深孔预裂控制爆破增流提透技术.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,5、,深孔预裂控制爆破增流提透技术,1）深孔预裂控制爆破技术简介(煤科总院重庆、抚顺院、安徽理工大等),（1）用途,：,采掘石门揭煤工作面防突，增大煤层透气性，提高瓦斯抽放率，应用于矿井瓦斯灾害(含煤与瓦斯突出)治理及瓦斯抽采。,（2）原理、技术特点：,针对综采、综放等采煤工作面的局部性防突措施作用范围小、占用采煤时间长、难以满足安全高效生产需要的实际情况，以及无保护层可采等情况。,在综采(放)工作面突出危险区域的机巷或风巷，打深钻孔进行预裂控制爆破，降低高地应力、改善煤层透气性，增强回采前预抽排瓦斯量，降低采煤过程瓦斯涌出；,同时，要保护好顶板，避免回采过程冒顶和过度片帮。,在突出煤层打长钻孔采用压风排渣、孔底孔口双向供风二级导向钻头、风水联合除尘的成孔技术。突出煤层长钻孔成孔技术和控制爆破装药工艺与爆破器材。,（3）推广应用：,整套技术在阳泉、平顶山、淮南、阜新、松藻、华蓥山广能集团等矿区矿井进行了推广应用。,深孔预裂控制爆破,增透数值模拟,深孔预裂控制爆破,增透原理,2）深孔预裂控制爆破增透原理与器材,深孔预裂控制爆破爆破器材（,安徽理工大研制,）,5、深孔预裂控制爆破增流提透技术,5、深孔预裂控制爆破增流提透技术,3）深孔预裂控制爆破专用器材的改进,可连接塑料被筒系列,（,60mm,740mm,50mm,740mm,45mm,740mm,）,压风喷泥封孔器,专用护壁套管,（不锈钢大螺距,宽螺纹连接,80mm 2000mm）,5、,深孔预裂控制爆破增流提透技术,4）布孔参数选择,（1）预裂效果、煤体硬度、爆控孔间距关系研究,f=0.1-0.5 预裂效果差，建议爆破孔与控制孔间距3-5m；,f=0.5-2.8 预裂效果最好,建议爆破孔与控制孔间距5-15m；,f 2.8 预裂效果下降,建议爆破孔与控制孔间距3-5m。,预裂效果指数 i,煤体坚固性系数 f,相同爆破参数下预裂爆破效果与煤体硬度关系曲线,0.6,0.4,2.8,5、深孔预裂控制爆破增流提透技术,5）增流提透效果现场考察研究,（1）考察现场,简介,研究改进后的考察地点是阜新五龙矿3321综放面煤层厚度,2029m,倾角20,o,煤层透气性系数0.018m,2,/(MPa2.d),瓦斯含量14.5m,3,/t,瓦斯压力4.25MPa,有冲击地压危险。,现场共施工钻孔77个，爆破了39个爆破孔，对其中38个孔进行了抽瓦斯，瓦斯治理和冲击地压防治效果显著。,钻孔布置示意图,爆破孔,抽采孔,5、,深孔预裂控制爆破增流提透技术,5）增流提透效果现场考察研究,（2）煤层透气性考察结果,2d,0.020,2d,0.294,10d,0.138,30d,0.093,60d,0.068,90d,0.048,30d,0.021,60d,0.015,90d,0.018,10d,0.024,5、,深孔预裂控制爆破增流提透技术,5）增流提透效果现场考察研究,（2）煤层透气性考察结果,5、,深孔预裂控制爆破增流提透技术,5）增流提透效果现场考察研究,（3）百m钻孔瓦斯流量考察结果,预裂爆破后12d以内抽采瓦斯流量特性,预裂爆破后12d以上抽采流量特性,普通抽采瓦斯流量特性曲线,Q=0.739e,-0.1056t,t,12d,Q=0.0614e,-0.0133t,5、,深孔预裂控制爆破增流提透技术,5）增流提透效果现场考察研究,（4）瓦斯抽采率对比(,预裂爆破抽采孔间距10m;普通抽采孔间距5m),120d 15%,120d 