本文關(guān)鍵詞：地面鉆井壓裂與井下水平鉆孔聯(lián)合瓦斯抽采研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著近些年煤礦綜合機(jī)械化生產(chǎn)的迅速普及推廣和煤層開采深度的不斷增加，與開采相關(guān)的煤礦瓦斯災(zāi)害問題也日益嚴(yán)重起來。屯留礦區(qū)屬于低滲透性、高瓦斯礦井，以往的井下煤層瓦斯抽采技術(shù)方法很難在短時(shí)期內(nèi)使其煤層瓦斯含量降低，這樣不僅阻礙了工作面開采速度，更對(duì)井下人員生命安全造成影響。 本文以屯留礦區(qū)N2105工作面回風(fēng)順槽作為試驗(yàn)區(qū)域，開展地面豎井水力壓裂煤層后井下順煤層瓦斯預(yù)抽工程，綜合運(yùn)用實(shí)驗(yàn)研究、理論分析、以及工程實(shí)踐等手段，對(duì)煤層壓裂過程中裂縫擴(kuò)展特征以及井下瓦斯預(yù)抽效果進(jìn)行對(duì)比研究。主要工作和研究成果如下： 分析了煤（巖）層基本力學(xué)特性和煤分層的滲透率特征；對(duì)水力壓裂過程中豎井圍巖特征、水力壓裂起裂機(jī)理、裂縫擴(kuò)展延伸特性以及類型進(jìn)行理論分析，得到了簡(jiǎn)單的注水煤層塑性區(qū)域彈性解和煤層起裂最小水壓。 研究制訂了本次水力壓裂技術(shù)方案，確定了水力壓裂過程相關(guān)參數(shù)的用量，在理論層面上對(duì)垂直裂縫空間擴(kuò)展延伸理論進(jìn)行分析，建立了煤層水力壓裂裂縫擴(kuò)展延伸數(shù)學(xué)模型，對(duì)壓裂過程中裂縫幾何參數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)。并對(duì)壓裂井施工過程泵壓和泵注排量進(jìn)行觀測(cè)分析。 提出了井下順層鉆孔的布置方案以及瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的抽采方法，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工采集的瓦斯參數(shù)，分析水力壓裂現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際效果。并對(duì)在壓裂施工過程中注液壓力參數(shù)、合理的壓裂井布井間距以及井下順層鉆孔施工間距進(jìn)行指導(dǎo)與優(yōu)化。通過本次煤層水力壓裂試驗(yàn)的結(jié)果表明：進(jìn)行地面鉆井壓裂煤層的技術(shù)方法，，可以有效的降低煤層的瓦斯含量，是一種積極主動(dòng)的瓦斯抽采技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】：水力壓裂 區(qū)域預(yù)抽 瓦斯抽放速率 抽采半徑
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TD712.6
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 選題背景及意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-16
• 1.2.1 水力壓裂技術(shù)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 水力壓裂地質(zhì)方面研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 煤層瓦斯?jié)B流、采動(dòng)區(qū)運(yùn)移理論研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容16-17
• 第二章 煤（巖）層特性和水力壓裂理論17-33
• 2.1 煤層地質(zhì)特征17-20
• 2.1.1 煤層層理17
• 2.1.2 煤層的孔隙結(jié)構(gòu)17-20
• 2.2 煤層物理力學(xué)特征20-25
• 2.2.1 煤分層力學(xué)性質(zhì)和滲透率特點(diǎn)20-22
• 2.2.2 煤層力學(xué)性質(zhì)和滲透率特點(diǎn)22-25
• 2.3 水力壓裂機(jī)理25-32
• 2.3.1 豎井圍巖特征25
• 2.3.2 水力壓裂起裂機(jī)理25-28
• 2.3.3 水力壓裂裂縫擴(kuò)展延伸特性28-30
• 2.3.4 水力壓裂裂縫類型30-32
• 2.4 本章總結(jié)32-33
• 第三章 地面鉆井煤層水力壓裂技術(shù)研究33-51
• 3.1 試驗(yàn)區(qū)域概況33-34
• 3.1.1 煤層賦存條件33
• 3.1.2 地質(zhì)構(gòu)造33-34
• 3.1.3 頂?shù)装鍘r性特征34
• 3.2 壓裂施工技術(shù)原理34
• 3.3 壓裂井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)34-36
• 3.4 水力壓裂方案設(shè)計(jì)研究36-39
• 3.5 水力壓裂三維模型研究39-45
• 3.6 現(xiàn)場(chǎng)壓裂施工試驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析45-49
• 3.6.1 施工過程45-46
• 3.6.2 現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)分析46-49
• 3.7 本章總結(jié)49-51
• 第四章 井下瓦斯抽放系統(tǒng)工藝研究51-63
• 4.1 井下順層鉆孔瓦斯預(yù)抽方法51-52
• 4.2 井下順層鉆孔方案設(shè)計(jì)52-56
• 4.2.1 風(fēng)鉆鉆機(jī)鉆孔排渣原理52-54
• 4.2.2 鉆機(jī)與鉆具選擇54
• 4.2.3 順層鉆孔基本參數(shù)54-56
• 4.3 瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案56
• 4.3.1 測(cè)點(diǎn)位置布局56
• 4.3.2 測(cè)試設(shè)備56
• 4.4 井下順層鉆孔瓦斯預(yù)抽施工及設(shè)備安裝56-61
• 4.4.1 鉆孔施工流程及現(xiàn)場(chǎng)打鉆情況56-57
• 4.4.2 井下順層鉆孔單孔參數(shù)特征57-58
• 4.4.3 瓦斯監(jiān)測(cè)設(shè)施安裝58-61
• 4.5 本章總結(jié)61-63
• 第五章 井下觀測(cè)瓦斯抽采效果研究63-75
• 5.1 壓裂后瓦斯?jié)舛确治?/span>63-67
• 5.1.1 壓裂井 1-78#區(qū)域瓦斯?jié)舛确治?/span>63-65
• 5.1.2 壓裂井 1-80#區(qū)域瓦斯?jié)舛确治?/span>65-67
• 5.2 壓裂后瓦斯流量分析67-72
• 5.2.1 壓裂井 1-78#區(qū)域瓦斯抽采量分析67-69
• 5.2.2 壓裂井 1-80#區(qū)域瓦斯抽采量分析69-72
• 5.3 水力壓裂抽采半徑影響范圍分析72-73
• 5.4 本章總結(jié)73-75
• 第六章 結(jié)論與總結(jié)75-79
• 6.1 結(jié)論75-76
• 6.2 不足與展望76-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 致謝83-85
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄85

