煤層氣抽采工程的布設(shè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及采煤技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種煤層氣抽采工程的布設(shè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在煤炭開(kāi)采工作中，煤層氣的抽采都是利用煤層采動(dòng)后的應(yīng)力變化煤層采動(dòng)后應(yīng)力變化、巖層位移、破壞變形、裂隙增透等采動(dòng)特征或人工增透技術(shù)的增透作用，抽采煤層及其圍巖中的煤層氣(煤層瓦斯)。
[0003]目前，煤礦區(qū)煤層氣地面鉆井的布設(shè)參考了石油系統(tǒng)地面油氣采集井網(wǎng)布設(shè)原貝1J，一般以200?400m井間距布設(shè)地面抽采井，并沒(méi)有與煤炭開(kāi)采地表巖層移動(dòng)規(guī)律相結(jié)合，易造成鉆井的破壞與報(bào)廢。煤礦井下抽采工程的施工位置，主要以定性的方式或者以簡(jiǎn)單的數(shù)字區(qū)間作約束，存在不科學(xué)、不可靠的問(wèn)題，例如，采動(dòng)區(qū)地面井的布設(shè)仍以非采動(dòng)區(qū)地面鉆井布設(shè)，進(jìn)入采動(dòng)區(qū)后這些鉆井受巖層移動(dòng)的影響發(fā)生井壁破壞、甚至報(bào)廢等事故；某些礦區(qū)將頂板高位鉆場(chǎng)布設(shè)在煤層頂板10?15m位置，這種空間布局由于沒(méi)有充分避開(kāi)采動(dòng)應(yīng)力集中的影響、垮落帶及大的采動(dòng)裂縫帶，抽采效果差強(qiáng)人意，工程維護(hù)技術(shù)難度大、費(fèi)用高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種利用煤礦開(kāi)采學(xué)煤層采動(dòng)影響基本原理，對(duì)煤層氣抽采工程進(jìn)行布設(shè)的煤層氣抽采工程的布設(shè)方法，其能夠提高抽采效果，便于對(duì)地面和井下抽采工程的維護(hù)，從而降低了維護(hù)成本。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種煤層氣抽采工程的布設(shè)方法，包括:地面抽采工程布設(shè)步驟，觀測(cè)、分析地表移動(dòng)參數(shù)，計(jì)算采煤工作面地表移動(dòng)范圍，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果在地表移動(dòng)變形量較小的區(qū)域布設(shè)煤層氣的地面抽采工程；
[0007]煤層頂板抽采工程布設(shè)步驟，根據(jù)覆巖破壞規(guī)律，確定垮落帶和裂隙帶的發(fā)育高度，并在垮落帶上部裂隙帶中下部布設(shè)煤層氣的煤層頂板抽采工程；
[0008]煤層底板抽采工程布設(shè)步驟，根據(jù)底板采動(dòng)破壞規(guī)律，確定底板破壞帶的發(fā)育深度，并在下部完整巖層帶中布設(shè)低位抽采工程。
[0009]較優(yōu)地，所述地面布設(shè)步驟中包括:在地表沿煤層的走向方向和煤層的傾向方向布設(shè)測(cè)點(diǎn)，并根據(jù)采動(dòng)過(guò)程中，所述測(cè)點(diǎn)的移動(dòng)位置的大小，獲取地表的移動(dòng)參數(shù)。
[0010]較優(yōu)地，所述地面布設(shè)步驟中，布設(shè)煤層氣的地面抽采工程包括布設(shè)煤層氣抽采鉆井。
[0011]較優(yōu)地，所煤層頂板抽采工程布設(shè)步驟包括，通過(guò)鉆孔簡(jiǎn)易水文法確定垮落帶和裂縫帶的發(fā)育高度。
[0012]較優(yōu)地，所述煤層頂板抽采工程布設(shè)步驟中，布設(shè)煤層氣的高位抽采工程包括布設(shè)高抽巷和/或高位抽采鉆孔。
[0013]較優(yōu)地，所述煤層底板抽采工程布設(shè)步驟中，布設(shè)煤層氣的低位煤層氣的抽采工程的布設(shè)方法工程包括布設(shè)底抽巷和/或低位抽采鉆孔。
[0014]較優(yōu)地，還包括本層位抽采工程布設(shè)步驟，在煤層中布設(shè)本層位煤層氣的抽采鉆孔。
[0015]通過(guò)利用煤礦開(kāi)采學(xué)煤層采動(dòng)影響基本原理，對(duì)煤層氣抽采工程進(jìn)行布設(shè)，不僅能夠提高抽采效果，同時(shí)還便于地面與井下抽采工程的維護(hù)，降低了維護(hù)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為巖層受采動(dòng)影響示意圖；
[0017]圖2為本發(fā)明的煤層氣抽采工程的布設(shè)方法流程圖；
