[發明專利]一種煤層群瓦斯聯合抽采溯源計量方法

在審

• 申請號: 202210235648.1
• 申請日: 2022-03-11
• 公開（公告）號: CN114575792A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 陳勇;趙旭生;吳教錕;賈曉亮;孫海濤;馮仁俊;劉延保;馬宏宇;王建軍;丁紅;熊偉;馬國龍;唐強;楊利平;周俊文;米翔繁;廉常軍;鄧照玉;王冬;楊杰
• 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: E21B43/00
• 分類號: E21B43/00;E21B47/00;E21F7/00;E21F17/00;E21F17/18
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 楊柳岸

本發明涉及一種煤層群瓦斯聯合抽采溯源計量方法，屬于瓦斯防治工程領域，包括：抽采鉆孔成孔施作并記錄鉆孔參數；依據鉆孔參數確認抽采對象煤層的層數及層間距，并設置所定長度和數量的抽采管及封孔裝置，再對鉆孔自內向外依次封孔施作；對鉆孔中所設定的各抽采對象煤層采取抽采初期的瓦斯預抽及抽采中后期的瓦斯邊采邊抽、卸壓強抽，并分別標記、觀測、記錄各抽采對象煤層的抽采瓦斯參數；根據各抽采對象煤層的抽采周期和抽采瓦斯參數，并結合鉆孔布置情況，對各抽采對象煤層開展瓦斯抽采達標評判。本發明在確定各抽采對象煤層鉆孔參數和抽采瓦斯參數等前提下實現分源抽采，保證瓦斯抽采效果的同時實現溯源計量。

技術領域

本發明屬于瓦斯防治工程技術領域，涉及一種煤層群瓦斯聯合抽采溯源計量方法。

背景技術

煤層群賦存的礦井在國內所占的比重較大，這類礦井的煤層瓦斯抽采無論是在開采前期的預抽、開采期間的邊采邊抽，還是開采后期的卸壓瓦斯抽采相對單一煤層都要復雜的多，而突出煤層群更進一步增加了瓦斯抽采的難度。為有效緩解煤層群開采期間的瓦斯抽采問題，經過長期的基礎研究與現場實踐，通過頂(底)板巖巷施工穿層鉆孔對煤層群瓦斯聯合抽采是一種經濟有效的技術措施。

然而，煤層群瓦斯聯合抽采期間各煤層瓦斯抽采溯源計量、瓦斯抽采達標評判、瓦斯抽采效果考察一直是困擾行業發展的技術難題。究其原因，主要是煤層群瓦斯聯合抽采期間，單一鉆孔依次穿透多個煤層進行聯合抽采，鉆孔中的瓦斯抽采濃度為各煤層的混合濃度、瓦斯抽采量為各煤層的混合量，導致聯合抽采期間不能有效判識各煤層的瓦斯抽采濃度和瓦斯抽采量。《煤層瓦斯抽采達標暫行規定》要求煤礦企業應當建立瓦斯抽采達標評價工作體系，制定礦井瓦斯抽采達標評判細則；同時，要求將鉆孔間距基本相同和預抽時間基本一致的區域劃為一個評價單元，且對同一評價單元預抽瓦斯效果評價時，首先應根據抽采計量等參數計算抽采后的殘余瓦斯含量或殘余瓦斯壓力、可解吸瓦斯量，當滿足規定的預期達標指標要求后，再進行現場實測預抽瓦斯效果指標。由于暫沒有行之有效的方法進行有效判識，給煤層群瓦斯聯合抽采達標評判、瓦斯抽采效果考察造成了極大困擾。

目前，已知的一種煤層群瓦斯聯合抽采達標預評判方法(CN104612635B)，該發明通過軟件數值計算獲得各煤層理論抽采量、殘余瓦斯含量和可解吸瓦斯含量后，對各煤層瓦斯抽采達標情況進行預評判。而已知的一種煤層群聯合抽采瓦斯氣體混源比例定量確定方法(CN110286003A)，該發明公開了一種煤層群聯合抽采瓦斯氣體混源比例定量確定方法，采用同位素地球化學方法，通過測定控制區域內各個目標煤層控制點瓦斯氣體中常規氣體組分含量及其同位素值、稀有氣體組分含量及其同位素值，劃分出表征不同目標煤層的主控氣體組分，擬合得到主控氣體組分含量及其同位素等值線圖，采用插值法得到聯合抽采鉆孔各個目標煤層主控氣體組分含量及其同位素值，基于化學組成質量守恒原則，建立計算模型，定量確定混源瓦斯氣體中來自各個目標煤層的混合比。

綜上所述，目前在煤層群瓦斯聯合抽采溯源計量方面開展了一定的研究，但理論計算與現場實際情況有一定差異，采用同位素判識的方法雖較為先進，但需要開展大量的基礎工作且周期較長；同時，混源氣體中單一煤層的分源計量模型也有待進一步優化。基于此，本著發現問題、提出問題并解決問題的思路，提出一種煤層群瓦斯聯合抽采溯源計量方法。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種煤層群瓦斯聯合抽采溯源計量方法，旨在解決煤層群瓦斯聯合抽采期間的各抽采對象煤層瓦斯抽采達標評判和瓦斯抽采效果評價的準確性和可靠性提升的問題。

本發明的工作原理：該方法適用于煤層群瓦斯聯合抽采期間，在確定各抽采對象煤層鉆孔參數和抽采瓦斯參數的前提下實現分源抽采，以保證瓦斯抽采效果的同時實現溯源計量。同時，可通過合理調控各抽采對象煤層的抽采工況參數，將單一鉆孔(上向或下向穿層鉆孔)對煤層群瓦斯聯合抽采的生命周期轉變為采前預抽+邊采邊抽+卸壓強抽，并實現一孔分源、一孔多用，延長單一鉆孔對煤層群瓦斯聯合抽采的效果和生命周期。