近距离煤层群采动煤岩渗透特性演化规律与实测方法研究
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摘要
针对我国大部分矿区煤层具有渗透性低、透气性差，实际生产过程中具有进行地面钻井直接抽采和预抽采煤层气效果不佳的困难，利用在煤炭开采过程中，采动影响范围大、压力释放充分、采动裂隙发育，有利于煤层气解吸等特点，通过理论分析、计算推导、实验室相似模拟和数值模拟等方法，在前人研究单一煤层开采煤岩体裂隙发育规律的基础上，针对近距离煤层群煤岩整体结构，研究其受采动影响下各个煤层的渗透特性变化情况与规律，通过多种监测手段并行结果互衍的方式，弄清近距离煤层群保护层开采后瓦斯的真正来源及通道，并在此基础上定量化地研究煤岩整体结构中的瓦斯储运规律。本文通过大量的现场实测数据和示踪气体分析的方法，在井下工程现场测试煤层群开采过程中，卸压煤层不同卸压区域随保护层开采工作面推进的渗透率变化情况以及瓦斯分源瓦斯涌出分析。探索形成新型的渗透率和采动裂隙时空演化规律监测手段，能够预测检验并修正瓦斯储运规律，为选择更合理的瓦斯防治技术，也为煤与瓦斯协调共采特供了理论与实践依据。
For most of the coal mines in China with a low permeability and poor ventilation, the actualproduction process has difficulty in extraction and pre-drainage CBM through ground drilling.In the process of coal mining, mining sphere of influence, pressure release full and miningfractured are conducive to CBM desorption. Through theoretical analysis, calculate-deduction,laboratory modeling and numerical simulation method, and on the basis of previous studies aboutthe law on single coal seam mining fissures, studying the fissures’ temporal evolution law on theclose distance coal seams which are under the influence of coal-mining. Multidimensionalpiecewise equation are been constructed to describe the the time and space concepts of the crackfield. Through many ways of monitoring, the real resource and passage of gas after the protectivelayers of close distance coal seams is been mined. And on the basis of this, the law on the gas’storage and transportation in the whole coal-rock structure has been studied. In this paper, throughthe ways of analysis of field data and tracer gas, we tested the changes of permeability and therelease of gas during the coal seam group mining process while pressure-relief coal seam beingmined in different pressure-relief protective area. We have explored a new tool to monitor themining fractured space-time evolution, which is able to predict the test and revise the laws of gasstorage and transportation. It has provided both theoretical and practical basis in choosing a morereasonable gas prevention and control technology and coordinated extraction of coal and gas.
For most of the coal mines in China with a low permeability and poor ventilation, the actualproduction process has difficulty in extraction and pre-drainage CBM through ground drilling.In the process of coal mining, mining sphere of influence, pressure release full and miningfractured are conducive to CBM desorption. Through theoretical analysis, calculate-deduction,laboratory modeling and numerical simulation method, and on the basis of previous studies aboutthe law on single coal seam mining fissures, studying the fissures’ temporal evolution law on theclose distance coal seams which are under the influence of coal-mining. Multidimensionalpiecewise equation are been constructed to describe the the time and space concepts of the crackfield. Through many ways of monitoring, the real resource and passage of gas after the protectivelayers of close distance coal seams is been mined. And on the basis of this, the law on the gas’storage and transportation in the whole coal-rock structure has been studied. In this paper, throughthe ways of analysis of field data and tracer gas, we tested the changes of permeability and therelease of gas during the coal seam group mining process while pressure-relief coal seam beingmined in different pressure-relief protective area. We have explored a new tool to monitor themining fractured space-time evolution, which is able to predict the test and revise the laws of gasstorage and transportation. It has provided both theoretical and practical basis in choosing a morereasonable gas prevention and control technology and coordinated extraction of coal and gas.
引文
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