煤与瓦斯共采技术

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1、煤与瓦斯共采技术身份证号：36252619870805XXXX煤炭是我国应用比例最大的化石能源，但其在开采的过程中往往受到瓦斯的威胁。传统的瓦斯抽放技术及方法，仅仅保证了煤矿开采的安全,却忽略了对瓦斯的利用。煤与瓦斯共采，是近几年兴起的一种新理念，木文对煤与瓦斯井釆的机理、煤与瓦斯共采新技术、煤与瓦斯共采面临的技术难点进行了论述与分析，对煤与瓦斯开釆工作有一定的参考意义。【关键词】煤与瓦斯井釆；瓦斯抽釆对我国来说，煤炭作为一种化石能源，具有不可替代的地位，因为它是我国目前能源结构中所占比例最大的一种化石能源。然而，在煤炭演化形成的过程中，还生成了一种爆炸性气体一一瓦斯。在煤矿开采过程中

2、，由于瓦斯的存在，导致煤矿存在重大安全隐患。我国之所以矿难频发，就在于多数事故特别是重大事故均是瓦斯事故。但是，瓦斯作为一种高热值的清洁能源,若被人们善加利用，则在消除煤矿安全隐患的同时，还可以为煤炭产业带来增益。因此，有必要研宄煤与瓦斯井釆技术。一、煤与瓦斯共釆的理论基础煤是一种复杂的有机混合物，是远古时期的植物遗体经过掩埋、压实、变质等作用后形成的固态化石燃料。煤是一种多孔介质，在煤的表面存在着许多微小的孔隙，而这些孔隙根据形状及孔径的不同，又可以分为不同种类。目前主流的区分方法是根据煤体表面孔隙孔径的不同对其分类，可分为大孔、中孔、小孔以及微孔。这些孔隙的存在使煤的比表面积很大，

3、这就使瓦斯在煤体表面的吸附成为可能。瓦斯是煤在变质过程中所形成的，其形成后由于盖层的作用不能溢散，所以在高压的作用下，很大一部分瓦斯以吸附态的形式存在于煤的表面。因此，煤层中含有大量的瓦斯，这为煤与瓦斯井釆提供了物质基础。在煤的演化过程中，在外力的作用下，煤的原始形态往往遭到破坏，我国的煤层大多数都为构造煤，美国、澳大利亚的煤层气抽采模式在中国可行性不高，因此，必须紧密结合我国煤层赋存实际，开辟出切实可行的煤层瓦斯抽采技术路线。大量研究表明，煤层在原始状态下，由于地应力的作用，具冇较高的压力，而这也是瓦斯吸附于煤体表面的原因。因此，若对煤层进行降压处理，使煤层压力下降，瓦斯就会从煤体表

4、面脱附以游离态存在，奋利于瓦斯的抽采•，同吋，对煤层进行卸压，会导致煤层的渗透性急剧升高。因此，对煤层卸压，是煤与瓦斯共采技术的核心手段［1】。二、煤与瓦斯共采技术手段煤炭开采的过程离不开对采区的规划。对于正在进行煤炭开采的采区,往往可以将其分为规划区、采动区及采空区三个部分。规划区是指己经进行开采规划但尚未采动的区域，采动区是指正在受采动影响的区域，采空区是指煤层己经开采、地层已经稳定的区域。三区联动，所指的就是规划区、采动区、采空区联合瓦斯抽采，其核心思想是“一井三用”。(1)规划区瓦斯抽采规划区瓦斯抽采，其最主要的抽采方法是地面井进行抽采。对于地面井而言，它的部署方法有着多样性，

5、例如，羽式井、丛式井、水平井、直井等，都是地面井的布置形式。规划区瓦斯开采方法主要是在地面部署井位，终孔位置为目标煤层，钻井完成后使用石油套管固井，之后对井底进行技术处理，技术处理的常见手段有压裂完井、射孔完井、TRD射孔完井、裸眼完井等。做好井底处理工作后，由于井筒内存在水柱压力的作用，此吋不会有瓦斯从井口冒出，这就需要缓慢排水降压排采瓦斯。排水降压是瓦斯抽采的关键技术，其压降的速率直接影响到储层裂隙的形态，若排采不慎则奋可能造成裂隙堵塞，使瓦斯产量大幅降低。若排水降压成功，则煤层瓦斯缓慢解吸，形成气态并沿煤层裂隙向抽采井运移，最终通过抽采井流出地面加以利用。(2)采动区瓦斯抽采采动

6、区由于采动的影响，地层压力急剧降低，同吋地层产生大量裂隙,有利于瓦斯的抽采。在煤矿开采中，为了保证采煤安全，经常采用开采保护层的方法进行开采，开采保护层后，在采动影响下，大量裂隙在被保护层中产生，解吸的瓦斯在裂隙中流动，最终被抽采利用。采动区的抽采方式主要奋采动区地面井、井下长钻孔、高抽巷抽采瓦斯等不同技术手段。采动区地面井，是指在地面部署钻井，其终孔位置在采动区裂隙带内；井下长钻孔，是指在井下布置钻场，向采动区附近煤层进行长距离钻孔，进行瓦斯抽采；高抽巷瓦斯抽采，是指在采动之前就在工作面煤层上方裂隙带位置布置一条巷道，在巷道内向煤层打穿层钻孔，预抽煤层瓦斯；在采动过程中，通过高抽巷抽

7、采裂隙带内的瓦斯。(3)采空区瓦斯抽采从传统意义上来讲，采空区瓦斯抽采，苏主要手段是依靠采空区埋管进行。现在己有新的技术，如地面直井抽采采空区瓦斯、井下穿层钻孔抽采采空区瓦斯等。采空区埋管抽采瓦斯，是指在工作面推进的过程中，在两巷预先留瓦斯抽采管路，当工作面向前推进后，预埋的管路进入采空区，抽采采空区的瓦斯。地面直井抽采采空区瓦斯，是指在地面部署直井，其终孔位置在“0”型利用“0”型圈内的瓦斯流动对采空区瓦斯进行抽采。井下穿层钻孔是指在井下钻场