thick coal seam mining process of the main system of analysis and comparison, this paper discusses the three main problems existing in the thick coal seam mining process and the development direction of thick coal seam mining. Key words:Thick coal seam mining technology problems 1、前言 所谓厚煤层,即是指井工开采3.5m以上,露天开采10m以上的煤层。我国厚煤层产量占原煤总产量的 45% 左右,是一个厚煤层储量大国, 也是厚煤层的开采大国。 厚煤层是我国实现高产高效开采的主要煤层,具有资源储量优势,由于其煤层厚度较大,可有多种采煤方法进行选择。目前,我国厚煤层开采工艺大体为三种, 即分层开采、大采高一次采全高、放顶煤开采【1】。分层开采在我国应用时间最长,技术较为成熟。随着煤炭开采技术的不断发展,近年来大采高开采和放顶煤开采技术也得到了快速发展和广泛应用。 2、国内外厚煤层开采现状 2.1 国内厚煤层开采现状 1974年,开滦矿务局唐山矿成功试验了厚煤层倾斜分层下行垮落金属网假顶综合机械化采煤法,。分层开采的综合机械化采煤工艺有了进一步的发展, 目前是我国厚及特厚煤层的主要采煤方法之一, 在大中型矿井得到普遍采用, 并积累了丰富的经验【2】。 大采高的定义是利用机械破煤一次采全高采煤法,一次开采全高达3.5一7.0 m的长壁采煤法。到目前为止, 大采高一次采全高采煤法已在我国多个矿区得到应用,并取得了高产高效的效果.2007年,郑州煤矿机械集团股份有限公司研制成功了最大支撑高度为6.3m的液压支架,用于神东矿区采高为6m厚的煤层开采。2011年,我国成功研制出最大支撑高度为7.2m、支护阻力达18180kN 的大采高支架,用于陕煤红柳林煤矿大采高工作面。该支架的成功应用,标志着我国在大采高开采技术和设备研制方面处于国际领先水平。目前超大采高的

国外厚煤层开采和安全技术现状

第5期东北煤炭技术N o.5 1996年10月 Coal T echno logy of N o rtheast Ch ina O ct.1996 国外厚煤层开采和安全技术现状 辽宁煤炭工业管理局 邱振先 摘 要 介绍了国外厚煤层开采和安全技术的现状,及国内厚煤层开采技术在国际上的水平。 关键词 厚煤层 采煤方法 综采设备 综采放顶煤 所谓“厚煤层”是指厚度大于315m的煤层。厚煤层开采所遇到的矿山压力、冲击地压、瓦斯、发火、热害、水害等技术问题比薄煤层和中厚煤层复杂得多。国外厚煤层开采的主要技术经济指标与薄煤层和中厚煤层相比亦有很大差距。我国东北地区煤炭战线的科技工作者通过对联合国开发计划署援助的《厚煤层开采的先进技术与安全》项目的实践,对国外厚煤层开采的技术现状和我国厚煤层开采技术水平及其在世界上的地位也有了一定程度的认识。 1 采煤工作面单产世界纪录、高产工作面和各国的国内纪录几乎都是在中厚煤层创造的 1990年,美国伊利诺思州固本煤矿公司25号矿创长壁工作面月产37万t(22d)、平均日产16818t的世界纪录。 1993年,美国科罗拉多州二十英里矿创长壁工作面班产16307t(10h),日产28801t,月产54万t的世界纪录,1994年又创月产60万t的世界纪录。该工作面煤层厚219m,采高216m。 1993年,美国固本公司路福克矿创月产55万t的纪录。 1994年11月,美国大山(M oun tain)公司西麋(W est E lk)矿创班产(10h)21387t,日产45375t的纪录。 1995年6月,美国宾夕法尼亚州卡泊尔兰结矿创长壁工作面月产5713万t精煤的世界纪界。 美国现有80个长壁工作面,1994年长壁面产量1812118万t,其中煤层最厚的是7101m,采高最大是3196m(西麋矿)。抽样调查33个矿,最大采高3105m,最小采高1147m,平均采高2113m。我们考察的怀俄明州舒舒尼(Sho shonee)矿,煤层厚6m,只采315m。 澳大利亚现有长壁工作面25个,采高1165~312m。长壁面平均单产180万t,1993年新南威尔士州巴尔波尼(B aal Bone)矿长壁面单产达到300万t,煤厚2~4m。 英国1992 1993年度有83个长壁工作面,工作面平均日产2230t,1994年产量最高的威尔贝克(W elbeck)矿综采面平均日产10405t,采高212m。 波兰是厚煤层赋存较多的国家,最厚的达60m,1995年产硬煤1138亿t,厚煤层产量占13%。有398个采煤工作面,工作面平均日产1680t。采用冒落法和充填法的采煤 ? 3 ?

煤矿开采技术——采煤方法概述

第五章采煤方法概述 第一节采煤方法概念及分类 第二节采煤方法的选择 第三节采煤方法发展方向 目的要求: 1、了解采煤方法发展方向 2、掌握采煤方法概念及分类 3、掌握采煤方法的选择 重点、难点和突破的方法: 重点:1、采煤方法概念及分类 2、采煤方法的选择 难点:采煤方法的选择 突破方法:1、详细讲解 2、根据工程实例讲述 教学内容和步骤 第一节采煤方法概念及分类 一、基本概念 1.采场 在采区内,用来直接大量开采煤炭资源的场所,称为采场。 2.采煤工作面 在采场内进行采煤的煤层暴露面称为煤壁,又称为采煤工作面。在实际工作中,采煤工作面就是采煤作业的场地,与采场是同义语。 3.采煤工作 在采场内,为了开采煤炭资源所进行的一系列工作,称为采煤工作。采煤工作包括破煤、装煤、运煤、支护、采空区处理等基本工序及其辅助工序。 4.采煤工艺

