地面定向鉆孔瓦斯抽采技術(shù)研究.pdf

1、在更加注重大氣污染治理的今天，又面對(duì)日趨緊張的不可再生能源消費(fèi)形勢(shì)，煤礦的安全形勢(shì)也依然嚴(yán)峻，充分的抽采煤層瓦斯不失為一個(gè)解決問(wèn)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(kāi)采過(guò)程中的瓦斯超限和煤與瓦斯突出問(wèn)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(huì)比傳統(tǒng)的方法對(duì)煤礦安全開(kāi)采起到更有效的作用，地面定向鉆孔抽采瓦斯技術(shù)就是一個(gè)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(tài)和瓦斯

2、的解吸附特性等賦存規(guī)律，然后從煤層瓦斯壓力、含量和滲透性能等瓦斯流動(dòng)影響因素延伸到了煤層瓦斯?jié)B流理論。把煤層視為一種理想的均勻分布的虛擬連續(xù)介質(zhì)，在達(dá)西定律的基礎(chǔ)上，認(rèn)為瓦斯在鉆孔周圍的流場(chǎng)中的徑向流動(dòng)是線性滲流運(yùn)動(dòng)，根據(jù)瓦斯流動(dòng)的幾個(gè)相關(guān)方程建立了煤層瓦斯運(yùn)移控制方程。闡述了地面定向鉆孔關(guān)鍵環(huán)節(jié)的鉆進(jìn)技術(shù)，鉆進(jìn)過(guò)程中的造斜控制技術(shù)以及分支孔的側(cè)鉆施工工藝。在理論分析推導(dǎo)出的數(shù)學(xué)模型和鉆孔幾何模型的基礎(chǔ)上，整個(gè)架構(gòu)引入計(jì)算機(jī)技術(shù)，采用數(shù)

3、值模擬軟件對(duì)三種鉆孔類型抽采方法進(jìn)行抽采效果模擬。模擬結(jié)果表明，單孔順層鉆孔和沒(méi)有進(jìn)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(duì)多分支水平孔的抽采效果模擬中，設(shè)置了抽采時(shí)間、抽采孔徑和抽采負(fù)壓等三種因素對(duì)比其多種工況下對(duì)抽采半徑的影響。在煤層中分布的群孔的抽采能力內(nèi)，抽采時(shí)間越長(zhǎng)鉆孔抽采影響半徑越大，抽采時(shí)間與瓦斯抽采影響半徑呈正相關(guān)關(guān)系。抽采孔徑是與抽采影響范圍呈正比例關(guān)系，在煤層與鉆進(jìn)設(shè)備允許的情況下，盡可能要采用大孔