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳繼周,曲德斌,續(xù)偉;水力壓裂裂縫幾何形態(tài)的數(shù)值模擬及影響因素分析[J];大慶石油地質(zhì)與開發(fā);1990年04期

2 林府進(jìn),孫東玲,董鋼鋒;順層長(zhǎng)鉆孔風(fēng)力排渣成孔技術(shù)[J];礦業(yè)安全與環(huán)保;2001年02期

3 呂有廠;;水力壓裂技術(shù)在高瓦斯低透氣性礦井中的應(yīng)用[J];重慶大學(xué)學(xué)報(bào);2010年07期

4 孫可明,梁冰,王錦山;煤層氣開采中兩相流階段的流固耦合滲流[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2001年01期

5 趙陽升，秦惠增，白其崢;煤層瓦斯流動(dòng)的固－氣耦合數(shù)學(xué)模型及數(shù)值解法的研究[J];固體力學(xué)學(xué)報(bào);1994年01期

6 蘇現(xiàn)波;煤層氣儲(chǔ)集層的孔隙特征[J];焦作工學(xué)院學(xué)報(bào);1998年01期

7 張虹,胥菊珍,楊宏斌,王瑞霞,何子江;和順地區(qū)煤儲(chǔ)層裂隙系統(tǒng)評(píng)價(jià)與滲透率預(yù)測(cè)研究[J];煤田地質(zhì)與勘探;2002年04期

8 孫燕;楊勝強(qiáng);凌志遷;褚庭湘;;大采長(zhǎng)綜放面采空區(qū)瓦斯運(yùn)移規(guī)律分析[J];煤礦安全;2009年08期

9 王國鴻;徐贊;;水力壓裂技術(shù)提高低透氣性煤層瓦斯抽放量淺析[J];煤礦安全;2010年08期

10 陳娟;趙耀江;;近十年來我國煤礦事故統(tǒng)計(jì)分析及啟示[J];煤炭工程;2012年03期

  本文關(guān)鍵詞：地面鉆井壓裂與井下水平鉆孔聯(lián)合瓦斯抽采研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：361580