由于煤层的自然赋存条件和采用的采煤机械不同,完成采煤工作各道工序的方法也不同,在进行的顺序、时间和空间上必须有规律地加以安排和配合。这种在采煤工作面内各道工序按照一定顺序完成的方法及其相互配合称为采煤工艺。 5.采煤系统 采煤系统是指采区内的巷道布置系统以及为了正常生产而建立的采区内用于运输、通风等目的的生产系统。通常是由一系列的准备巷道和回采巷道构成的。 6.采煤方法 采煤方法是指采煤系统和采煤工艺的综合及其在时间、空间上的相互配合。不同采煤工艺与采区内相关巷道布置的组合,构成了不同的采煤方法。 二、采煤方法分类(如图所示) (一)壁式体系采煤法 壁式体系采煤法一般以长壁工作面采煤为主要特征,是目前我国应用最普遍的一种采煤方法,其产量约占到国有重点煤矿产量的95%以上。 (1)根据开采技术条件煤层按倾角分类: 地下开采露天开采 近水平煤层α<8°α<5° 缓倾斜煤层8°~ 25°5°~ 10° 倾斜煤层25°~ 45°10°~ 45° 急倾斜煤层α> 45°α>

厚煤层开采方法的选择适用性分析

厚煤层开采方法的选择适用性分析 【摘要】我国厚煤层(指厚度超过3.5m)资源储量丰富,具有雄厚的开采价值。为了实现绿色、安全、高产高效开采的目的,厚煤层开采方法选择尤为重要,主要从经济上与技术上选择可行的方法,于是本文分析了放顶煤开采与大采高综采两种方法,对于解决资源问题具有重要研究意义。 【关键词】厚煤层;开采方法;选择适用性 前言 选择合适的采煤方法是开采厚煤层研究的重要课题之一。从目前我国多数煤炭企业开采技术上来看,厚煤层开采方法可分为3种:传统的分层开采方法、大采高综采技术与综采放顶煤开采方法。前一种工艺我国发展较为成熟,采用机械化采煤、运煤等技术与装备后生产效率得到大幅度提升,同时新型假顶材料的研制、假顶和再生顶板的管理技术使得顶板管理趋于稳定,无论是在巷道布置还是在技术管理方面,各煤矿都积累了不少经验,但由于铺设假顶及巷道掘进工作量大,生产组织及管理较复杂,随着煤炭开采技术的不断发展,近年来放顶煤开采和大采高开采技术得到了快速发展和广泛应用,以下就这两种进行具体阐述。 1 放顶煤开采 在诸多的采煤方法中,一般认为放顶煤开采法能够在保持较高产量和效益的同时做到对于人员安全的尽可能保障,并可以减少采煤相关的消耗。基于以上原因,现在放顶煤开采法已经成为中国各地区大中型煤矿对厚煤层(煤层厚度>6m)进行开采的主要方法。特别是对于厚煤层居多的矿区来说,放顶煤开采法已经成为其实现高效集约化煤炭生产的重要途径。按照工作面所用相关设备的差异,放顶煤开采法一般可细分为“炮采放顶煤法”和“综合机械化放顶煤开采法”,目前多采用“综合机械化放顶煤开采法”,它是指在煤层的下部布置较为特殊的综采工作面(在工作面的后部增加刮板输送机,并且放置的支架为具有放煤功能的专用放顶煤支架),并进行开采的方法。此种方法经由在我国投入大量的实际使用并发展成熟,一般认为只要相关条件符合,采用“综合机械化放顶煤开采法”对煤层开采具有较强的技术优势。 1.1 放顶煤开采的技术优势其技术优势 ①降本提效。综合机械化放顶煤开采法相较于其他方法而言,能够有效的降低巷道掘进工作量达一半以上,同时减轻了采煤机的割煤量,节约了开采所需消耗的电力及材料,从而摊薄了吨煤生产成本,促进了生产效率的提升,有助于相关单位实现集约化的高效率生产。②管理简单。采用综合机械化放顶煤开采法时,由于其“直接顶”为完整顶煤,因此避免了分层开采过程中受到人工假顶质量影响的因素,减轻了工作面顶板控制带来的相关问题,故而有利于整个开采过程的管理。③强适应性。采用综合机械化放顶煤开采法时,由于是沿着煤层的底板进行

煤矿中厚煤层的开采技术

煤矿中厚煤层的开采技术 摘要:煤矿在开采时,因为矿内煤层所处地质条件的不同,使得煤层在开采过程中开采工具及开采工艺往往也不尽相同,而在煤层开采过程中,为了更加安全有效,就需要对煤层的空间层面进行设计,并且选取合适开采技术。基于此,本文结合煤矿开采实例主要阐述煤矿中厚煤层开采时所用的技术。 关键词:煤矿;开采技术;机械设备;煤 截至目前来说,根据采煤时是否使用大量的水,将采煤技术分为了干式采煤与水式采煤两种,其中水式采煤技术是煤矿中厚煤层开采中应用很广泛的一种,本文结合某煤矿中厚煤层开采实例,分别从煤层工作面设计、技术管理、安全生产管理等几个方面就怎样提高产能的措施做了叙述,提出了以后怎样对中厚煤层进行更加合理的开采,并总结了在开采中应该注意的事项。 1实例概况 1.1矿井历史 某矿业公司为国外专家设计的大型水能机械采煤矿井,该矿井计划产能为150万t/a,实际在1989年开建,截至1990年正式投产,1993年完成设计产能,1995开始新建井并扩建,1998年新井开始投入产出,新井预计产能可达到200万t/a,2005年新井产能达到了250万t/a。 1.2矿井地质条件 该煤井位于山区,所处地域地质主要是褶皱构造。井田自西向东依次由X1向斜、X1背斜、X2向斜、X2背斜、X3向斜等几个主要褶皱构成,其中X1背斜占矿井大部,与其余褶曲复合构成整个煤层,使得煤层构造极为复杂,一些煤层稳定程度很低。 1.3矿井生产状况 该矿井元先设计为水式采矿井,但是随着矿井不断开采,使得煤层倾角不断下降,因此从2002年初煤矿尝试了使用旱采,直至现在,矿井开采到地下600m至800m水平,直至2005年,所有的水式采矿井均基本采完,煤矿进入了全面旱采阶段。 2水式采矿技术重点 2.1做好开采前的准备工作 在煤矿开采之前需要做好的准备工作有:(1)监督好巷道的掘进质量;(2)掘进时注意对顶板的保护,尽量降低空顶距离,并保证按时接顶,以防止顶板被破坏而导致的裂隙大量产生及出现抽冒情况,为以后矿井的回采制造麻烦。(3)对于回采巷道中的高压管道在安装时必须要做好质量保证工作,严禁管道存在跑水现象,否则将会出现停枪,而造成采垛落板丢煤;

