松软煤层可控冲击波增透瓦斯抽采创新实践——以贵州水城矿区中井煤矿为例

松软煤层瓦斯低成本高效抽采属于世界性技术难题之一,中井煤矿回采工作面规模煤层可控冲击波增透效果为解决这一难题提供了一个成功示范。通过可控冲击波增透煤层钻孔,单孔日均瓦斯抽采量平均提高3.37倍,最高达到6.54倍,瓦斯浓度平均提高2.31倍,增透有效半径可达40~60m,将原来的难以抽采煤层转变为可以抽采~容易抽采煤层,需要的钻孔工程量只有传统抽采工程的11%~18%。在钻孔直径、冲击能量条件相同条件下,示范区煤层增透的最佳冲击密度在1.0~1.1次/m,增透段长度应大于120m;在最佳冲击密度条件下,回采工作面抽采孔增透效果主要与抽采开始时机、周围抽采环境有关,巷道掘进暴露越晚以及回采工作面增透孔相互干扰越明显,抽采效果越好。与传统钻孔抽采流量幂指数单调衰减曲线形态不同,增透孔瓦斯流量曲线表现为“两段式”变化的典型特征,其中多数孔第1阶段流量曲线出现类似于煤层气地面井排水降压的流量“峰”,第2阶段流量衰减系数也远远小于对比基准。分析认为,产生上述效果的机理在于两个方面:①以冲击波增透孔为中心向外,煤层流场由井巷采动流场向冲击波改造流场过渡,大大扩展了原有的有效流场半径,冲击波改造流场类似于地面井煤层流场,可以通过排水降压形式产出煤层瓦斯;②冲击波改造流场为抽采影响带流场提供了更为充足的瓦斯气源,有效阻滞了瓦斯流量衰减系数的快速降低,显著提高了抽采效果。

贵州水城矿区煤层气地质条件与可采潜力分析

水城矿区煤层气资源丰富,在分析矿区煤储层物性和含气性的基础上,估算了煤层气可采性参数,评价了煤层气的可采潜力。结果显示:水城矿区煤层顶、底板以及含煤地层上覆地层均为良好的区域性盖层,煤层气保存条件较好;矿区良好的煤岩、煤质特征和孔隙结构特征为煤层气的大量生成和富集奠定了基础;煤层气理论平均采收率为31.66%,可采资源量为1158×108m3,平均可采资源丰度0.98×108m3/km2,对煤层气开发较为有利;煤层的渗透性较低,可能对煤层气地面排采带来不利影响。建议矿区在煤层气地面开发工作中,注重煤储层渗透性的有效改善,并探讨矿井—地面开发结合的可行性。

基于FLUENT软件对水城矿区某煤矿钻孔抽采参数的优化研究

瓦斯抽采钻孔参数的改进和优化是提高瓦斯抽放效率、进行瓦斯防治比较重要的一个环节。本文以贵州省水城矿区某煤矿为例,对钻孔直径、抽放负压两个钻孔抽采参数,采用FLUENT数值模拟软件进行了优化研究。最后提出优化的最优值,改善该煤矿的瓦斯抽采效果。本文的研究成果,对贵州其它煤矿进行瓦斯治理也提供了一个有益的参考。

贵州盘北—水城矿区化工煤资源地质评价

应用煤化工资源指标体系和评价方法,在查明煤化工资源地质背景和资源特性的基础上,研究了六盘水煤田盘北-水城矿区煤化工资源的类别、规模、赋存和分布,探讨了化工煤研究区赋存分布的地质成因,提出以资源为主要依据的煤化工产业布局规划建议.研究区化工煤查明储量42.74×10^8t,占其煤炭查明储量的62%,化工煤资源中,液化煤1.31×10^8t,焦化煤17.45×10^8t,合成氨煤0.019×10^8t,气化煤23.96×10^8t.气化煤和焦化煤是区内化工煤资源的主要类型.

