煤層氣與煤炭協(xié)調(diào)開發(fā)理論與技術(shù)

目錄
前言
第1章煤礦區(qū)煤層氣與煤炭協(xié)調(diào)開發(fā)1
1.1煤礦區(qū)瓦斯富集規(guī)律及控制因素1
1.1.1我國(guó)煤層含氣性的基本特征1
1.1.2我國(guó)煤層滲透性的基本特征及其控制因素3
1.2煤層氣與煤炭協(xié)調(diào)開發(fā)模式5
1.2.1煤層氣與煤炭協(xié)調(diào)開發(fā)模式定義5
1.2.2煤層氣與煤炭協(xié)調(diào)開發(fā)模式分類方法、模型及指標(biāo)8
1.2.3煤層氣與煤炭協(xié)調(diào)開發(fā)模式分類結(jié)果及典型案例10
第2章煤礦區(qū)煤層氣地質(zhì)條件精細(xì)探測(cè)技術(shù)24
2.1煤礦區(qū)煤層氣富集區(qū)地面探測(cè)技術(shù)24
2.1.1煤層氣富集區(qū)地震預(yù)測(cè)技術(shù)24
2.1.2地面井碎軟煤層煤體結(jié)構(gòu)參數(shù)探測(cè)及量化判識(shí)技術(shù)裝備31
2.2煤礦區(qū)煤層氣富集區(qū)井下探測(cè)技術(shù)33
2.2.1煤層氣富集區(qū)井下電磁波透視技術(shù)與裝備33
2.2.2煤層氣富集區(qū)井下地震探測(cè)技術(shù)38
2.2.3煤礦井下隨鉆無纜測(cè)井技術(shù)及裝備44
2.2.4采動(dòng)區(qū)裂縫帶微震監(jiān)測(cè)技術(shù)與裝備46
2.3煤層氣抽采區(qū)塊優(yōu)選及鉆孔優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)52
2.3.1煤層厚度分析52
2.3.2煤層氣儲(chǔ)層儲(chǔ)集條件分析54
2.3.3煤層氣保存條件分析59
2.3.4煤層氣AVO含氣性分析60
2.3.5有利區(qū)塊優(yōu)選63
2.3.6鉆孔優(yōu)化布置63
第3章煤礦區(qū)煤層氣抽采產(chǎn)能預(yù)測(cè)技術(shù)66
3.1煤礦區(qū)煤層氣參數(shù)測(cè)試技術(shù)與裝置67
3.1.1煤層氣含量測(cè)試技術(shù)67
3.1.2煤礦井下儲(chǔ)層滲透率測(cè)試方法68
3.1.3礦井瓦斯含量與壓力快速測(cè)定裝置71
3.2煤礦井下煤層密閉取心技術(shù)與裝備73
3.2.1煤層取心技術(shù)要求74
3.2.2密閉取心裝置構(gòu)成及工作原理76
3.2.3密閉取心裝置特點(diǎn)及用途78
3.2.4密閉取心技術(shù)及工藝79
3.2.5煤礦井下密閉取心測(cè)試技術(shù)應(yīng)用79
3.3煤礦區(qū)煤層氣開發(fā)工程優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)80
3.3.1優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)思路81
3.3.2不同條件下煤層氣開發(fā)方式選擇83
3.3.3煤礦規(guī)劃區(qū)煤層氣開發(fā)工程優(yōu)化技術(shù)88
3.3.4采動(dòng)區(qū)煤層氣開發(fā)工程優(yōu)化技術(shù)88
3.4碎軟低滲煤層煤層氣開發(fā)區(qū)優(yōu)選90
3.4.1碎軟低滲煤層區(qū)地質(zhì)評(píng)價(jià)方法90
3.4.2碎軟低滲煤層區(qū)煤層氣高產(chǎn)區(qū)評(píng)價(jià)參數(shù)90
3.4.3評(píng)價(jià)體系90
3.4.4碎軟低滲煤層抽采井田優(yōu)選方法92
3.5煤礦區(qū)煤層氣抽采產(chǎn)能數(shù)值模擬技術(shù)92
3.5.1原始條件下地面煤層氣產(chǎn)能預(yù)測(cè)技術(shù)93