煤层气开采技术

煤层气简介 1、定义 煤层气,是指储存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体,是煤的伴生矿产资源,属非常规天然气,是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料。 煤层气俗称“瓦斯”,其主要成分是CH4(甲烷),与煤炭伴生、以吸附状态储存于煤层内的非常规天然气,热值是通用煤的2-5倍,主要成分为甲烷。1立方米纯煤层气的热值相当于1.13kg汽油、1.21kg标准煤,其热值与天然气相当,可以与天然气混输混用,而且燃烧后很洁净,几乎不产生任何废气,是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。 煤层气空气浓度达到5%-16%时,遇明火就会爆炸,这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。煤层气直接排放到大气中,其温室效应约为二氧化碳的21倍,对生态环境破坏性极强。在采煤之前如果先开采煤层气,煤矿瓦斯爆炸率将降低70%到85%。煤层气的开发利用具有一举多得的功效:洁净能源,商业化能产生巨大的经济效益。 2、煤层气与煤矿瓦斯的关系与差异 在煤炭工业界通常将涌入煤矿巷道内的煤层气称之为煤矿瓦斯(Gassy),其气体组分除煤层气组分外,还有煤矿巷道内气体的成分,如氮气(N2)、二氧化碳(CO2)等空气组分以及一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)等采矿活动所产生的气体组分。

在煤层气概念引进初期,有些学者为便于业外人士了解煤层气,通常在煤层气一词后加注“俗称煤矿瓦斯”。 近年来,国内外有些学者为区分两者之间的概念差异,将通过煤矿井下抽放(Gas Drainage in-mine)、采动区(GOB)抽放或废弃矿井(Abandoned Mines)抽排等方式获得的煤层气称为Coal Mine ethane (缩写为CMM)。 2、存在形式 吸附于煤内表面;以游离态存在于煤的天然孔隙中;少量溶解在煤的地层水中。 3、用途 煤层气(煤矿瓦斯)作为一种非常规天然气,可作为瓦斯发电、居民生活和工业锅炉燃料。煤层气可以用作民用燃料、工业燃料、发电

煤层气的开采与利用

煤层气的开采与利用 (包括不限于新旧技术的介绍与对比、国内外技术对比,目的是搞清楚煤层气作为一种自然资源是如何实现经济效益的); 一.煤层气背景介绍 1.我国煤层气资源分布 我国大型煤矿区煤层气资源丰富,13个大型煤炭基地煤矿区埋藏深度1500m以浅,煤 ,煤 2. 12起,。3. 程等。 地质载体特殊性 煤层气的地质载体为煤层,煤炭本身就是能源开发的重要对象,这一自然属性更是有别于其他所有的化石能源矿产。煤层气与煤炭资源的同源同体的伴生性决定了这2种资源的开发必然有密不可分的内在关联。煤矿区煤炭资源的开采引起矿区岩层移

动的时空关系,影响着煤层气资源开发的钻井(孔)的布设、采气方法的选择和抽采效果等多个方面。 鉴于上述特殊性,煤层气勘探开发技术既有常规天然气勘探开发技术的来源、借鉴甚至直接移植,又有自己的独特性,还有与采煤技术交叉融合的耦合特性,是一个与常规天然气和煤炭开发技术既有联系又有区别的复杂技术系统。 1. 三(多) , 2. 创新, 3. 前提下,协同开采技术得以发展和进步。如解放层开采、井上下联合抽采、煤炭与煤层气共同开采等就是其典型实例。 4.煤层卸压增透技术

对于煤层渗透率低和含气饱和度低的矿区须探索应用煤层卸压增透技术,提高煤层气 抽采率。此类技术主要包括保护层开采卸压增透技术、深孔预裂爆破技术、深穿透 射孔技术、高能气体压裂技术和高压水力增透技术等。 三.近年来我国煤层气开采技术发展 1.勘探技术手段深化 (eg 2~3倍; 管、。)2. 活性 变排量控制缝高技术、前置液粉砂多级段塞降滤失技术、前置液阶段停泵测试技术、大粒径/高强度支撑剂尾追技术、压后合理放喷控制技术等。 针对多煤层地区,采用煤层和岩层组合分段压裂技术,可以有效提高单井产量和资源 利用效率。

