底板梳状长钻孔替代穿层钻孔瓦斯抽采技术可行性

底板岩巷穿层钻孔抽采技术和本煤层定向长钻孔抽采技术是目前高瓦斯和突出矿井回采工作面最为主要的瓦斯治理措施。晋城矿区赵庄矿煤层具松软低透气性特点,主要采用岩巷穿层钻孔消突为主,本煤层顺层钻孔消突为辅的瓦斯治理方法。但底板岩巷穿层钻孔存在工程量大、施工周期长及成本高等缺点,本煤层钻孔存在钻孔抽采不均匀、钻孔覆盖密度不足等技术缺陷。为对比考察底板梳状长钻孔与底板岩巷穿层钻孔的抽采效果,在赵庄矿1307采面开展了2种瓦斯治理方法。结果表明:抽采条件和抽采范围相同条件下,5个底板梳状长钻孔的瓦斯抽采总量占到底板岩巷穿层钻孔瓦斯抽采总量的75.4%,而底板梳状长钻孔的经济投入仅占底板岩巷穿层钻孔经济投入的29.2%。由此得出,研究区梳状长钻孔替代穿层钻孔的瓦斯抽采技术是可行的。该研究为底板梳状长钻孔替代底板岩巷的技术可行性提供了实践参考,为松软低透的高瓦斯和突出矿井的瓦斯治理提供了更为经济可行的治理方案。

赵庄井田产甲烷菌群富集与产气条件优化

赵庄煤层气井水中富集产甲烷菌群,可优化产气能力。采用厌氧富集得到本源菌群,通过正交试验优化产气条件。水样中存在产甲烷菌群,实验室条件下最优产气条件:NH_4Cl为1. 0 g/L,K_2HPO_4为1. 5 g/L,MgCl_2为0. 1 g/L,煤粉添加量160 g/L,60 d产甲烷量达18. 07%。赵庄井田产甲烷菌群通过富集可以降解无烟煤产气,通过条件优化可提高其降解无烟煤产气的能力。

三维地震资料在赵庄煤矿构造解释中的应用

基于赵庄煤矿为新开采的富含煤层气矿,矿区构造发育,煤层气的勘探开发前景不明确,为进一步查明本区构造发育特征,利用Landmark软件对赵庄煤矿的三维地震资料进行了精细解释。经地震剖面的构造精细解释,在剖面上共解释了4条断层,23个陷落柱并运用相干体技术直观地观察到该区域内断层和陷落柱的分布,对剖面解释进行了校正;运用地质构造控制理论煤层气富集规律分析结果表明,煤层气主要在向斜及背斜轴部、逆掩断层下降盘及埋深较大的区域富集,而陷落柱则沿逆掩断层、测区中部及西南角大量成片成带发育特征,且具有明显的分布不均特征,使得煤层的连续性较差,不利于煤层气的富集与保存。

赵庄矿通风系统的优化与改造

针对晋煤(集团)赵庄矿风量不足、通风阻力过大等问题,分析了该矿通风系统的现状,提出了对矿井井下通风系统进行优化的措施。

赵庄矿井田3号煤层充水因素分析

针对赵庄矿井在基建施工中矿井涌水量较大的问题,结合矿井施工中实际涌水情况,有针对性地分析了主采3号煤层的充水因素,对矿井安全生产中防治水工作提出建议。

底抽巷梳状钻孔代替保护层的瓦斯治理工艺技术研究

为解决赵庄煤业松软煤层中瓦斯抽采钻孔成孔性差、抽采距离短、抽采区域小等难题,提出了采用深孔定向千米钻机施工底板梳状钻孔的技术方法,先在松软煤层稳定的底板岩层中施工长距离主孔,再从主孔开梳状分支孔进入煤层,实现对松软煤层瓦斯远距离抽采,形成借助底抽巷利用千米钻机施工梳状钻孔治理瓦斯代替保护层的瓦斯治理工艺,达到区域递进式抽采瓦斯的目的。

赵庄煤矿3#煤层水文地质类型划分探讨

根据国家新颁布的煤矿防治水规定,对赵庄煤矿矿井3#煤层水文地质条件、矿井充水因素、矿井涌水量、矿井受水害影响程度及防治水难易程等方面分析,以实际资料为依据,遵循就高不就低原则,提出赵庄矿井3#煤层水文地质类型为中等型的结论,为经济合理地搞好矿井防治水工作提供了基础资料。