3.5.2采動(dòng)條件下地面煤層氣產(chǎn)能預(yù)測(cè)技術(shù)93
3.5.3保護(hù)層開采條件下煤層氣產(chǎn)能預(yù)測(cè)技術(shù)101
第4章未采動(dòng)區(qū)地面煤層氣鉆井技術(shù)112
4.1煤層氣井鉆進(jìn)裝備112
4.1.1全液壓車載鉆機(jī)112
4.1.2山地模塊化鉆機(jī)118
4.1.3泥漿泵及固控系統(tǒng)120
4.1.4配套鉆具及鉆頭121
4.2測(cè)斜儀器128
4.2.1有線隨鉆測(cè)量系統(tǒng)128
4.2.2無線隨鉆測(cè)量系統(tǒng)132
4.2.3旋轉(zhuǎn)磁測(cè)距系統(tǒng)136
4.3煤層氣井成井工藝技術(shù)138
4.3.1煤層氣井鉆進(jìn)工藝138
4.3.2煤層氣井完井技術(shù)141
4.3.3典型應(yīng)用案例143
第5章采動(dòng)區(qū)煤層氣地面抽采技術(shù)146
5.1采動(dòng)覆巖裂縫場(chǎng)演化及瓦斯富集規(guī)律147
5.1.1巖層移動(dòng)變形破壞時(shí)空分布基本規(guī)律147
5.1.2采動(dòng)裂縫場(chǎng)演化規(guī)律153
5.1.3采動(dòng)區(qū)瓦斯富集規(guī)律155
5.2采動(dòng)活躍區(qū)地面井抽采技術(shù)156
5.2.1地面井與采動(dòng)覆巖的耦合變形作用156
5.2.2地面垂直井損害防治技術(shù)160
5.2.3地面L形井優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)168
5.2.4地面井布井指導(dǎo)原則175
5.3采動(dòng)穩(wěn)定區(qū)地面井抽采技術(shù)176
5.3.1采動(dòng)穩(wěn)定區(qū)煤層氣可采儲(chǔ)量估算技術(shù)176
5.3.2采動(dòng)穩(wěn)定區(qū)煤層氣地面抽采設(shè)計(jì)技術(shù)180
5.3.3煤層氣地面井抽采試驗(yàn)182
5.4采動(dòng)區(qū)井上下聯(lián)合抽采技術(shù)185
5.4.1性能特點(diǎn)及適用范圍185
5.4.2典型應(yīng)用187
5.5采動(dòng)區(qū)煤層氣地面抽采安全控制技術(shù)193
5.5.1地面安全抽采主要控制指標(biāo)及其臨界值193
5.5.2地面安全抽采系統(tǒng)及其組成196
5.5.3地面系統(tǒng)安全運(yùn)行及其控制技術(shù)200
第6章煤礦區(qū)煤層氣井下抽采鉆孔施工技術(shù)202
6.1中硬煤層定向鉆進(jìn)技術(shù)202
6.1.1中硬煤層大功率定向鉆機(jī)202
6.1.2大流量泥漿泵車208
6.1.3礦用有線隨鉆測(cè)量系統(tǒng)211
6.1.4礦用無線隨鉆測(cè)量系統(tǒng)216
6.1.5定向鉆進(jìn)用鉆具組合223
6.1.6定向鉆進(jìn)工藝技術(shù)224
6.1.7應(yīng)用實(shí)例226
6.2碎軟突出煤層鉆進(jìn)技術(shù)228
6.2.1碎軟煤層螺旋鉆進(jìn)技術(shù)229
6.2.2液動(dòng)螺桿馬達(dá)復(fù)合排渣定向鉆進(jìn)技術(shù)231
6.2.3空氣螺桿馬達(dá)鉆進(jìn)技術(shù)235
6.2.4井下小曲率梳狀鉆孔鉆進(jìn)技術(shù)239
6.3大直徑高位巖石長(zhǎng)鉆孔鉆進(jìn)技術(shù)242
6.3.1大直徑高位巖石定向長(zhǎng)鉆孔施工裝備配套242
6.3.2大直徑高位巖石定向長(zhǎng)鉆孔成孔工藝技術(shù)244
6.3.3大直徑高位巖石定向長(zhǎng)鉆孔瓦斯抽采技術(shù)245
6.3.4應(yīng)用實(shí)例245
