试议保护层远距离下保护层开采卸压特性及钻井抽采消突大专

论文导读：
摘要：我国西部部分矿区地质构造复杂，瓦斯灾害特别是煤与瓦斯突出十分严重，威胁了矿井的安全生产，制约了煤炭资源的开发。针对这些矿区构造复杂、煤层渗透性差及煤层群开采的特点，论文以消除煤与瓦斯突出危险性、降低煤层瓦斯含量为切入点，对远距离下保护层开采及钻井抽采卸压瓦斯、消除煤与瓦斯突出危险性进行了系统探讨。构建了采场相似模型和数值浅析模型，探讨了远距离下保护层开采的卸压特性：（1）下保护层开采期间，被保护层可实现充分卸压，其透气性系数大幅度提升，为抽采卸压瓦斯提供了条件；（2）针对双保护层开采条件，揭示了工作面风巷、机巷内错40～50m区域的被保护层均为膨胀区，是布置钻井的合理位置；（3）提出了远距离双保护层开采的重复卸压模型，首采保护层回采后形成的采空区具有“缓冲效应”，减弱了次采保护层开采期间上覆煤层的卸压程度。建立了地面钻井稳定性浅析的力学模型，探讨得出：（1）邻近岩层的强度相差越大，对钻井的挤压、剪切作用越大；（2）在套管和井壁之间留设间距后，套管上的最大剪切应力平均降低50.8%，减小了套管剪切破坏的概率；（3）生产套管长度越大，其挠度值越大，抗弯曲变形能力越强。对此，设计了防剪切破断的钻井井身结构：生产套管采取贯穿井身的整管，与固井套管或井壁之间留设“缓冲容移间距”，筛管段采取了“套管强化技术”，有效提升了钻井稳定性。揭示了地面钻井抽采卸压瓦斯规律：（1）阐明了工作面回采距离（表征上覆煤层和裂隙带的透气性）是影响钻井产气率的关键参数；（2）得出了保护层工作面回采期间地面钻井产气率“快增慢减”的变化机制，并确定了钻井的最佳布井参数；（3）建立了卸压煤层及采空区的瓦斯流量计算模型，为钻井抽采卸压瓦斯消突效果的评价提供了依据；（4）提出了钻井下段增阻提升卸压瓦斯抽采量的策略。远距离下保护层开采及钻井抽采消突技术在神华集团乌兰煤矿进行了工程试验，结果表明地面钻井抽采卸压瓦斯消突效果显著：试验区钻井的总产气量为1512.96×10~4m~3，机巷侧、风巷侧钻井的最大布井间距分别为150m和169m，被保护层的残余瓦斯含量分别降低至3.63m~3/t和3.14m~3/t，抽采率分别达到65.8％和68.0％，彻底消除了煤层的突出危险性。关键词：煤与瓦斯突出论文下保护层论文地面钻井论文缓冲效应论文井身结构论文
本论文由www.7ctime.com,需要论文可以联系人员哦。致谢5-6
摘要6-7
Abstract7-9
Extended Abstract9-12
目录12-16
图清单16-23
表清单23-25
变量注释表25-27
1 绪论27-37

1.1 选题背景与探讨作用27-29

1.2 国内外探讨近况29-35

1.3 主要探讨内容及技术路线35-37

2 远距离下保护层开采卸压特性37-65

2.1 采场相似模拟37-57

2.2 数值模拟57-63

2.3 本章小结63-65

3 地面钻井稳定性浅析及新型井身结构65-91

3.1 岩层移动对钻井井身稳定性的影响65-75

3.2 套管的受力浅析75-83

3.3 生产套管力学特点浅析83-87

3.4 防剪切破断井身结构设计87-89

3.5 本章小结89-91

4 地面钻井产气率影响因素及变化机制91-113

4.1 钻井产气率的关键影响参数91-101

4.2 钻井产气率的变化机制101-108

4.3 钻井的走向布井间距108-112

4.4 本章小结112-113

5 被保护层卸压瓦斯流量计算模型及制约策略113-125

5.1 卸压瓦斯流量计算模型113-120

5.2 提升卸压瓦斯抽采量的策略120-123

5.3 本章小结123-125

6 工程试验探讨125-145

6.1 矿井概况125-127

6.2 被保护层裂隙场演化考察127-130

6.3 地面钻井抽采瓦斯工程及浅析130-141

6.4 消突效果考察及验证141-143

6.5 本章小结143-145

7 主要结论及展望145-147

7.1 主要结论145-146

7.2 革新点146

7.3 探讨展望146-147

参考文献147-154
作者简历154-157
学位论文数据集157