水城矿区煤层气储层特征及压裂改造工艺研究

为了系统评价六盘水煤田水城矿区煤层气资源富集与开发条件,探索与薄-中厚煤层群发育条件相匹配的煤储层改造与合层排采工艺,基于该矿区内施工的3口煤层气井资料,分析了矿区煤储层物性、含气性等特征,并结合工程实践探索了与地质条件相匹配的储层改造工艺。研究表明:上二叠统龙潭组5-2煤、7煤、13-2煤具有单层厚度大、分布稳定、煤体结构完整、含气量及资源丰度高、是区内煤层气开发的主力层位。在正常-超压储层压力条件下,这些煤层含气饱和度高、孔渗性较好,适宜对储层改造后进行煤层气开发。在采用分层射孔条件下,以活性水为压裂液、细-中粒石英砂为支撑剂,采用光套管泵注+可钻式桥塞封隔方式及"大排量、分段阶梯式加砂、多级段塞"工艺实施分层水力压裂,煤储层可取得良好的改造效果。

水城矿区煤系层序地层对煤与瓦斯突出的影响

运用沉积学、煤层气地质学、层序地层学等瓦斯地质理论,对贵州水城矿业(集团)有限责任公司(简称"水城矿区")大湾矿井、盛远矿井、那罗寨矿井、汪家寨矿井、大河边矿井、红旗矿井和老鹰山矿井煤系地层的沉积环境及层序地层进行了分析,将上二叠统龙潭组(宣威组)划分为两个层序地层,分别以11煤层和1煤层为各层序的最大海泛面位置,层序地层决定了煤层顶板岩性、煤厚等情况。结合现场瓦斯实测参数情况,分析了煤层顶板岩性变化、煤层厚度等对瓦斯赋存、煤与瓦斯突出的影响,得出水城矿区顶板岩性、煤厚是影响其主采煤层瓦斯赋存、煤与瓦斯突出的主要因素之一,最大海泛面位置煤层顶板岩性透气性最差,煤层厚度最大,煤与瓦斯突出最严重。

水城矿区瓦斯地质规律与瓦斯分布特征

通过分析水城矿区不同煤矿瓦斯含量、压力和突出量等实测数据,研究矿区内煤层瓦斯地质特征,总结水城矿区瓦斯地质规律,提出水城矿区瓦斯赋存的构造逐级控制模式,复杂构造组合特征奠定了矿区内瓦斯赋存的构造背景,矿区内各向斜控制了矿区瓦斯赋存特征,局部小型构造控制了煤矿范围瓦斯赋存。

贵州水城矿区上二叠统层序地层及控煤作用

贵州西部水城矿区主要的含煤地层晚二叠世龙潭组为典型的海陆过渡相含煤岩系,其沉积环境有下三角洲平原、潮坪和泻湖等。作者对水城矿区上二叠统含煤岩系龙潭组和汪家寨组层序地层进行了分析,共识别出4个层序界面,并根据层序界面将水城矿区上二叠统划分为3个层序地层,层序Ⅰ从峨眉山玄武岩顶界到标七底界;层序Ⅱ从标七底界开始到四号煤层底板;层序Ⅲ从四号煤层底板开始到二叠系与三叠系的不整合面。三个层序地层中层序Ⅱ煤层发育最好,层序Ⅲ次之,层序Ⅰ最差。在层序中又进一步划分出低位体系域、海侵体系域和高位体系域,其中尤以海侵体系域最有利成煤作用,高位体系域次之,低位体系域最差。

贵州六盘水水城矿区小牛煤矿钻孔中断层发育特征分析

利用钻探岩心识别断裂形变、挤压扭曲、岩心破碎带等断层标志,有利于勘探区构造地质条件的分析。通过对钻孔岩心岩性特征、地层厚度、煤层间距等方面的研究,发现ZK13钻孔在C51与C52煤层之间地层出现明显的揉皱与破碎现象、地层厚度与煤层间距增大,同时测井曲线显示地层有重复现象,推测在C51与C52煤层之间发育一逆断层;C54与C58煤层之间地层也比较破碎、地层厚度与煤层间距减小,伽玛伽玛曲线幅值增大,推测在C54与C58煤层之间发育一正断层。

贵州(水城)无公害蔬菜农业科技园区的模式建设与成效

贵州(水城)矿区无公害蔬菜农业科技园区是省级农业科技园区,园区通过3年多的建设,取得了明显的成效。生态农业展示园已完成无公害蔬菜种植16.67 hm2,年产值达3 000元/667m2以上,水果种植53.33 hm2,已有33.3 hm2进入盛果期,年产值达50万元;高效农业展示园完成蔬菜种植6.67 hm2,露地规范化种植面积达5.93 hm2,年产值达4000元/667m2以上;优新品种试验园已建成花卉盆景试验园0.2 hm2,优新果树试验园6.27 hm2,优新蔬菜种植1.33 hm2;摸索出猪—沼—果、猪—沼—菜和果—草—畜(禽)—沼3种生态农业发展模式。示范带动周边乡镇发展蔬菜生产基地1 333.3 hm2,果树1 000 hm2。总结了园区建设的成效与经验。