厚煤层分层开采煤层自然发火的综合防治

厚煤层分层开采煤层自然发火的综合防治 山东省济宁市蔡园生建煤矿朱启宽 在厚煤层分层开采过程中,煤层的自然发火是影响矿井安全生产的重要隐患之一,也是制约矿井高产高效建设的重要因素。有效地预防煤层自然发火是厚煤层分层技术中研究的关键课题之一。 济宁市菜园生建煤矿自建矿以来,共发生煤层自然发火及隐患20余起,其中,1989年一采区发生的煤层自然发火导致整个矿井停产,最终把整个采区封闭,呆滞煤炭储量100余万吨,1996年至1997年间,2364、2372采面先后发生煤层自然发火,均导致采面停产5至7天,造成了极大地经济损失。为此,我矿组织有关工程技术人员,针对矿井的现状,对厚煤层分层开采煤层自然发火的防治进行了系统研究,取得了有效地成果,从1997年至今,矿井没有发生影响矿井安全生产的火灾,为矿井的可持续安全生产奠定了基础。 1 矿井概况 菜园井田位于滕县煤田的南部,地处山东省微山境内,该矿采用立井多水平分区式开拓,年生产能力达80万吨,目前开采山西组3上、3下两层煤,煤层厚度分别为5.1~5.6m和3.8~4.4m,煤的硬度为f=1.5,煤层易自然发火,自然发火期为4~6个月。煤层分4个分层开采,采高为1.9~2.3m,回采巷道为沿空送巷,垂直布臵,区段之间、采区之间实现无煤柱开采。采煤方法为倾斜分层、下行垮落、人工假顶、走向长壁采煤法,采煤工艺是爆破落煤、人工装煤、刮板输送机运煤,支护方式是单体液压支柱(DZ-25-25 /100型)配合铰接顶梁(HDJA-100型)正悬臂支护,顶板管理采用全部垮落法。 2 预防煤层自然发火采取的措施 2.1 搞好矿井开拓设计,优化巷道布置 在矿井建设初期,由于生产能力较小,建设资金相对匮乏,为尽早出煤,把采区的轨道上山、区段集运巷均沿3下煤底板布臵,这样造成了护巷煤柱由于受采动压力的影响,煤体相对破碎,不仅给巷道维护带来困难,而且使整个采空区长期处于漏风状态,

厚煤层分层开采顶分层综采工作面防火设计

厚煤层分层开采顶分层工作面防止煤层自然发火设 计及安全技术措施 为防止II883-1工作面煤层自然发火事故,确保II883-1工作面初采、回采、收作期间的安全生产,根据《煤矿安全规程》和集团公司有关防灭火技术管理规定,编制II883-1工作面防止煤层自然发火设计及安全技术措施。 一、II883-1工作面概况 (一)位置概况 该面位于井田西部,西部井西北部,矿区专用铁路东北部,地面受Ⅱ881、Ⅱ981工作面采动影响已塌陷下沉,地表多为农田,无其它建筑物。 该面上邻Ⅱ881工作面采空区,下邻Ⅱ885工作面(正在准备),东至Ⅱ八采区边界,西以F14断层为界。该工作面平均走向长314m,倾斜宽95m,平面积29830m2(斜面积31072m2)。 (二)所采煤层概况 从溜煤眼、钻孔及三巷揭露煤厚资料分析,该面8煤层煤厚1.1-16.7m,平均厚度8.4m,煤厚变化大,煤体结构复杂;煤层结构简单,全区发育1层8煤;煤层倾角5-29°,平均16°。 (三)所采煤层自然倾向性 II883-1工作面所采煤层为8煤层,由 2011年重庆煤科院进行的煤层自燃倾向性等级鉴定得出如下结论:8煤自燃倾向性等级为I类,属容易自然煤层。根据研究和现场实际确定煤层自然发火参考标志气体是一氧化碳。 二、防止煤层自然发火技术设计 (一)灌浆防火 II883-1工作面采用随采随灌与采后集中灌浆相结合的方案,工作面依靠新副井地面灌浆站。工作面回采期间进行随采随灌,收作后进行采后集中灌浆。

图1 灌浆系统布置示意图 1、浆液的制备 目前灌浆使用的浆液的制备是机械制浆,每配制一立方的浆液添加0.5kg 的阻化剂、0.4kg 的粘稠剂、1kg 的发泡剂。使用2个搅拌池和1个注浆池,池深和直径均为2m ,池体用砖砌筑水泥抹面或用钢板焊接,其上固定搅拌器。搅拌池底部留有出料口,在浆液流入注浆池前设双层过滤筛子(孔径为10mm),各安设离心式液下泥砂泵2台。 2、灌浆管路设计 主要灌浆干管直径是根据管内泥浆的流速来选择。在设计中,泥浆给定后,先确定泥浆在管道中流动的临界流速,再求出泥浆的实际工作流速,使之大于临界流速即可。井下灌浆管道采用无缝钢管,其井筒内钢管直径取6吋;大巷、上山等灌浆管路直径取4吋;工作面管道直径取2吋。 灌浆管路路线:西部井灌浆站→西风井→II 八进风上山→Ⅱ八回风上山→II881回风道→II881轨道巷→II881-3#联巷→材料眼→风巷。具体见灌浆系统图。 3、灌浆参数的设计 (1)浆液的水固比 水固比的大小影响着注浆的效果和泥浆的输送,一般情况下为4:1,冬季为5:1。 (2)灌浆量(煤矿注浆防灭火技术规范MT/T 702—1997) 至钻孔 至钻孔