煤岩储层压裂液黏土稳定剂优化研究

为进行赵庄煤层气井压裂液水敏评价研究,利用X射线衍射仪器对赵庄矿3~#煤层进行衍射实验,得出赵庄区块煤样中黏土矿物主要由高岭石、伊利石组成,存在水敏矿物伊/蒙间层,为了保护储层,压裂液中必须使用化学处理剂稳定地层中的黏土矿物。通过分析研究,使用KCl作为黏土稳定剂对于不同煤岩储层具有普遍的防膨作用,通过离心法对4种岩样压裂液KCl质量分数进行优化研究,结果表明,不同岩样压裂液最优防膨效果对应不同的KCl质量分数,对煤岩而言,当KCl质量分数达到1%~2%时可以达到较好的防膨效果,对砂岩及炭质泥岩,要适当增加KCl质量分数比例,才能达到较好的防膨效果。

赵庄煤矿低透煤层水力冲孔瓦斯治理研究

针对山西晋煤集团赵庄煤矿煤层透气性低、底抽巷穿层钻孔瓦斯抽采效率偏低难以满足预抽要求的情况,选择进行水力冲孔瓦斯增透试验研究。试验结果表明:水力冲孔后,钻孔最大出煤量16 t,平均每米段出煤量2.6 t,扩孔半径778 mm;最小的出煤量5.4 t,平均每米段出煤量为1.1 t,扩孔半径490 mm;经过64 d的瓦斯抽采后,冲孔钻孔较普通钻孔瓦斯抽采量提升了5~22倍,达到了卸压增透的目的。

沁水盆地赵庄矿3号煤层地面煤层气抽采低产原因分析

在对沁水盆地赵庄矿煤层气开发地质、煤层气生产井资料深入研究的基础上,分析、总结了区内煤层气直井低产原因,并据此提出了区内地面抽采后续开发方向。研究认为:3号煤层气含量偏低、含气饱和度低、临储比低,致使排采阶段气含量可降幅度低,是其低产的宏观表征;3号煤储层不匹配孔级,较差连通性,即微、小孔为主,中孔次之,大孔不发育,微裂隙连通性差,致使扩散缓慢、影响储层改造和抽采效果,是其低产的微观表征;3号煤层远高于顶底板塑性及相近的水平应力,进一步造成改造缝长受限,泄流面积不足。因此,建议区内后续地面抽采方式应以增大泄流面积开发方式为主。

沁水煤田赵庄矿区地质构造分析与研究

在野外踏勘和室内资料整理分析的基础上,对赵庄矿区物探工作所查明的断层、井下揭露的断层以及野外观测到的断层进行了断层倾角统计和分断距统计对比分析。对矿区范围内井上下的断层和野外实测节理滑动面的发育规律进行了总结。在此基础上,分析了赵庄矿区地质构造体系及其演化规律。

赵庄井田煤层气成藏条件研究

煤层气成藏条件研究是有效划分成藏类型或含气系统,煤层气富集高渗有利区预测、评价及优选的关键基础工作。基于赵庄井田煤层气地质条件及相关测试资料,借鉴前人研究成果,从煤生烃、煤层气储集和煤层气封盖保存条件等方面对赵庄井田煤层气成藏条件进行了研究。研究结果表明:煤中丰富的生烃物质在良好的生烃动力作用下,提高了生烃率和生烃量,为煤层气成藏提供了基础条件;煤变质程度高,促使煤中微小孔隙发育,煤层气储集能力增强和储集空间增大,有利于煤层气大量储存和富集;煤层埋深、围岩特性、构造及地下水径流等地质条件的有机匹配,为煤层气成藏提供了良好的封盖保存条件,是煤层气成藏的关键因素。

赵庄煤矿隐蔽致灾地质因素普查治理技术及应用研究

地质构造是重要的煤矿隐蔽致灾因素,查清地质构造发育规律对采掘的影响,对预防煤矿事故、保障矿井的安全发展具有重要意义。以赵庄煤矿3320工作面为例,从地质结构探查技术路线、工程技术管理、治理措施分析三方面对赵庄煤矿采掘过程中隐蔽致灾地质因素的探查与治理经验进行研究,详细阐述了井上下物探技术和井下钻探验证技术,以及隐蔽致灾地质因素治理技术措施,这些举措为矿井采掘生产衔接和安全生产提供了保障。

