本文關(guān)鍵詞：排采降壓誘發(fā)煤層剪切破壞機(jī)理與防控對策　出處：《煤炭學(xué)報(bào)》2017年07期 　論文類型：期刊論文

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【摘要】：煤層壓力衰減會(huì)導(dǎo)致煤巖體剪切破壞,誘發(fā)井壁失穩(wěn)、套管損壞和出煤粉等井下復(fù)雜事故。為預(yù)防煤層破壞,以沁水盆地南部二疊系山西組3號煤層為研究對象,基于單軸應(yīng)變模型分析了排采降壓過程中的煤層應(yīng)力路徑及其破壞行為,明確了煤層破壞影響因素,并提出了控制井底流壓和CO_2-ECBM相結(jié)合的防控技術(shù)對策。結(jié)果表明:煤層水平有效應(yīng)力在排水階段隨孔隙壓力的降低而線性增大,但在解吸階段卻隨孔隙壓力的降低而非線性減小,氣體解吸能夠加速煤層剪切破壞;煤層初始水平應(yīng)力越小,垂向應(yīng)力、初始孔隙壓力、臨界解吸壓力越大,氣體吸附效應(yīng)越強(qiáng),煤巖體彈性模量、泊松比越大,單軸抗壓強(qiáng)度越低,則煤層臨界破壞孔隙壓力就越大;煤層破壞前轉(zhuǎn)注CO_2既能有效避免煤層破壞,也可提高煤層氣采收率,不失為CO_2-ECBM的良好作業(yè)時(shí)機(jī)。
[Abstract]:Coal seam pressure attenuation will lead to coal and rock mass shear failure, induced shaft wall instability, casing damage and pulverized coal production and other complex downhole accidents, in order to prevent coal destruction. Based on uniaxial strain model, the stress path and failure behavior of coal seam in the process of pressure reduction in drainage mining are analyzed based on the coal seam of Shanxi formation No. 3 of Permian in the south of Qinshui Basin, and the factors influencing the failure of coal seam are identified. The technical countermeasures of controlling the bottom hole flow pressure and CO_2-ECBM are put forward. The results show that the horizontal effective stress of coal seam increases linearly with the decrease of pore pressure in the drainage stage. However, in the desorption stage, the nonlinear decreases with the decrease of pore pressure, and gas desorption can accelerate the shear failure of coal seam. The smaller the initial horizontal stress, the vertical stress, the greater the initial pore pressure and the critical desorption pressure, the stronger the gas adsorption effect, the greater the elastic modulus and Poisson's ratio of coal and rock mass, the lower the uniaxial compressive strength. The higher the pore pressure of critical failure of coal seam; CO_2 injection before coal seam failure can effectively avoid coal seam damage and improve coal bed methane recovery. It is a good working opportunity for CO_2-ECBM.
【作者單位】： 西南石油大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51674209) 國家科技重大專項(xiàng)資助項(xiàng)目(2016ZX05061003)
【分類號】：TE37
【正文快照】： 我國煤炭資源豐富,約占全國化石能源儲(chǔ)量的94%,且煤層中富含甲烷,又稱瓦斯或煤層氣,我國埋深2 000 m以淺的煤層氣資源量約為36.81×1012m3,與陸上常規(guī)天然氣資源量相當(dāng)[1-2]。在煤礦開采過程中,煤層應(yīng)力釋放將導(dǎo)致地應(yīng)力重新分布與調(diào)整,當(dāng)煤層載荷超過煤巖體強(qiáng)度時(shí),就會(huì)誘發(fā)巖

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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【二級參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1384086