34.9%,6、,煤层气抽采进展,1）概况,全国煤层气井总数：2446口,其中：1990-2006年钻井1373口 2007年钻井1073口,辽宁：刘家、铁法,河北：大城,山西：沁水煤田 潘庄、枣园、樊庄、郑庄、潘河、大宁、寿阳,河东煤田 保德、临兴、碛口、杨家坪、石楼、午城,陕西：韩城,安徽：淮北 芦岭、新集、淮南,河南：焦作,江西：丰城,新疆：阜康,6、地面钻井煤层气抽采进展,（2）建立了煤层气开发试验井组24个,中联枣园井组,晋煤集团潘庄井组,中联潘河井组,阜新刘家井组,6、地面钻井煤层气抽采进展,两个煤田,4个煤层气井组（网）已实现商业化生产和利用；,形成产能10亿m,3,；,煤层气产量3.3亿,m3,中石油樊庄-郑庄井组,6、地面钻井煤层气抽采进展,晋煤集团煤层气项目,2007年：地面钻井880口；地面抽采量2.10亿,m,3,；,地面利用量,1.06,亿m,3,。,煤层气压缩机车间,中联公司,潘河项目：,先导试验井40口,累计已完成钻井405口,建产能3.5亿m,3,。,2007年底：,单井平均稳定产气量3500 m,3,/d，,单井最高稳定产气量9900 m,3,/d,6、地面钻井煤层气抽采进展,中联煤层气的潘河项目,中联煤层气的潘河项目,：,中联与萨摩亚美公司合作的,潘庄,项目PZP01-2井排采曲线,6、地面钻井煤层气抽采进展,控制面积,477.10Km,2,控制储量,911.20,亿,m3,探明面积,74.14Km,2,探明储量,107.2,亿,m3,探明面积,182.22Km,2,探明储量,352.26,亿,m3,郑庄、樊庄区块位于沁水盆地南部晋城斜坡带，面积1090 Km,2,，煤层气总资源量2656亿,m,3,，探明储量460亿m,3,。,6、地面钻井煤层气抽采进展,中石油樊庄-郑庄煤层气项目,日产气,11700 m3/d,，为中石油产量最高的煤层气直井,目前累计投产煤层气井323口（含水平井17口）,有套压的井293口，产气井167口，日产气量25万m,3,左右,直井5000,m,3/d,以上的7口，2000-5000,m,3/d,的23口，1000-2000,m,3/d,的32口。1000,m,3/d,以下井105口，多属于排采初期。,中石油樊庄-郑庄煤层气项目,6、地面钻井煤层气抽采进展,河南省煤层气公司,焦作位村矿井，地面原始煤层压裂井,6,口，初期单井产气量,1300-1400m3/d,淮南矿业集团,地面采动区井15口，单井日产气量800025000m3/d，2007年产量803万m3,铁法煤业集团,地面原始煤层压裂井6口，日产气稳定在3500,8000m3/d,浓度95%以上 地面采动区井31口，初中期平均日产气 5000,22000m3/d，浓度7296%。,丰城合作区,两淮煤田,沁水盆地,河东合作区,准格尔合作区,准南煤田,6、地面钻井煤层气抽采进展,2,）煤层气集输设施建设,(1)已建成小型煤层气CNG站7座，压缩能力129.6万m,3,(2)在建煤层气LNG站3座，生产能力155万m,3,(3)已建成晋煤集团西区煤层气东输管线45.2km，设计输气能力 10亿m,3,/a,(4)已开工建设第一条跨省煤层气管道（端氏-晋城-博爱），全长98.2km，设计输气能力10亿m,3,/a，总投资4.58亿元,6、地面钻井煤层气抽采进展,2,）煤层气集输设施建设,7、,V锥流量计,1）V型锥流量计是20世纪80年代提出具有革命性的新型流量计，它仍是一种通过节流取差压以反映流量大小的节流装置。,2）节流件为一个悬挂在管道中央的锥形体，高压P1取自锥体前流体未扰动的管壁；低压P2取自后锥体中央，并通过引压管引至管外，其差压P的平方根与流量成正比。