煤矿在线瓦斯抽采管网监控系统设计及应用

主要分析了赵庄煤矿在线瓦斯抽采管网监控系统的设计及其现场应用。经赵庄煤矿的实际应用,发现该系统具有高稳定性、高精度、可连续进行抽采等特点。

浅谈赵庄煤业矿井巷道水监测预警及自动控制

通过网络构建和信息共享实现巷道积水监控沿程水位显示,沿程故障、报警、状态查询,实现巷道内排水点免巡检,主备用排水装置故障状态自动切换控制,水泵干抽及积水溢出的预警。

利用注浆封孔技术提高瓦斯抽采效率的研究

针对赵庄煤矿的具体情况,通过对煤体注浆的方法来降低煤体的透气性,以达到提高抽采效率的目的,并对不同的注浆方式进行了对比研究,选出了效果最佳的注浆工艺。

赵庄矿3号煤层瓦斯赋存规律研究

赵庄矿地质构造较为复杂,影响煤层瓦斯赋存规律的因素较多,文章通过已施工的勘探井,从地质构造特征,煤层厚度分布情况,煤层深度,煤层顶底板岩性,煤化程度及煤岩煤质,上覆基岩有效厚度,水文地质条件等方面分析了影响煤层瓦斯赋存的主控因素。

赵庄矿3号煤储层流体压力及其地质影响因素

赵庄矿煤层气地面预抽井排采过程中产水量较大,动液面下降缓慢。文章通过研究以往的水文地质资料,主要从含煤地下水动力场、地下水化学场、煤储层流体压力系统及其分布、煤储层流体压力系统的地质控制四个方面分析了赵庄矿3号煤储层流体压力及其地质影响因素,对煤层气开发及优化煤层气井排采制度具有一定的指导意义。

自由水平段耦合分段压裂井煤层气抽采模式应用研究

针对赵庄煤矿地面煤层气垂直压裂井抽采效果不理想、瓦斯治理难度大的问题,以赵庄煤矿3号主采煤层作为研究对象,开展了现场采样测试、抽采模式分析、数值模拟、现场试验,提出采用自由水平段耦合分段压裂井的煤层气抽采新模式。研究结果表明:3号煤层由上部稳定的硬煤和下部相对稳定的软煤组成,且分层明显,在上部硬煤层中布置的水平井能够有效提高钻遇率,所形成的自由水平段能够有效避免固井作业对煤层产生的污染和伤害,同时采用水力喷砂进行射孔、油套环空加砂压裂建立裂缝网络,形成地层产气通道。MFrac Suite压裂软件数值模拟结果揭示了采用大排量、中砂比的水力喷砂射孔压裂工艺能够在垂向上撕裂煤层,所形成的裂缝能够从上部硬煤中穿越进入下部软煤,形成多组复杂不规则的垂向裂缝,同时在水平方向上能够形成一定长度的裂缝,能够实现良好的压裂改造效果。现场工程试验结果验证了该模式具有良好的产气效果,最高日产气量超过5100m^(3),截至2020年1月31日,已累计产气超300万m^(3),抽采效果显著。

沁水盆地赵庄井田煤层气储层水锁伤害影响因素

在煤层气开采过程中,水锁伤害是煤层损害的一种主要因素,因此研究煤层气储层水锁损害及影响因素有利于作出具有针对性的应对措施来减轻水锁伤害的影响,达到提高煤层气采收率、提升经济效益的目的。以沁水盆地赵庄井田14块煤样为研究对象,首先通过低温液氮吸附对煤样的孔隙结构进行了研究,认为该区块孔隙结构复杂,孔径较小,孔隙体积分布在0.007 9～0.033 7cm3/g之间,平均为0.019 45cm3/g;孔容较小,且以微孔和过渡孔孔容为主,孔隙形态不利于煤层气的渗流。其次通过核磁共振和离心机实验,基于T2截止值法判断了区块的潜在水锁伤害程度,结果表明该区块平均束缚水饱和度达到0.822 1,说明潜在水锁伤害严重。最后分析了煤样孔隙结构,润湿性以及地层压力对赵庄区块水锁伤害的影响。