[發明專利]一種煤層瓦斯抽采效果動態評價方法

有效

• 申請號: 201410563921.9
• 申請日: 2014-10-21
• 公開（公告）號: CN104405433A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 周厚權;劉延保;楊利平;申凱;郭平;劉楨;熊偉;陳賓;袁德權;李樹彬
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團重慶研究院有限公司
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21B47/00
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明涉及一種煤層瓦斯抽采效果動態評價方法，尤其針對高瓦斯或煤與瓦斯突出礦井瓦斯抽采效果的評價方法。

背景技術

煤層瓦斯(煤層氣)是引發煤礦生產安全事故的重要隱患，同時也是一種新型的優質能源。合理地開發利用礦井的瓦斯資源不僅能夠保障煤礦的安全高效生產，同時也有利于優化能源結構，促進節能減排。然而，在當前煤炭高強度開采的條件下，高瓦斯或煤與瓦斯突出礦井由于在進行瓦斯抽采工藝技術設計和抽采作業管理時，缺乏相關理論及方法的指導，造成煤層瓦斯抽采期緊張或不足而引起礦井的抽-掘-采作業銜接不平衡，導致瓦斯抽采與煤炭開采之間易形成相互制約的矛盾。具體來說，高瓦斯或煤與瓦斯突出礦井在抽采作業實施的管理過程中會面臨以下問題：準確預測瓦斯抽采時間；合理設計抽采工程參數；實時掌握瓦斯抽采效果極其發展趨勢；科學驗證瓦斯抽采效果，等。礦井在解決這些問題時均需要一種科學的煤層瓦斯抽采效果評價方法，指導礦井實施瓦斯抽采工作的精細化管理。因此，煤層瓦斯抽采效果動態評價對保障煤礦的安全生產尤為重要。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種煤層瓦斯抽采效果動態評價方法。該方法利用煤層抽采瓦斯流動理論、抽采達標評判、監測監控、數學反演及井下瓦斯參數測定等理論和技術，在抽采前、抽采過程中和抽采末期3個階段分別對煤層瓦斯抽采效果實施抽采效果預評價、抽采效果實時評價和抽采效果實測驗證的動態評價，有效避免因煤層瓦斯預抽期緊張或不足而導致的抽-掘-采作業的不平衡。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種煤層瓦斯抽采效果動態評價方法，該方法包括以下步驟：

步驟S11：在煤層瓦斯抽采工程施工前，對煤層瓦斯抽采效果進行預評價；

步驟S12：在煤層瓦斯抽采過程中，對抽采效果進行實時評價；

步驟S13：在煤層瓦斯抽采末期，通過井下實測的方法對抽采是否達標進行驗證；

步驟S14：利用步驟S11、步驟S12、步驟S13獲得的評價結果實現瓦斯抽采效果動態評價。

進一步，所述預評價采用的方法包括鉆孔預抽煤層瓦斯流動理論、抽采效果預測和抽采工程優化。

進一步，所述實時評價利用的技術包括煤層瓦斯抽采預測理論、抽采監測監控技術、井下煤層瓦斯參數測定技術和數學反演技術。

進一步，所述方法中的瓦斯抽采施工前抽采效果預評價，包括以下步驟：

步驟S101：根據煤層瓦斯賦存及分布和鉆孔周圍瓦斯流動特征，從理論上構建鉆孔瓦斯預抽煤層瓦斯流動模型；

步驟S102：根據煤層瓦斯賦存及分布，初步確定煤層瓦斯的不同抽采工程參數；

步驟S103：結合步驟S101和步驟S102獲得不同抽采時間條件下的瓦斯抽采效果預評價結果；

步驟S104：對所述步驟S103獲得的煤層瓦斯抽采效果預評價結果進行判斷，其中，判斷結果為“是”，則獲得合理的抽采工程參數及抽采效果預評價結果；判斷結果為“否”，調整步驟S102中的抽采工程參數，重復步驟S103至步驟S104，直到獲得合理的抽采工程參數及預評價效果。

進一步，所述方法中的瓦斯抽采過程中抽采效果實時評價，包括以下步驟：

步驟S201：根據瓦斯抽采施工前抽采效果預評價(S11)獲得的合理抽采工程參數將預抽煤層劃分為n個抽采效果評價單元；

步驟S202：根據瓦斯抽采施工前抽采效果預評價(S11)獲得的預評價效果將預抽時間劃分為N(1,…,i,…,N)個評價周期；

步驟S203：每個評價單元在i周期的評價過程；

步驟S208：后進入i+1評價周期，當所有評價周期結束時，獲得初步的實際抽采效果評價結果。

進一步，所述方法中的瓦斯抽采末期抽采效果井下實測驗證，包括以下步驟：

步驟S301：根據瓦斯抽采過程中抽采效果實時評價(S12)獲得初步的實時抽采效果劃定鉆孔的有效抽采范圍；

步驟S302：在步驟S301劃定的鉆孔有效抽采范圍內布置瓦斯抽采效果井下驗證測點；

步驟S303：測定驗證測點的殘余瓦斯壓力或殘余瓦斯含量；

步驟S304：將步驟S303中獲得的殘余瓦斯壓力或殘余瓦斯含量與臨界值對比，判斷抽采效果是否達標，判斷結果為“低”，則評價抽采效果為達標，煤礦可繼續實施相關采掘作業；判斷結果為“高”，則需執行步驟S305，進一步優化相關的抽采工程參數，執行S12相關評價流程，繼續進行抽采作業。

進一步，所述步驟203包括步驟S204～S207；