[0018]圖中，1-煤層氣抽采鉆井；2_下沉盆地；3_上部完整巖層帶；4裂隙帶；5_垮落帶；6-煤層；7_底板破壞帶；8_下部完整巖層帶。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的煤層氣抽采工程的布設(shè)方法進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0020]為了便于理解，首先對(duì)巖層受采動(dòng)影響后的變化做以介紹，如圖1所示，煤層6在被開(kāi)采后，在礦山壓力的作用下，煤層6的頂板巖層發(fā)生移動(dòng)、變形甚至破壞，煤層6的頂板100m范圍左右，形成垮落帶5和裂隙帶4，裂隙帶4之上為彎曲下沉帶(即圖1中所示的上部完整巖層帶3)，在地表形成下沉盆地2 ;底板則在礦山壓力作用下形成底板破壞帶7，底板破壞帶7的下部為下部完整巖層帶8。
[0021]如圖2所示，一種煤層氣抽采工程的布設(shè)方法，包括:地面抽采工程布設(shè)步驟，觀測(cè)、分析地表移動(dòng)參數(shù)，計(jì)算采煤工作面地表移動(dòng)范圍，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果在地表移動(dòng)變形量較小的區(qū)域布設(shè)煤層氣的地面抽采工程。
[0022]較優(yōu)地，所述地面布設(shè)步驟中，地表移動(dòng)參數(shù)的獲取可以采用在地表沿煤層的走向方向和煤層的傾向方向布設(shè)測(cè)點(diǎn)，并根據(jù)采動(dòng)過(guò)程中，所述測(cè)點(diǎn)的移動(dòng)位置的大小，獲取地表的移動(dòng)參數(shù)的方式。但并不限于此，也可以直接通過(guò)采煤規(guī)程中的計(jì)算公式直接獲得。還可以采用類比法，即與周圍地質(zhì)條件相同的礦井直接對(duì)比來(lái)獲得地表移動(dòng)參數(shù)。
[0023]這樣能夠?qū)⒌孛娉椴晒こ滩荚O(shè)在地表移動(dòng)范圍較小或者不移動(dòng)的區(qū)域，從而避免因地表移動(dòng)造成地面抽采工程鉆孔的損壞，有利于地面抽采工程的維護(hù)。
[0024]具體地，所述地面布設(shè)步驟中，布設(shè)煤層氣的地面抽采工程包括布設(shè)抽采工程煤層氣抽采鉆井1。
[0025]煤層頂板抽采工程布設(shè)步驟，根據(jù)覆巖破壞規(guī)律，確定垮落帶5和裂隙帶4的發(fā)育高度，并在垮落帶5和裂隙帶4中下部布設(shè)煤層氣的高位抽采工程。
[0026]較優(yōu)地，所述煤層頂板抽采工程布設(shè)步驟包括，通過(guò)鉆孔簡(jiǎn)易水文法確定垮落帶4和裂縫帶5的發(fā)育高度。其中鉆孔簡(jiǎn)易水文法并非是本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)，而是一種現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明只是利用了這一現(xiàn)有技術(shù)。垮落帶5和裂隙帶4的發(fā)育高度的確定也可以直接通過(guò)采煤規(guī)程中的“兩帶計(jì)算公式”計(jì)算得出。在采動(dòng)過(guò)程中煤層氣向裂隙帶4聚積，將高位抽采工程布設(shè)在垮落帶5和裂隙帶4中下部為最優(yōu)，并對(duì)裂隙帶4中的煤層氣進(jìn)行抽采，既能避免高位抽采工程因受采動(dòng)應(yīng)力影響遭到破壞，同時(shí)又能提高抽采效果。
[0027]具體地，所述煤層頂板抽采工程布設(shè)步驟中，布設(shè)煤層氣的高位抽采工程包括布設(shè)高抽巷和/或高位抽采鉆孔
[0028]煤層底板抽采工程布設(shè)步驟，根據(jù)底板采動(dòng)破壞規(guī)律，確定底板破壞帶7的發(fā)育深度，并在下部完整巖層帶8中布設(shè)低位抽采工程。其中，底板破壞帶7的發(fā)育深度可通過(guò)采煤規(guī)程中的巖層應(yīng)力計(jì)算公式直接得出，低位抽采工程布設(shè)在下部完整巖層帶8中并通過(guò)穿層鉆孔對(duì)煤層及煤層底板破壞帶7中的煤層氣進(jìn)行抽采，不經(jīng)能夠避免低位抽采工程因受采動(dòng)應(yīng)力影響遭到破壞，同時(shí)又能保證抽采效果。
[0029]具體地，所述煤層底板抽采工程布設(shè)步驟中，布設(shè)煤層氣的低位煤層氣的抽采工程的布設(shè)方法工程包括布設(shè)底抽巷和/或低位抽采鉆孔。
[0030]較優(yōu)地，作為一種可實(shí)施方式，還包括本層位抽采工程布設(shè)步驟，在煤層6中布設(shè)本層位煤層氣的抽采鉆孔。即在煤層6中布設(shè)順層鉆孔。這樣可以在采動(dòng)過(guò)程中對(duì)煤層6中的煤層氣進(jìn)行抽采，使抽采效果大大提高。