6.4井下地質(zhì)導(dǎo)向鉆進(jìn)技術(shù)249
6.4.1基于自然伽馬的地質(zhì)導(dǎo)向鉆進(jìn)技術(shù)原理249
6.4.2地層隨鉆識(shí)別技術(shù)250
6.4.3鉆進(jìn)裝備251
6.4.4應(yīng)用實(shí)例252
6.5遙控自動(dòng)化鉆機(jī)254
6.5.1鉆機(jī)自動(dòng)化鉆進(jìn)系統(tǒng)254
6.5.2鉆機(jī)遠(yuǎn)距離操控技術(shù)255
6.5.3自動(dòng)化鉆進(jìn)裝備256
6.5.4應(yīng)用實(shí)例257
第7章低透氣性煤層增滲技術(shù)259
7.1井下水力壓裂增滲技術(shù)259
7.1.1井下水力壓裂增滲機(jī)理259
7.1.2井下水力壓裂增滲工藝技術(shù)及裝備262
7.1.3井下特殊水力壓裂工藝266
7.1.4井下水力壓裂增滲工程應(yīng)用實(shí)例268
7.1.5井下水力壓裂增滲技術(shù)適用條件269
7.2井下水射流割縫增滲技術(shù)271
7.2.1水射流割縫增滲技術(shù)原理271
7.2.2超高壓水射流割縫工藝技術(shù)及裝備278
7.2.3超高壓水力割縫技術(shù)案例279
7.3井下氣體致裂增滲技術(shù)282
7.3.1氣體致裂增滲機(jī)理282
7.3.2高壓空氣爆破增滲工藝287
7.3.3二氧化碳深孔預(yù)裂爆破增滲工藝292
7.3.4井下氣體致裂增滲技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)增滲案例302
第8章煤礦區(qū)煤層氣安全集輸技術(shù)306
8.1煤礦區(qū)煤層氣參數(shù)測(cè)試技術(shù)與裝置307
8.1.1煤層氣抽采系統(tǒng)安全集輸監(jiān)測(cè)技術(shù)307
8.1.2煤層氣利用監(jiān)控系統(tǒng)311
8.2煤礦區(qū)煤層氣集輸管網(wǎng)智能調(diào)控技術(shù)及裝備316
8.2.1煤層氣集輸管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)智能分析與調(diào)控技術(shù)317
8.2.2煤層氣集輸管網(wǎng)漏氣在線檢測(cè)、堵漏技術(shù)322
8.3煤礦區(qū)煤層氣智能混配技術(shù)325
8.3.1作用及技術(shù)原理325
8.3.2智能混配系統(tǒng)326
8.3.3煤層氣智能混配技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用329
8.4煤礦區(qū)煤層氣地面安全集輸保障329
8.4.1輸送管道瓦斯爆炸傳播的基本特性330
8.4.2瓦斯管道輸送安全保障技術(shù)337
8.5煤礦區(qū)煤層氣排空與銷毀341
8.5.1煤層氣排空系統(tǒng)341
8.5.2煤層氣銷毀系統(tǒng)342
第9章低濃度煤層氣利用技術(shù)344
9.1低濃度煤層氣變壓吸附濃縮利用技術(shù)345
9.1.1濃縮專用碳分子篩制備工藝技術(shù)346
9.1.2變壓吸附濃縮技術(shù)348
9.1.3變壓吸附濃縮裝備351
9.1.4變壓吸附濃縮利用技術(shù)工藝流程352
9.1.5變壓吸附濃縮利用技術(shù)特點(diǎn)353
9.1.6變壓吸附濃縮利用技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用353
9.2低濃度煤層氣深冷液化技術(shù)356
9.2.1技術(shù)與裝備特點(diǎn)357
9.2.2低濃度煤層氣深冷液化工藝358
9.2.3低濃度煤層氣深冷液化中試試驗(yàn)362
9.2.4低濃度煤層氣深冷液化技術(shù)工業(yè)化應(yīng)用369
9.3低濃度煤層氣蓄熱氧化利用技術(shù)370
