發(fā)布時(shí)間：2020-12-30 07:06

　　近年來(lái),廢棄礦井老空區(qū)煤層氣作為一種非常規(guī)天然氣資源正得到越來(lái)越多的關(guān)注,其抽采利用一方面可以解除臨近煤層瓦斯壓力,為殘留煤炭資源二次開采創(chuàng)造有利條件;另一方面老空區(qū)瓦斯“變廢為寶”作為清潔能源可以改善我國(guó)能源結(jié)構(gòu),還可防止其逸散到大氣中積聚溫室效應(yīng)。因此對(duì)廢棄礦井老空區(qū)煤層氣進(jìn)行抽采利用意義重大。根據(jù)中國(guó)工程院重大咨詢研究項(xiàng)目-我國(guó)煤炭資源高效回收及節(jié)能戰(zhàn)略研究結(jié)果預(yù)測(cè),到2020年,我國(guó)廢棄礦井?dāng)?shù)量將達(dá)到1.2萬(wàn)個(gè)。這些廢棄礦井閉井前煤炭資源回收率一般不高,其內(nèi)部蘊(yùn)含有大量的煤層氣資源,閉井后隨著時(shí)空演化更是富集了豐富的煤層氣。國(guó)外已有老空區(qū)煤層氣抽采技術(shù)的研究,但國(guó)內(nèi)相關(guān)條件相對(duì)復(fù)雜這一領(lǐng)域的研究尚處于起步階段。本文在前人的研究基礎(chǔ)上,針對(duì)國(guó)內(nèi)廢棄礦井老空區(qū)煤層氣地面抽采鉆井井位難以精準(zhǔn)確定、破碎煤巖體變形與滲流特性不清楚等實(shí)際問(wèn)題,以山西省晉煤集團(tuán)沁水煤田廢棄老空區(qū)為研究對(duì)象,通過(guò)理論分析、數(shù)值模擬、實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)以及現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)試驗(yàn)等方法對(duì)老空區(qū)煤層氣抽采的相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)進(jìn)行了系統(tǒng)研究,得到的主要研究結(jié)論如下:（1）科學(xué)界定了廢棄礦井老空區(qū)煤層氣儲(chǔ)氣空間概念,將廢棄礦井老空區(qū)煤層氣儲(chǔ)氣... 