[0031]以上實(shí)施例通過(guò)利用煤礦開(kāi)采學(xué)煤層采動(dòng)影響基本原理，對(duì)煤層氣抽采工程進(jìn)行布設(shè)，不僅能夠提高抽采效果，同時(shí)還便于地面與井下抽采工程的維護(hù)，降低了維護(hù)成本。
[0032]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種煤層氣抽采工程的布設(shè)方法，其特征在于: 包括:地面抽采工程布設(shè)步驟，觀測(cè)、分析地表移動(dòng)參數(shù)，計(jì)算采煤工作面地表移動(dòng)范圍，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果在地表移動(dòng)變形量較小的區(qū)域布設(shè)煤層氣的地面抽采工程； 煤層頂板抽采工程布設(shè)步驟，根據(jù)覆巖破壞規(guī)律，確定垮落帶和裂隙帶的發(fā)育高度，并在垮落帶上部裂隙帶中下部布設(shè)煤層氣的高位抽采工程； 煤層底板抽采工程布設(shè)步驟，根據(jù)底板采動(dòng)破壞規(guī)律，確定底板破壞帶的發(fā)育深度，并在下部完整巖層帶中布設(shè)低位抽采工程。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層氣抽采工程的布設(shè)方法，其特征在于: 所述地面抽采工程布設(shè)步驟中包括:在地表沿煤層的走向方向和煤層的傾向方向布設(shè)測(cè)點(diǎn)，并根據(jù)采動(dòng)過(guò)程中，所述測(cè)點(diǎn)的移動(dòng)位置的大小，獲取地表的移動(dòng)參數(shù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層氣抽采工程的布設(shè)方法，其特征在于: 所述抽采工程布設(shè)步驟中，布設(shè)煤層氣的地面抽采工程包括布設(shè)煤層氣抽采鉆井。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層氣抽采工程的布設(shè)方法，其特征在于: 所述煤層頂板抽采工程布設(shè)步驟包括，通過(guò)鉆孔簡(jiǎn)易水文法確定垮落帶和裂縫帶的發(fā)育高度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層氣抽采工程的布設(shè)方法，其特征在于: 所述煤層頂板抽采工程布設(shè)步驟中，布設(shè)煤層氣的高位抽采工程包括布設(shè)高抽巷和/或高位抽采鉆孔。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤層氣抽采工程的布設(shè)方法，其特征在于: 所述煤層底板抽采工程布設(shè)步驟中，布設(shè)煤層氣的低位煤層氣的抽采工程的布設(shè)方法工程包括布設(shè)底抽巷和/或低位抽采鉆孔。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的煤層氣抽采工程的布設(shè)方法，其特征在于: 還包括本層位抽采工程布設(shè)步驟，在煤層中布設(shè)本層位煤層氣的抽采鉆孔。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種煤層氣抽采工程的布設(shè)方法，包括：地面抽采工程布設(shè)步驟，觀測(cè)、分析地表移動(dòng)參數(shù)，計(jì)算采煤工作面地表移動(dòng)范圍，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果在地表移動(dòng)變形量較小的區(qū)域布設(shè)煤層氣的地面抽采工程；井下煤層頂板抽采工程布設(shè)步驟，根據(jù)覆巖破壞規(guī)律，確定垮落帶和裂隙帶的發(fā)育高度，并在垮落帶之上裂隙帶中下部布設(shè)煤層氣的井下煤層頂板抽采工程；井下煤層底板抽采工程布設(shè)步驟，根據(jù)底板采動(dòng)破壞規(guī)律，確定底板破壞帶的發(fā)育深度，并在下部完整巖層帶中布設(shè)井下煤層底板抽采工程。其具有能夠提高抽采效果，便于對(duì)地面和井下抽采工程的維護(hù)，從而降低了維護(hù)成本的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】E21B43/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105298448
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510657680
【發(fā)明人】樊振麗, 徐乃忠, 申寶宏, 胡炳南, 劉見(jiàn)中, 張剛艷, 田錦州, 崔鋒, 張玉軍, 劉鵬亮
【申請(qǐng)人】天地科技股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年10月13日