,L,7、,V锥流量计,3）V型锥流量计,特点,：显著改善了传统孔板等差压流量计的使用局限，提高了精确度和重复性，安装时几乎无直管段要求，自清洗功能，适用于容易结垢的脏污气液两项介质测量。是当前技术发展方向的一种接近理想状态的流量测定装置。,(1),直管段要求短，上游一般03D，下游01D。,(2）,精度高，差压输出测量精度优于0.5%，重复性为0.1%，贸易计量型精度为0.3%。,(3）,压损为孔板的1/2/10，适于低速1m/s测定。,(4）,V锥体后缘旋涡小，差压输出非常稳定，波动小。,(5）,V锥体得到流体的自清洗，无杂物滞留，免维护。,项目,孔板流量计,涡街流量计,V锥流量计,振动影响,有影响，通过安装工艺可以将影响降到最低,有影响，通过安装工艺可以将影响降到最低,有影响，V锥呈悬臂态，会由流体流动诱发震荡,信号特性,非线性,线性,非线性,不确定度,1.5%-2.5%，,流量低于30%时，误差增大，气体测定时更为严重。介质的长期磨损，锐角变钝，也严重影响精度,1.0%、2.5%,在量程范围内和使用寿命期内精度几乎不变,0.5%2.5%,与安装工艺关系密切,维护成本,需消漏，定期排污，灌隔离液，更换导压管、阀门、保温，清洗孔板等，尤其北方地区室外存在防冻问题,除在计量上要求周期性标定外，一般不会出现故障,具有自动清洗功能，,维护简单，标定周期长,标准情况,有国际国内标准,有国际国内标准,新技术，国际国内均,尚无相关标准,4)流量测量方法及其比较,7、V锥流量计,7、,V锥流量计,5）,V型锥流量传感器的,工作原理,2,2,2,2,2,2,1,1,v,P,v,P,r,r,+,=,+,7、,V锥流量计,5）,V型锥流量传感器的,工作原理,:,在V锥前后的静压差可由伯努利方程及能量守恒定律得到：,Qm=C（1-,4,）,0.5,（4）（D,2,d,2,）（2P）,0.5,Qv=Qm,式中:Qm质量流量(Kg/h)；Qv体积流量（m3/h）。,气体可膨胀系数，无量纲，对不可压缩流体=1。,P差压（Pa）P=P,1,-P,2,。,流体工作状态下的密度（Kg/m3）。,C流出系数，由实际标定得出。,等效直径比。,=（1-d,2,D,2,）,0.5,D管道内径（）。,d锥体最大外径（）。,7、,V锥流量计,6）V型锥,流量传感器,技术参数,：,精度等级：0.5级，1.0级,工作压力：16MPa,工作温度：-30450,环境温度：-3070,管道内径：153000mm,输出信号：420mA,供电电压：24V DC,适用介质：几乎适用于所有气体、液体介质。,7、,V锥流量计,7)结构主要尺寸,测量管内径,（,mm,）,流量计总长,L,（,mm,）,取压孔直径,d,（,mm,）,测量管内径,（,mm,）,流量计总长,L,（,mm,）,取压孔直径,d,（,mm,）,15,200,6,450,900,8,20,200,6,500,1000,8,25,200,6,600,1200,8,32,250,6,650,1200,8,40,250,6,700,1300,8,50,300,6,750,1400,8,65,300,6,800,1500,8,80,350,6,900,1600,8,100,400,8,1000,1800,8,125,450,8,120,0,2100,8,150,550,8,1500,2500,8,200,650,8,1600,2650,8,250,710,8,1700,2800,8,300,750,8,1800,3000,8,350,750,8,2000,3200,8,400,800,8,2500,3600,8,