【文章來(lái)源】：太原理工大學(xué)山西省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：184 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題
        1.2.1 采空區(qū)三維應(yīng)力分布
        1.2.2 采空區(qū)三維破壞特征
        1.2.3 破碎煤巖體力學(xué)及聲發(fā)射特性
        1.2.4 含瓦斯破碎煤巖體氣體滲透特性
        1.2.5 老空區(qū)煤層氣抽采技術(shù)
    1.3 研究?jī)?nèi)容與方案
        1.3.1 研究?jī)?nèi)容
        1.3.2 技術(shù)路線
第二章 老空區(qū)煤層氣儲(chǔ)氣空間發(fā)育及區(qū)域劃分
    2.1 老空區(qū)煤層氣儲(chǔ)氣空間定義及發(fā)育范圍
        2.1.1 老空區(qū)煤層氣儲(chǔ)氣空間定義及分類
        2.1.2 老空區(qū)煤層氣儲(chǔ)氣空間發(fā)育范圍
    2.2 老空區(qū)煤層氣儲(chǔ)氣空間數(shù)值模擬模型
        2.2.1 老空區(qū)地質(zhì)及開采條件
        2.2.2 儲(chǔ)氣空間數(shù)值模型的建立
    2.3 垮落式老空區(qū)煤層氣儲(chǔ)氣空間發(fā)育
        2.3.1 老空區(qū)三維應(yīng)力分布
        2.3.2 老空區(qū)三維卸壓體空間發(fā)育特征
        2.3.3 老空區(qū)三維塑性破壞體空間發(fā)育特征
        2.3.4 老空區(qū)區(qū)域劃分
    2.4 刀柱式老空區(qū)煤層氣儲(chǔ)氣空間發(fā)育
        2.4.1 老空區(qū)三維應(yīng)力分布
        2.4.2 老空區(qū)三維卸壓體空間發(fā)育特征
        2.4.3 老空區(qū)三維塑性破壞體空間發(fā)育特征
        2.4.4 老空區(qū)區(qū)域劃分
    2.5 本章小結(jié)
第三章 破碎煤巖體壓實(shí)-滲透-聲發(fā)射實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    3.1 老空區(qū)煤層氣來(lái)源及破碎煤巖體在煤層氣富集中的作用
    3.2 破碎煤巖體壓實(shí)過(guò)程中滲流模型及特點(diǎn)分析
    3.3 破碎煤巖體壓實(shí)-聲發(fā)射實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    3.4 破碎煤巖體壓實(shí)-滲流實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    3.5 本章小結(jié)
第四章 破碎煤巖體壓實(shí)變形特性及內(nèi)部破裂演化規(guī)律
    4.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象、方案及試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
    4.2 不同巖性、不同粒徑破碎煤巖體壓實(shí)變形特性
    4.3 破碎煤巖體內(nèi)部壓實(shí)破裂過(guò)程中聲發(fā)射參數(shù)演化規(guī)律
        4.3.1 破碎煤矸石壓實(shí)過(guò)程中聲發(fā)射參數(shù)演化
        4.3.2 破碎石灰?guī)r壓實(shí)過(guò)程中聲發(fā)射參數(shù)演化
        4.3.3 破碎無(wú)煙煤壓實(shí)過(guò)程中聲發(fā)射參數(shù)演化
    4.4 破碎煤巖體壓實(shí)過(guò)程中內(nèi)部破裂的時(shí)空演化規(guī)律
        4.4.1 破碎煤巖體壓實(shí)過(guò)程中聲波波速變化
        4.4.2 破碎煤矸石分層壓實(shí)破碎特性研究
        4.4.3 破碎石灰?guī)r分層壓實(shí)破碎特性研究
        4.4.4 破碎無(wú)煙煤分層壓實(shí)破碎特性研究
    4.5 本章小結(jié)
第五章 破碎煤巖體氣體滲透規(guī)律及地面鉆井井位優(yōu)選
    5.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理
    5.2 滲透過(guò)程中壓力、流量動(dòng)態(tài)演化規(guī)律
    5.3 流速與壓力梯度的關(guān)系
    5.4 滲透率與瓦斯壓力的關(guān)系
    5.5 滲透率-孔隙率與軸向應(yīng)力的關(guān)系
    5.6 不同類型老空區(qū)煤層氣儲(chǔ)氣空間鉆井井位優(yōu)選
        5.6.1 老空區(qū)煤層氣富集規(guī)律及地面鉆井抽采特點(diǎn)
        5.6.2 垮落式老空區(qū)煤層氣儲(chǔ)氣空間鉆井井位優(yōu)選
        5.6.3 刀柱式老空區(qū)煤層氣儲(chǔ)氣空間鉆井井位優(yōu)選
    5.7 本章小結(jié)
第六章 現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)試驗(yàn)
    6.1 礦井概況
        6.1.1 晉圣永安宏泰煤業(yè)概況
        6.1.2 沁秀煤業(yè)岳城煤礦概況
    6.2 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施
        6.2.0 老空區(qū)區(qū)域劃分及鉆井井位布置
        6.2.1 鉆井固井技術(shù)
        6.2.2 地面抽采智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及安全運(yùn)行技術(shù)
    6.3 地面鉆井井位優(yōu)選指導(dǎo)下抽采效果分析
        6.3.1 刀柱式老空區(qū)煤層氣抽采效果分析
        6.3.2 垮落式老空區(qū)煤層氣抽采效果分析
    6.4 基于老空區(qū)煤層氣儲(chǔ)氣空間發(fā)育特性的協(xié)同抽采技術(shù)
        6.4.1 同一水平層位相鄰老空區(qū)協(xié)同抽采技術(shù)
        6.4.2 不同水平層位相鄰復(fù)合老空區(qū)協(xié)同抽采技術(shù)
        6.4.3 老空區(qū)煤層氣與下煤層煤層氣協(xié)同抽采技術(shù)
    6.5 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 主要結(jié)論
    7.2 不足與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間的科研成果及參加的科研項(xiàng)目
博士論文獨(dú)創(chuàng)性說(shuō)明


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]采動(dòng)影響穩(wěn)定區(qū)煤層氣儲(chǔ)層及資源量評(píng)估技術(shù)的研究與應(yīng)用[D]. 李日富.重慶大學(xué) 2014
[2]地面鉆井抽采老采空區(qū)瓦斯的理論與應(yīng)用研究[D]. 秦偉.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2013
[3]松散破碎射氣介質(zhì)中氡運(yùn)移的氣液兩相耦合模型及其工程應(yīng)用[D]. 李廣悅.中南大學(xué) 2012
[4]煤層群開采瓦斯卸壓抽采“三帶”范圍的理論研究[D]. 吳仁倫.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2011

碩士論文
[1]廢棄礦井煤層氣資源開發(fā)潛力評(píng)價(jià)方法研究[D]. 韓保山.煤炭科學(xué)研究總院 2003
[2]采場(chǎng)覆巖面接觸塊體結(jié)構(gòu)研究[D]. 馮國(guó)瑞.太原理工大學(xué) 2002



本文編號(hào)：2947219