彬长矿区煤层气赋存特征及开采前景分析

彬长矿区煤层气赋存特征及开采前景分析

彬长矿区煤层气赋存特征及开采前景分析 1、矿区基本概况 彬长矿区位于黄陇侏罗纪煤田中部,地处咸阳市彬县、长武县境内。矿区规划面积577.39km2,地质储量78.91亿t;区内主采煤层为4号煤层,平均厚度19.39m。煤层赋存稳定,地质构造简单,煤质优良,灰分小于12%,含硫小于0.5%,属低硫、低磷、低灰、高热值的优质动力煤。开采条件优越,适宜大规模机械化开采,是建设大型现代化矿井的理想之地。 1997年8月原国家计划委员会以计交能[1997]1351号文下达了《国家计委关于陕西彬长矿区总体规划的批复》,批复矿区新建矿井9对,分别为大佛寺矿井 (其中一期3.0Mt/a,二期8.0Mt/a)、孟村矿井(6.0Mt/a)、胡家河矿(4.0Mt/a)、小庄矿井(8.0Mt/a)、亭南矿井(3.0Mt/a)、下沟矿井(3.0Mt/a )、官牌矿井(1.2Mt/a)、蒋家河矿井(0.9Mt/a)、水帘洞煤矿(0.90Mt/a),矿区总规模41.0Mt/a,其中一期36.0Mt/a,二期41.0Mt/a。矿区“十五”期间已建成亭南矿井、大佛寺矿井,随着西〔安〕~平〔凉〕铁路的开工建设,小庄、孟村、胡家河、雅店矿井及同步建设的马屋电厂、亭口水库等矿区重大建设项目正陆续建设,将最终把彬长矿区建设成为安全、高效,集煤、电、路、化工、水利一体化的国内一流、国际领先的现代化矿区。 2、地层特征 彬长矿区地层区划属华北地层区鄂尔多斯盆地分区,从东南向西北沿沟谷依次出露三叠系上统胡家村组(T3h)、侏罗系下统富县组(J1f)、侏罗系中统延安组(J2y)、直罗组(J2z)、安定组(J2a),白垩系下统宜君组(K1y)、洛河组(K1l)、华池组(K1h)。第三系及第四系覆盖其上。

大倾角厚煤层开采技术分析

总第182期2019年第4期 山西化工 SHANXI CHEMICAL INDUSTRY Total182 No.4,2019 奏题讨谑DOI:10.16525/https://www.360docs.net/doc/a64773852.html,l4-1109/tq.2019.04.35大倾角厚煤层开采技术分析 吴少勤 (阳城县阳泰集团实业有限公司,山西晋城048100) 摘要:大倾角厚煤层综放回采面长期以来因为存在回采率偏低、煤壁片帮与冒顶现象严重、回采设备稳 定性差等诸多问题,而成为各大矿区生产作业的难点之一,极大的制约了井下生产的安全、持续、高效开 展。以本单位3110大倾角综放回采面为对象,通过多种技术手段对如何提升大倾角厚煤层回采效率与 安全性展开探究,在实现3110回采面高效安全回采的同时希望能够为其他矿区类似情况的解决提供借 鉴与参考。 关键词:大倾角;厚煤层;开采关键技术;创新点;实测分析 中图分类号:TD82文献标识码:A文章编号:1004-7050(2019)04-0095-03 引言 大倾角厚煤层开采工艺起步时间较晚,在实际开采作业极易出现各类突发安全事故,集中体现在回采设备不完善、煤矿安全支护控制理论不完备等方面,极大的制约了煤矿开采行业的发展。基于此,剖析大倾角厚煤层开采工艺具有实际意义,可从根源上消除安全隐患,保证煤炭生产作业的安全性。 1简述工程概况 本单位井田总开采面积达到5.68km?,年产能超过65万t,预计设计生产年限达到25年。在整个矿井范围内,王要包括2#、10井与17井煤层,煤层平均厚度约为5.8m,结构复杂,个别部位含有至少两层夹石干。当前主要针对2#井实施开采作业,埋深超过350m,经测量得知,最大煤层倾向角为32°,且作业面起伏范围较大,属于典型的大倾角厚煤层综合开采作业。在实际开采过程中,极易受到各类主客观因素的影响,诱发生产安全事故。另外,大倾角厚煤层的回采作业难度系数较高,并伴有一定的风险性。 2开采作业核心技术 施工人员使用回弹仪测试主采煤层及煤层夹石干,合理测定顶煤与夹石干强度;依托专业技术理论,测算工作面压力强度等级与安全支撑架构的承载限度等。 收稿日期:2019-07-04 作者简介:吴少勤,男,1989年出生,毕业于山西大同大学,助理工程师。 根据工程所处区域的地质结构条件特征,构建三维模拟试验台,综合分析倾斜回采作业基本规律,并模拟顶煤放出速度与煤石干分界面变化规律的动态变化关系。然后利用专业数值模拟软件,定向标志颗粒的变化轨迹口勾。 依托钻孔成像技术与超声波技术,可探测地质构造断裂带与煤壁安全稳固性,揭示回采面与顶板周期受压裂缝延展深度。同时采取棕绳+注浆锚固作业的方式,处理地质构造断裂带与煤壁片帮段,进一步提升煤壁的安全稳定性。 针对锚索加固技术来说,注浆工艺发挥着不可替代的作用,其工序如下: 1)选择煤壁超前注浆加固工艺,处理煤壁破损较为严重的区域,避免煤壁断裂片大面积脱落造成工作面顶部的塌落。在布设注浆孔的过程中,要确保其与煤壁垂直,间隔距离控制在3m左右,设置在距离底板约2/3的位置⑷。 2)在煤壁上设置直径约42mm的注浆孔,在设置过程中,需确保注浆孔与煤壁的位置保持垂直,然 后再将直径适宜的注浆管插入浆孔,并一同放置直径约15mm的棕绳,最后,在注浆管内注入波雷音混合液。注浆效果,如96页图1所示。 应用上述注浆工艺和工作面顶管管理技术,可 有效控制煤壁的破损。且回采面作业更加安全也更加稳定,回采面井注浆处理后形成的稳定煤壁,如第96页图2所示。 3技术创新的主要内容 根据大倾角厚煤层工作面回采作业中存在的主

