[發(fā)明專利]一種多分支水平井瓦斯抽采方案的評價(jià)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710741480.0
• 申請日: 2017-08-25
• 公開（公告）號(hào): CN107578152B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧存寶;凡永鵬;王雪峰;李進(jìn)鵬;張勛;黎鳳岐;黃葛;姜小強(qiáng);戴鳳威;王延生;武司苑;王娟;方博
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧工程技術(shù)大學(xué);華晉焦煤有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q50/02
• 代理公司: 沈陽東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 劉曉嵐

本發(fā)明提供一種多分支水平井瓦斯抽采方案的評價(jià)方法，涉及礦井瓦斯治理及利用技術(shù)領(lǐng)域。一種多分支水平井瓦斯抽采方案的評價(jià)方法，基于模糊結(jié)構(gòu)元理論對模糊數(shù)進(jìn)行表達(dá)和運(yùn)算，構(gòu)建多分支水平井的模糊產(chǎn)能計(jì)算公式；使用熵權(quán)法與判斷矩陣法對評價(jià)指標(biāo)組合賦權(quán)，將專家多年累計(jì)的經(jīng)驗(yàn)與客觀數(shù)據(jù)聯(lián)系起來，充分考慮各評價(jià)指標(biāo)對評價(jià)結(jié)果的綜合影響及評價(jià)指標(biāo)的模糊性問題，使多分支水平井瓦斯抽采方案的評價(jià)結(jié)果更加真實(shí)可靠。本發(fā)明提供的多分支水平井瓦斯抽采方案的評價(jià)方法，應(yīng)用模糊數(shù)學(xué)的方法，擺脫了對數(shù)據(jù)非此即彼的精確性要求，能夠選擇出最適宜工作面瓦斯治理的抽采方案。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦井瓦斯治理及利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多分支水平井瓦斯抽采方案的評價(jià)方法。

背景技術(shù)

瓦斯是制約我國煤炭生產(chǎn)安全的重要因素之一，隨著煤礦開采深度的增加，煤層瓦斯增大，這種問題愈加突出。礦井瓦斯具有一定的兩面性，在煤炭生產(chǎn)過程中可能會(huì)引起煤與瓦斯突出和礦井瓦斯爆炸，瓦斯的主要成分為甲烷，甲烷是主要的溫室氣體之一，其溫室效應(yīng)是二氧化碳的20倍，直接將其排放到空氣里會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的溫室效益；同時(shí)瓦斯也是一種清結(jié)能源，隨著人們生活水平的提高，對能源的需求也變的越來越大，瓦斯不僅可以作為燃料，瓦斯爆炸能帶來巨大能量還可以進(jìn)行發(fā)電。我國礦井瓦斯抽采可分為三類：開采前瓦斯抽采、掘進(jìn)過程中瓦斯抽采和開采后瓦斯抽采，其中開采前瓦斯抽采又包含三大類：地面鉆井采前瓦斯抽采、本煤層采前瓦斯抽采和鄰近層采前瓦斯抽采。在多種瓦斯抽采方法中地面鉆井采前所抽氣體瓦斯?jié)舛茸罡撸梅秶顝V。

多分支水平井瓦斯抽采是地面鉆井采前瓦斯抽采方法進(jìn)行瓦斯抽采鉆孔的主要布置方法，在多分支水平井施工過程中，由于多分支水平井結(jié)構(gòu)復(fù)雜且需保持鉆井水平段始終在煤層中，這對鉆機(jī)的能力和工程師的技術(shù)水平提出了很高的要求。由于地質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響煤層中常存在大量發(fā)育的機(jī)理和裂隙，在鉆井過程中鉆孔周圍煤體卸壓，鉆孔開始變形，隨著變形量的增大，鉆孔周圍出現(xiàn)拉應(yīng)力，隨之煤體裂隙變大，最終易導(dǎo)致鉆孔的坍塌，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。

綜上可知，多分支水平井不僅能夠增大井筒控制面積、提高瓦斯采出率，還具有工程投入大、鉆進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)大的特點(diǎn)。因此，對多分支水平井瓦斯抽采方案進(jìn)行施工前綜合評價(jià)具有非常重要的意義。然而目前，多分支水平井瓦斯抽采方案的評價(jià)都是通過一個(gè)或者兩個(gè)指標(biāo)確定，且在對鉆井的一個(gè)方面進(jìn)行討論和評價(jià)，也忽略了煤巖參數(shù)，具有一定模糊性。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種多分支水平井瓦斯抽采方案的評價(jià)方法，充分考慮評價(jià)指標(biāo)的模糊性問題及各評價(jià)指標(biāo)對評價(jià)結(jié)果的綜合影響，從待選瓦斯抽采方案中選取出最優(yōu)的瓦斯抽采方案。

一種多分支水平井瓦斯抽采方案的評價(jià)方法，包括以下步驟：

步驟1：構(gòu)建多分支水平井瓦斯抽采方案的評價(jià)指標(biāo)體系；

多分支水平井瓦斯抽采方案的評價(jià)指標(biāo)包括：煤層瓦斯治理效果、瓦斯抽采時(shí)間、鉆井產(chǎn)量、鉆井施工難度、環(huán)境影響及工程費(fèi)用；

步驟2：計(jì)算多分支水平井瓦斯抽采待評價(jià)方案的模糊產(chǎn)能：

通過查閱煤礦資料或者通過測量方法獲得目標(biāo)煤層瓦斯抽采參數(shù)和煤巖參數(shù)，包括恒壓邊界處煤層瓦斯壓力煤層水平方向滲透率煤層垂直方向滲透率煤層滲透率比例系數(shù)瓦斯動(dòng)力粘性系數(shù)煤層厚度和鉆井到煤層頂板的距離以上各參數(shù)均為三角模糊數(shù)，同時(shí)還包括標(biāo)態(tài)溫度T、煤層溫度T_sc、煤層中氣體壓縮因子Z和標(biāo)態(tài)氣體壓縮因子Z_sc；

根據(jù)目標(biāo)煤層瓦斯抽采參數(shù)、煤巖參數(shù)及瓦斯抽采待評價(jià)方案的鉆井參數(shù)，得到多分支水平井瓦斯抽采方案的模糊產(chǎn)能模糊產(chǎn)能的計(jì)算公式如下式所示：