地面定向鉆孔瓦斯抽采技術研究.pdf

1、在更加注重大氣污染治理的今天，又面對日趨緊張的不可再生能源消費形勢，煤礦的安全形勢也依然嚴峻，充分的抽采煤層瓦斯不失為一個解決問題的有效之策，既可以抽采大量瓦斯得以利用，又能降低煤層瓦斯壓力或含量以解決開采過程中的瓦斯超限和煤與瓦斯突出問題。能夠更大面積地降低煤層瓦斯壓力的瓦斯抽采方法將會比傳統的方法對煤礦安全開采起到更有效的作用，地面定向鉆孔抽采瓦斯技術就是一個值得研究的瓦斯抽采方法。
　　本文首先分析研究了瓦斯的賦存狀態和瓦斯

2、的解吸附特性等賦存規律，然后從煤層瓦斯壓力、含量和滲透性能等瓦斯流動影響因素延伸到了煤層瓦斯滲流理論。把煤層視為一種理想的均勻分布的虛擬連續介質，在達西定律的基礎上，認為瓦斯在鉆孔周圍的流場中的徑向流動是線性滲流運動，根據瓦斯流動的幾個相關方程建立了煤層瓦斯運移控制方程。闡述了地面定向鉆孔關鍵環節的鉆進技術，鉆進過程中的造斜控制技術以及分支孔的側鉆施工工藝。在理論分析推導出的數學模型和鉆孔幾何模型的基礎上，整個架構引入計算機技術，采用數

3、值模擬軟件對三種鉆孔類型抽采方法進行抽采效果模擬。模擬結果表明，單孔順層鉆孔和沒有進行壓裂的垂直鉆孔抽采范圍都不及多分支水平孔的抽采范圍。在對多分支水平孔的抽采效果模擬中，設置了抽采時間、抽采孔徑和抽采負壓等三種因素對比其多種工況下對抽采半徑的影響。在煤層中分布的群孔的抽采能力內，抽采時間越長鉆孔抽采影響半徑越大，抽采時間與瓦斯抽采影響半徑呈正相關關系。抽采孔徑是與抽采影響范圍呈正比例關系，在煤層與鉆進設備允許的情況下，盡可能要采用大孔