厚煤层分层开采与综放开采的技术经济比较

厚煤层分层开采与综放开采的技术经济比较 摘要本文对放顶煤开采和分层开采进行了技术分析和经济比较,结果表明,在厚煤层开采中,采用放顶煤开采,技术经济效果十分显著,放顶煤开采已成为厚煤层开采的发展方向之一。 关键词放顶煤开采分层开采技术分析经济比较 1概述 我国目前开采厚煤层的主要方法有分层开采、一次采全高和放顶煤开采。综采放顶煤技术产生于欧洲,发展且成熟于我国。1964年法国试验综采放顶煤获得成功,解决了5~20m 厚煤层的一次采全高问题,先后被南斯拉夫等东欧国家引进,并取得较好的技术经济效果。我国自1982年开始研制综采放顶煤支架及工艺方法,到1984年第一个工作面的试验,随后便推广到我国的29个局、矿70近个工作面,并应用到我国多变和复杂的厚煤层地庸条件,解决了长期困扰我国厚煤层开采的效益、工效、高产的问题,综采放顶煤在我国获得了长足的发展。分层开采所需设备、开采布局与开采单一煤层基本相同一次采全高,设备笨重,倒架、歪架难以控制,片帮、冒顶严重威胁工作面的正常回采,限制了使用范围放顶煤开采兼顾了上述两种开采工艺。采高控制在2.5m左右,使用设备与分层开采基本相近。增加一部后输送机,克服了大采高工作面存在的难以解决的问题,真正达到了在现有国产设备条件下高产、高效的目的。但由于地质条件、煤层赋存状况、技术与设备、生产与管理等存在差异,放顶煤开采的应用受到很大限制。诸如放顶煤开采丢煤的问题,煤矸混杂,多厚煤层适合放顶煤开采等一系列相关的问题。对此,文中将作如下分析和探讨。 2 技术分析 2.1分层开采和综放的优缺点 (1) 分层综采采煤法的特点 优点: ①技术成熟,采煤设备配套,类型齐全,性能完好,操作方便,管理简单,可选出适用各种条件的采煤设备;②液压支架及配套的采煤机设备体积小、轻便,回采工作面搬家方便; ③采高一般为2.0~3.5m,回采工作面煤壁增压区小,煤壁稳定,生产环节良好;④回采工作面采出率高,可达到93~97%以上,能达到国家规定要求;煤炭含矸率低,一般不大于1.5%,相对综放开采煤尘浓度低;⑤和综放工艺比较,顶板易管理,工作面巷道维护难度小。 缺点: ①工作面单产低,单产提高困难;②开采投入高,上、下分层开采,人工铺网劳动强度大,铺网费用高,煤巷掘进工程量大,掘进率高,回采工作面搬家倒面次数多,搬家费用高;区段分层周期长,多次启闭,引起自燃发火频繁;③需要等再生顶板的生成,加剧接续紧张的矛盾;④由于下分层开采需要留内错式隔离煤柱,使得带区采出率降低。 适用条件:

谈构造厚煤层开采方法

谈构造厚煤层开采方法 谈构造厚煤开采方法 永安煤业公司仙亭煤矿余立贺 摘要:阐述了厚煤层构造特征,说明传统采法不尽合理的地方,从理论和实践上改进 了构造厚煤层的回采工艺、采煤方法。 关健词:改进厚煤开采方法心得体会 一、前言 传统对构造厚煤的开采往往采用壁式采法,施工队经常以习惯性作业方式,也就是以 压采的形式进行,推进到一定的程度,留隔离煤柱隔离采空区,这种不尽合理的开采方式,使得工作面底煤大量流失,造成浪费资源,煤炭回收率低,工效低下。且支柱支护在底煤上,造成对顶板支撑力不够,给安全生产带来隐患。 现以一采区+500 33#工作面为例,阐述了对构造厚煤开采加以改进的方法。 一采区+500 33#工作面位于一采区+500m大巷的南翼,属Ⅲ1向背斜构造。煤层呈单 斜不稳定,构造发育,倾角变化较大,一般在28~35度之间,煤层在褶曲核部呈条带沟 状赋存,最大煤层厚度超过4米。 煤层顶板:泥岩,薄层状,水平层理,含有黄铁矿结核,植物根茎化石。煤层采空后,顶板完整性较好,不表现周期压力。煤层:半光亮型,颗粒块状,颗粒较细。近顶板有黄 铁矿结核层。煤层底板:砂质泥岩,簿层状,局部为砂岩。 本工作面煤层上区段未经开采,其开采标高超出+540水平,使开采斜长大量增加。为了增加开采储量,开切眼采用最大限度往上延伸。 二、改进施工工艺 考虑该工作面煤层特殊的赋存形态,本工作面采用高位贯通结合分期打眼采煤法,其 工艺流程表示如下: 开切眼与高位眼(见图示):A ~B 、C ~D 。工作面开切眼布置在巷道巷道迎头压 薄带,选择顶板较稳定处开口,顺压薄带往上施工,直至构造带或煤层压薄带。高位眼布 置在巷道外压薄带,选择顶板较稳定处开口,顺压薄带往上施工,直至构造带或煤层压薄带。高位眼与工作面开切眼分别沿压薄带掘眼施工,直至沟通成联络眼,构成高位贯通采 煤面。 打切割眼:E ~F G~H 。每间隔8米打一道切割眼,即分斜坡眼。 掘毛峒:在待采煤柱1中间开掘出一条毛峒,即可采出1部分煤柱的煤量。

