【摘要】：論文以雞西、鶴崗礦區(qū)的采空區(qū)為研究對象,闡明了封閉采空區(qū)煤層氣來源、儲存空間特征,探討了封閉采空區(qū)煤層氣賦存運移規(guī)律,認為采空區(qū)煤層氣的物質(zhì)基礎主要是采動層殘留煤體以及采動影響范圍內(nèi)的鄰近煤層;采空區(qū)煤層氣資源的賦存空間多以裂隙帶頂部為垂向邊界,以采動卸壓角來計算橫向邊界,內(nèi)部空裂隙及滲透的分布均呈現(xiàn)出“O型圈”特征;采煤過程中,本煤層及鄰近層煤層氣在濃度差、壓力差的作用下均向采空區(qū)運移,部分被通風帶走,部分匯聚在采空區(qū)深部;當采空區(qū)封閉后,煤層氣主要升浮運移,沿著高滲通道,向存儲空間的頂部匯集;采空區(qū)煤層氣的保存主要受到裂隙發(fā)育情況、積水程度、封閉年限的影響,據(jù)此,將采空區(qū)分為密閉無水(少水)型、逸散型以及時間久遠型,其中密閉無水(少水)型最為理想。探討了研究區(qū)封閉采空區(qū)儲集單元類型,采用新思路劃分了煤層氣資源評價單元。論文擬定了研究區(qū)采空區(qū)選區(qū)劃分的6條原則,共選出19個資源可預測區(qū)塊;以資源可預測區(qū)塊內(nèi)部采空區(qū)是否連通(包括垂向連通和橫向連通)為依據(jù),進一步將19個資源可預測區(qū)劃分成21個評價單元。建立了封閉采空區(qū)煤層氣資源評價體系,計算并獲得了評價單元的煤層氣資源量。對多種采空區(qū)煤層氣資源量計算方法分析對比后,采用資源構(gòu)成法計算了所有評價單元的理論資源量,共為7976.17萬m~3,其中雞西礦區(qū)19個評價單元,資源量為5966.83萬m~3,鶴崗礦區(qū)2個評價單元,資源量為2009.34萬m~3。在所有的評價單元中,700萬m~3以上的評價單元有5個,資源總和5109.72萬m~3,占總量的64.06%,居主導地位,采空區(qū)煤層氣資源集中程度高,利于勘探開發(fā)。論文以資源潛力、保存條件、工程條件為根據(jù)建立了資源評價體系,對21個評價單元進行了評價,結(jié)果共有11個“優(yōu)級”評價單元,3個“良級”評價單元,2個“中級”評價單元,5個“差級”評價單元,評價體系對工程開發(fā)選區(qū)具有理論指導意義。
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圖片說明： 碩士學位論文層以下巖層可達到卸壓指標。綜上所述，采空，位于主關(guān)鍵層之下，此時卸壓解吸帶內(nèi)受到，為游離氣的存儲提供了空間，見圖 3-3。確定采空區(qū)煤層氣存儲范圍垂向邊界有三種方，，這往往需要大量的工程實踐經(jīng)驗，而且準確帶頂部邊界為采空區(qū)存儲空間的垂向邊界，可觀測等方式獲得；第三種，認為在主關(guān)鍵層以卸壓指標，但該種方法對于地層結(jié)構(gòu)有一定的鍵層存在，則往往不適合。所以，第二種確定，有多種手段獲取數(shù)據(jù)，因此本文采用第二種，眾學者均認為可采用采動卸壓角確定。韓保區(qū)范圍面積 S 等效成一個圓，求得等效半徑 R鄰近層距離采空區(qū)的距離 H，計算鄰近層影響
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圖片說明： 圖 3-6 “O 型圈”簡化模型Figure 3-6 Simple model of “O-ring”對于采空區(qū)裂隙場參數(shù)的獲取，具有多種手段。最為直接、精確的是現(xiàn)場工程檢測，但這種方法往往花費巨大、耗時耗力，一般可根據(jù)以往的工程經(jīng)驗由該熟悉區(qū)域情況的專家給出經(jīng)驗值。除此之外，實驗室模擬的方法也是一種途徑，分為物理模擬和軟件模擬，物理模擬需要根據(jù)相關(guān)知識搭建實體模型，模型的尺寸、強度等參數(shù)要滿足一定的相似比；軟件模擬較為簡單，使用專業(yè)軟件，建立合理的簡化模型，進行相關(guān)工程模擬，就能得到較為合理的結(jié)果。本文利用 UDEC巖石力學模擬軟件，對采空區(qū)的裂隙發(fā)育進行了模擬，為獲取采空區(qū)裂隙場的參數(shù)提供了一條思路。本文以鶴崗新陸礦南 11 煤里部區(qū)-600 水平的采空區(qū)地質(zhì)條件為基礎，利用UDEC 二維離散元數(shù)值模擬軟件進行數(shù)值模擬研究，該軟件對采空區(qū)的垮落、裂隙的發(fā)育可以進行準確、直觀的模擬，很多學者也使用該軟件對相關(guān)問題進行過模擬研究。新陸礦南 11 煤里部區(qū)-600 水平的采空區(qū)位于新陸礦南部，上部區(qū)段分別為里部區(qū)-540、-490 水平采空區(qū)，見圖 3-7。
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：P618.13

【參考文獻】

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本文編號：2516032