9.3.1煤礦乏風(fēng)瓦斯蓄熱氧化工藝技術(shù)370
9.3.2多床式乏風(fēng)瓦斯蓄熱氧化工業(yè)化裝置及試驗(yàn)375
9.4低濃度瓦斯工業(yè)安全燃燒技術(shù)388
9.4.1低濃度瓦斯工業(yè)燃燒機(jī)理388
9.4.2金屬纖維燃燒器的設(shè)計(jì)加工及試驗(yàn)392
9.4.3低濃度瓦斯工業(yè)燃燒安全保障系統(tǒng)393
9.4.4低濃度瓦斯工業(yè)安全燃燒裝置394
9.4.5低濃度瓦斯工業(yè)燃燒熱能轉(zhuǎn)化利用技術(shù)397
9.5低濃度煤層氣發(fā)電提效技術(shù)398
9.5.1高效余熱降溫與機(jī)械聯(lián)合脫水技術(shù)原理398
9.5.2高效機(jī)械脫水裝置398
9.5.3低阻高效換熱器399
9.5.4在線清洗干式阻火裝置400
9.5.5實(shí)施效果401
第10章煤層氣與煤炭協(xié)調(diào)開發(fā)示范工程404
10.1山西晉城礦區(qū)采氣采煤一體化煤層氣開發(fā)示范工程404
10.1.1晉城礦區(qū)煤炭與煤層氣資源條件概述405
10.1.2晉城礦區(qū)三區(qū)聯(lián)動(dòng)井上下立體抽采采氣采煤一體化技術(shù)體系綜述405
10.1.3規(guī)劃區(qū)煤層氣地面抽采關(guān)鍵技術(shù)407
10.1.4準(zhǔn)備區(qū)井上下聯(lián)合抽采關(guān)鍵技術(shù)414
10.1.5生產(chǎn)區(qū)煤層氣井下抽采關(guān)鍵技術(shù)417
10.1.6煤層氣開發(fā)對(duì)煤炭開采的影響421
10.1.7晉城礦區(qū)煤層氣抽采效果檢驗(yàn)428
10.1.8晉城礦區(qū)煤層氣分級(jí)利用情況綜述435
10.1.9晉城礦區(qū)采氣采煤一體化煤層氣開發(fā)示范工程效果436
10.2兩淮礦區(qū)煤層群開采條件下煤層氣抽采示范工程438
10.2.1兩淮礦區(qū)煤層氣賦存情況438
10.2.2兩淮礦區(qū)煤層群條件下地面抽采技術(shù)439
10.2.3兩淮礦區(qū)煤層群條件井下增透技術(shù)455
10.2.4兩淮礦區(qū)煤層群條件井上下立體抽采模式461
10.2.5兩淮礦區(qū)煤層群開采條件下煤層氣抽采實(shí)施效果470
10.3重慶松藻礦區(qū)復(fù)雜地質(zhì)條件下煤層氣開發(fā)示范工程472
10.3.1松藻礦區(qū)開采地質(zhì)條件473
10.3.2突出煤層順煤層預(yù)抽煤層氣技術(shù)及工藝474
10.3.3底板穿層鉆孔預(yù)抽煤層氣技術(shù)及工藝477
10.3.4突出煤層井下水力化增透抽采技術(shù)479
10.3.5松藻礦區(qū)煤層氣與煤炭協(xié)調(diào)開發(fā)模式492
10.3.6松藻礦區(qū)煤層氣與煤炭協(xié)調(diào)開發(fā)效果497
第11章煤礦區(qū)煤層氣與煤炭協(xié)調(diào)開發(fā)技術(shù)展望500
11.1煤礦區(qū)煤層氣開發(fā)利用潛力評(píng)價(jià)500
11.1.1煤礦區(qū)煤層氣開發(fā)潛力分析500
11.1.2煤礦區(qū)煤層氣利用潛力預(yù)測(cè)504
11.2國(guó)內(nèi)外煤礦區(qū)煤層氣科技發(fā)展趨勢(shì)505
11.2.1國(guó)際煤礦區(qū)煤層氣科技發(fā)展趨勢(shì)505
11.2.2國(guó)內(nèi)煤礦區(qū)煤層氣科技發(fā)展趨勢(shì)506
11.3煤礦區(qū)煤層氣與煤炭協(xié)調(diào)開發(fā)技術(shù)預(yù)測(cè)507
11.3.1優(yōu)先領(lǐng)域507
11.3.2關(guān)鍵核心技術(shù)508
11.4煤礦區(qū)煤層氣利用技術(shù)預(yù)