浅议煤矿煤层的开采技术

浅议煤矿煤层的开采技术 发表时间:2011-09-29T16:27:09.627Z 来源:《时代报告》2011年7月下期供稿作者:王保军 [导读] 在一定时间内,按照一定的顺序完成回采工作各项工序的过程,称为采煤工艺过程。 王保军 (河南煤化集团鹤煤公司九矿河南鹤壁 458000) 中图分类号:TD821 文献标识码:A 文章编号:41-1413(2011)07-0000-02 摘要:由于煤层的自然条件和采用的机械不同,完成回采工作各工序的方法也就不同,并且在进行的顺序、时间和空间上必须有规律地加以安排和配合。这种在采煤工作面内按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合,称为采煤工艺。在一定时间内,按照一定的顺序完成回采工作各项工序的过程,称为采煤工艺过程。 关键词:开发技术煤炭工艺煤炭 一、煤炭开采的主要形式 (一)井下采煤 井下采煤的顺序。对于倾角10°以上的煤层一般分水平开采,每一水平又分为若干采区,先在第一水平依次开采各采区煤层,采完后再转移至下一水平。开采近水平煤层时,先将煤层划分为几个盘区,立井于井田中心到达煤层后,先采靠近井筒的盘区,再采较远的盘区。如有两层或两层以上煤层,先采第一水平最上面煤层,再自上而下采另外煤层,采完后向第二水平转移。 按落煤技术方法,地下采煤有机械落煤、爆破落煤和水力落煤三种,前二者称为旱采,后者称为水采,我国水采矿井仅占1.57%。旱采包括壁式采煤法和柱式采煤法,以前者为主。壁式采煤法工作面长,一般100~200 m,可以容纳功率大,生产能力高的采煤机械,因而产量大,效率高。柱式采煤法工作面短,一般6~30 m,由于工作面短,顶板易维护,从而减少了支护费用,主要缺点是回采率低。(二)露天采煤 移走煤层上覆的岩石及覆盖物,使煤敞露地表而进行开采称为露天开采,其中移去土岩的过程称为剥离,采出煤炭的过程称为采煤。露天采煤通常将井田划分为若干水平分层,自上而下逐层开采,在空间上形成阶梯状。 其主要生产环节:首先用穿孔爆破并用机械将岩煤预先松动破碎,然后用采掘设备将岩煤由整体中采出,并装入运输设备,运往指定地点,将运输设备中的剥离物按程序排放于堆放场;将煤炭卸在洗煤厂或其他卸矿点。 主要优缺点 优点为生产空间不受限制,可采用大型机械设备,矿山规模大,劳动效率高,生产成本低,建设速度快。另外,资源回采率可达90%以上,资源利用合理,而且劳动条件好,安全有保证,死亡率仅为地下采煤的1/30左右。 主要缺点是占用土地多,会造成一定的环境污染,而且生产过程需受地形及气候条件的制约。在资源方面,对煤赋存条件要求较严,只宜在埋藏浅,煤层厚度大的矿区采用。 二、采煤方法与工艺 在发展现代采煤工艺的同时,继续发展多层次、多样化的采煤工艺,建立具有中国特色的采煤工艺理论。我国长壁采煤方法已趋成熟,放顶煤采煤的应用在不断扩展,应用水平和理论研究的深度和广度都在不断提高,急倾斜、不稳定、地质构造复杂等难采煤层采煤方法和工艺的研究有很大空间,主要方向是改善作业条件,提高单产和机械化水平。 (一)开采技术 开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术。以提高工作面单产和生产集中化为核心,以提高效率和经济效益为目标,研究开发各种条件下的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺,简单、高效、可靠的生产系统和开采布置,生产过程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术,发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化,进一步改进工艺和装备,提高应用水平和扩大应用范围,提高采煤机械化的程度和水平。 (二)解决难题 开发“浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效现代开采成套技术”,主要解决以下技术难题。 硬顶板控制技术,研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术,主要通过岩层定向水力压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术,使直接顶能随采随冒,提高顶煤回收率,且基本顶能按一定步距垮落,既有利于顶煤破碎,又保证工作面的安全生产。 硬厚顶煤控制技术,研究开发埋深浅、支承压力小条件硬厚顶煤的快速处理技术,包括高压注水压裂技术和顶煤深孔预爆破处理技术,使顶煤体能随采随冒,提高其回收率。 顶煤冒放性差、块度大的综放开采成套设备配套技术,研制既有利于顶煤破碎和顶板控制,又有利于放顶煤的新型液压支架,合理确定后部输送机能力。 两硬条件下放顶煤开采快速推进技术,研究合适的综放开采回采工艺,优化工序,缩短放煤时间,提高工作面的推进度,实现高产高效。5~5.5m宽煤巷锚杆支护技术,通过宽煤巷锚杆支护技术的研究开发和应用,有利于综采配套设备的大功率和重型化,有助于连续采煤机的应用,促进工作面的高产高效。 (三)缓倾斜薄煤层长壁开采 主要研究开发:体积小、功率大、高可靠性的薄煤层采煤机、刨煤机;研制适合刨煤机综采的液压支架;研究开发薄煤层工作面的总体配套技术和高效开采技术。 (四)缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁综采 应进一步加强完善支架结构及强度,加强支架防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变形、防止严重损坏千斤顶措施等的研究,提高支架的可靠性,缩小其与中厚煤层(采高3m左右)高产高效指标的差距。 (五)各种综采高产高效综采设备保障系统 要实现高产高效,就要提高开机率,对“支架—围岩”系统、采运设备进行监控。今后研究的重点是:通过电液控制阀组操纵支架和改

