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鸡西、鹤岗矿区封闭采空区煤层气资源评价

发布时间:2019-07-18 19:42
【摘要】:论文以鸡西、鹤岗矿区的采空区为研究对象,阐明了封闭采空区煤层气来源、储存空间特征,探讨了封闭采空区煤层气赋存运移规律,认为采空区煤层气的物质基础主要是采动层残留煤体以及采动影响范围内的邻近煤层;采空区煤层气资源的赋存空间多以裂隙带顶部为垂向边界,以采动卸压角来计算横向边界,内部空裂隙及渗透的分布均呈现出“O型圈”特征;采煤过程中,本煤层及邻近层煤层气在浓度差、压力差的作用下均向采空区运移,部分被通风带走,部分汇聚在采空区深部;当采空区封闭后,煤层气主要升浮运移,沿着高渗通道,向存储空间的顶部汇集;采空区煤层气的保存主要受到裂隙发育情况、积水程度、封闭年限的影响,据此,将采空区分为密闭无水(少水)型、逸散型以及时间久远型,其中密闭无水(少水)型最为理想。探讨了研究区封闭采空区储集单元类型,采用新思路划分了煤层气资源评价单元。论文拟定了研究区采空区选区划分的6条原则,共选出19个资源可预测区块;以资源可预测区块内部采空区是否连通(包括垂向连通和横向连通)为依据,进一步将19个资源可预测区划分成21个评价单元。建立了封闭采空区煤层气资源评价体系,计算并获得了评价单元的煤层气资源量。对多种采空区煤层气资源量计算方法分析对比后,采用资源构成法计算了所有评价单元的理论资源量,共为7976.17万m~3,其中鸡西矿区19个评价单元,资源量为5966.83万m~3,鹤岗矿区2个评价单元,资源量为2009.34万m~3。在所有的评价单元中,700万m~3以上的评价单元有5个,资源总和5109.72万m~3,占总量的64.06%,居主导地位,采空区煤层气资源集中程度高,利于勘探开发。论文以资源潜力、保存条件、工程条件为根据建立了资源评价体系,对21个评价单元进行了评价,结果共有11个“优级”评价单元,3个“良级”评价单元,2个“中级”评价单元,5个“差级”评价单元,评价体系对工程开发选区具有理论指导意义。
文内图片:采动影响范围计算模型(据韩保山,2003改)
图片说明: 硕士学位论文层以下岩层可达到卸压指标。综上所述,采空,位于主关键层之下,此时卸压解吸带内受到,为游离气的存储提供了空间,见图 3-3。确定采空区煤层气存储范围垂向边界有三种方,,这往往需要大量的工程实践经验,而且准确带顶部边界为采空区存储空间的垂向边界,可观测等方式获得;第三种,认为在主关键层以卸压指标,但该种方法对于地层结构有一定的键层存在,则往往不适合。所以,第二种确定,有多种手段获取数据,因此本文采用第二种,众学者均认为可采用采动卸压角确定。韩保区范围面积 S 等效成一个圆,求得等效半径 R邻近层距离采空区的距离 H,计算邻近层影响
文内图片:“O型圈”简化模型
图片说明: 图 3-6 “O 型圈”简化模型Figure 3-6 Simple model of “O-ring”对于采空区裂隙场参数的获取,具有多种手段。最为直接、精确的是现场工程检测,但这种方法往往花费巨大、耗时耗力,一般可根据以往的工程经验由该熟悉区域情况的专家给出经验值。除此之外,实验室模拟的方法也是一种途径,分为物理模拟和软件模拟,物理模拟需要根据相关知识搭建实体模型,模型的尺寸、强度等参数要满足一定的相似比;软件模拟较为简单,使用专业软件,建立合理的简化模型,进行相关工程模拟,就能得到较为合理的结果。本文利用 UDEC岩石力学模拟软件,对采空区的裂隙发育进行了模拟,为获取采空区裂隙场的参数提供了一条思路。本文以鹤岗新陆矿南 11 煤里部区-600 水平的采空区地质条件为基础,利用UDEC 二维离散元数值模拟软件进行数值模拟研究,该软件对采空区的垮落、裂隙的发育可以进行准确、直观的模拟,很多学者也使用该软件对相关问题进行过模拟研究。新陆矿南 11 煤里部区-600 水平的采空区位于新陆矿南部,上部区段分别为里部区-540、-490 水平采空区,见图 3-7。
【学位授予单位】:中国矿业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:P618.13

【参考文献】

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本文编号:2516032

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