张集矿11-2煤底板穿层钻孔预抽瓦斯技术研究的中期报告.docx

张集矿11-2煤底板穿层钻孔预抽瓦斯技术研究的中期报告
中期报告
一、项目背景和研究意义
随着我国煤炭工业的快速发展，瓦斯事故频发，成为全国矿井安全生产的重要隐患之一。在煤炭开采过程中，瓦斯源头是煤层，因此煤层气管理成为降低瓦斯爆炸的重要措施之一。随着新能源的推广和对环境的重视，煤炭消费有所减少，但是受地质背景和工业结构影响，在短时间内无法大规模改变能源结构，因此煤炭开采仍然是我国的重要任务之一。与此同时，为了保障煤矿工人的生命安全，降低煤矿事故的发生率，需要采取一系列安全措施来减少瓦斯事故的发生概率。因此，研究煤层气管理技术具有重要的现实意义。
张集矿11-2煤层煤质好，煤厚且埋藏深度大，具有一定的经济效益和开采价值。煤层底板上覆层岩层厚，劣化严重，大量瓦斯储存。因此，在该矿开采过程中，需要采取科学的煤层气管理措施，预防瓦斯事故的发生。本研究旨在探索张集矿11-2煤层底板穿层钻孔预抽瓦斯技术，为该矿煤层气管理提供技术支持，提高矿井安全生产水平。
二、研究内容和方法
1、研究内容
（1）对张集矿11-2煤层底板覆岩层进行现场实测，分析岩性、构造、厚度、劣化程度等特征。
（2）在煤层底板上对接尺寸为155mm的穿层钻井设备，进行边角钻孔设计，模拟不同钻孔布置方案，分析每种方案的瓦斯抽采效果。
（3）采集瓦斯抽采后的气样，对瓦斯成分进行分析，评估穿层预抽技术的可行性。
（4）基于煤层底板结构特征和瓦斯动态，开展数值模拟分析，预测瓦斯抽采效果。
2、研究方法
（1）现场实测法：考察煤层底板上覆层的岩性、构造、厚度和劣化程度等特点，为钻孔设计提供依据。
（2）模拟实验法：采用穿层钻井设备进行钻孔模拟实验，模拟不同布置方案进行对比分析。
（3）物理化学分析法：采集瓦斯抽采后的气样，对瓦斯成分和浓度进行分析，评估穿层预抽技术的可行性。
（4）数值模拟法：基于煤层底板结构特征和瓦斯动态，采用数值模拟方法，预测瓦斯抽采效果。
三、进展情况及启示
1、进展情况
以上研究内容已经基本完成，现场实测和模拟实验已经得出初步结果，瓦斯抽采效果明显。物理化学分析法已经得出初步结果，揭示了煤层底板上不同位置瓦斯成分的异同，为钻孔布置提供了科学参考。数值模拟法正在进行中，预计三个月内可以得出初步结果。
2、启示
（1）透彻了解煤层底板上覆层的岩性、构造、厚度和劣化程度等特征具有重要意义，为采取科学的钻孔布置方案提供了依据。
（2）穿层钻井预抽瓦斯技术的应用，提高了煤层气管理的效率，是一个较好的瓦斯控制手段。
（3）物理化学分析法是瓦斯控制中重要的手段之一，通过对采集的气样分析，可以更为准确的评估钻孔布置方案的效果，为煤层气管理决策提供科学参考。
（4）数值模拟法和模拟实验法相结合，可以更为准确地预测钻孔布置的瓦斯抽采效果，提高了研究的可靠性和精度。
四、后续工作计划
1、完善数值模拟模型，对不同布置方案进行进一步预测和分析。
2、对不同的穿层钻孔预抽方案进行评估，选择最优布置方案。
3、开展现场试验，对最优布置方案进行验证和推广应用。