煤层气(瓦斯)地震勘探技术

煤层气(瓦斯)地震勘探技术 中国矿业大学资源与地球科学学院 二零一零年十月

1 煤层气(瓦斯)勘探的意义 煤层气(瓦斯)是由煤化作用形成的赋存于煤层中以甲烷为主的混合气体。 首先,煤层气作为一种新型洁净能源,其开发利用可弥补我国常规能源的不足。我国是煤层气资源大国,居世界第二位。近年来,对煤层气的成因、储层特性、赋存状态、成藏理论进行系统研究,取得了一大批成果。但是,相应的勘探与开发技术相对滞后。今天,地质学家和地球物理学家已经把研究重点放在勘探与开发技术领域。 其次,瓦斯突出问题是长期以来困扰煤矿安全生产的一个灾害性问题。据国家安监总局统计,在一次死亡10人以上的特大煤矿事故中,瓦斯事故起数占69%。问题关键在于煤矿开采前和开采过程中,对地下瓦斯富集的情况一无所知。这样就使煤矿在生产过程中,无法根据瓦斯分布情况制定有针对性的措施。 总之,煤层气(瓦斯)的勘探、开发与利用可以改善我国能源结构、促进煤矿安全生产、有效保护生态环境,是一举多得利国利民的大事。 2瓦斯地质理论 影响煤层气(瓦斯)富集的主要地质因素包括煤层埋藏深度、断层及其它构造分布、构造煤(煤层中的软分层)的分布、煤层顶底板的封闭程度(透气性)。瓦斯富集和突出有以下基本规律: (1) 瓦斯随着煤层埋藏深度增加而增加; (2) 构造煤是典型的瓦斯地质体,所有发生煤与瓦斯突出的煤层都发育一定厚度的构造煤; (3) 大多数瓦斯突出都发生在构造破坏带,主要与压性、压扭性断裂有关; (4) 瓦斯突出与褶皱构造关系密切,在向斜、背斜轴部及其附近有利于瓦斯聚集,易于发生瓦斯突出。 2.1煤体结构类型和构造煤 瓦斯地质学从地质角度出发,根据煤体宏观和微观结构特征,把煤体结构分为四种类型,即原生结构煤、破碎煤、碎粒煤和糜棱煤,后三种类型是煤层中的软煤,统称为“构造煤”,是煤层层间滑动构造的产物。 当地应力和瓦斯压力达到一定值时,突出与否的关键取决于地压和瓦斯膨胀

四台矿极近距离煤层采空下开采技术

编订:__________________ 单位:__________________ 时间:__________________ 四台矿极近距离煤层采空 下开采技术 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑

文件编号:KG-AO-2669-96 四台矿极近距离煤层采空下开采技 术 使用备注:本文档可用在日常工作场景,通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署,从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作,使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 四台矿404盘区10#层于20xx年底开采结束,为保证盘区正常接替,必须开采404盘区下部11#层。404盘区10#层与11#属极近距离煤层,层间距不稳定。我矿从科学合理的盘区开采设计到首采面8423工作面掘进、开采的成功完成,总结出宝贵的理论基础和实践经验,形成一套完整的极近距离煤层采空下开采技术。 1盘区概况 11#层404盘区所处的开采水平为1045水平,上部10#层均已回采结束,盘区走向长度1340m~1770m,倾斜长度1180m。煤层包括11#层和盘区中部1000m段11#层与12-1#层合并层,厚度2.0m~7.4m,平均厚度4.0m,煤层倾角10~60,平均30,煤层与10#层层间

煤层气

煤层气 煤层气(Coalbed Methane)储层参数,主要包括煤的等温吸附特性参数、煤层气含量、渗透率、储层压力、原地应力,以及有关煤岩煤质特征的镜质组反射率、显微组分、水分、灰分和挥发分等,相应的测试分析技术有:煤的高压等温吸附试验(容量法)、煤层气含量测定、煤层气试井和煤岩煤质分析等。 煤的高压容量法等温吸附实验,是煤层气资源可采性评价和指导煤层气井排采生产的关键技术参数,等温吸附数据测定准确性,直接关系到煤层气开发项目的成败和煤层气产业的发展。 许多研究表明,煤是具有巨大内表面积的多孔介质,象其它吸附剂如硅胶、活性碳一样,具有吸附气体的能力。煤层气以物理吸附方式储存在煤中,主要证据有:甲烷的吸附热比气化热低2—3倍(Moffat &Weale,1955;Y ang &Saunders,1985),氮气和氢气的吸附也与甲烷一样,这表明煤对气体的吸附是无选择性的;大量试验也证明,煤对气体吸附是可逆的(Daines,1968;Maver 等,1990)。 结合国内外资料,推荐吸附样粒度为60—80目。 煤的平衡水分—当煤样在温度30℃、相对湿度96%条件下,煤中孔隙达到水分平衡时的含水量。 测试平衡水平的主要目的是:恢复储层条件下煤的含水情况,为煤的吸附实验做准备。 煤层气含量—指单位重量煤中所含的标准状态下(温度20℃、压力101.33kpa)气体的体积,单位是cm3/g或m3/t。它是煤层气资源评价和开发过程

中计算煤层气资源量和储量、预测煤层气井产量的重要煤储层参数之一。煤层气含量的测定方法大体上可分为两类:直接法(解吸法)和间接法(包括等温吸附曲线法和单位体积密度测井法)。在直接法中,保压取心解吸法是精确获得原地煤层气含量最好的方法。 直接法的基本原理 煤心煤样的煤层气总量由三部分气体量构成:一是损失气(lost gas),二是实测气(measured gas),三是残余气(residual gas)。 损失气量估算主要采用美国矿业局直接法(USBM法),该法假设煤中气体解吸可理想化地看作球形煤粒中气体在恒温下扩散,可以用扩散方程来描述,球形煤粒内气体的初始浓度为常数。Grank(1975)给出了各种不同几何形态和边界条件的扩散方程的解。其解析解表达式为: △G cm=[203.1G ci D]-G cl t r 式中△G cm—累计实测解吸气含量,cm3/g G ci—初始气含量,cm3/g D—扩散系数,cm2/s R—煤粒的特征扩散距离,cm G cl—损失气含量,cm3/g 该解吸解表达式表明,早期的累计解吸气量与时间平方根成正比,这就是估算损失气量的理论依据。不过,大约20%以上的吸附气体解吸逸散后,这种估算损失气量的方法所依据的数学意义就变得不准确了。 USBM法确定的零时间起点与钻探取心时使用的循环液的类型有关。当用清水或泥浆时,零时间认定为煤心被提升到一半孔深的时刻,即认为煤心被提

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