浅析煤层气开采技术与发展趋势

第５卷第４期　２００８年ｌ１月　中国煤层气　Ｃ埘ＮＡ　Ｃ０ＡＩ．ＢＥＤ　ＭＥＴＨＡＮＥ　Ｖ０１．５　Ｎ０．４　Ｎｏｖ．２００８　

煤层气水平井开发技术现状及发展趋势　

张卫东魏　韦　

（中国石油大学石油工程学院，山东东营２５７ｏ６１）　

摘要：煤层气是一种非常规天然气资源，传统的煤层气开采方式为地面直井排水降压开采，但　这种方式开采煤层气单井产量低、经济效益比较差。目前针对这种问题煤层气常用的增产措施为　

水平井技术。煤层气水平井是一种成本不是很高但增产效果非常好的技术，已经越来越多的应用　于煤层气的开采。文中主要介绍了煤层气羽状分支水平井技术现状和发展趋势，通过国内外技术　

煤层气水平井技术的介绍，得出煤层气水平井技术是一种适合中国煤层气开发的关键技术，必须　

在充分了解煤储层地质特性的基础上应用水平井。　关键词：煤层气水平井技术现状发展趋势　

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采矿工程学科前沿与进展

——深部技术开采及发展趋势

姓名：

班级：采矿1101班

学号：1111104007

深部技术开采及发展趋势

随着浅部资源的逐渐消耗殆尽，矿产资源开发向深部发展将成为一种趋势。根据矿床开采工作所面临的地压问题，可按开采深度将矿山分为以下几类。

开采深度小于300m，称浅井开采。在此深度内采矿时，一般地压显现不严重，即使发生地压活动，也属静压问题，易于处理。

开采深度300～800m，称为中深井开采。根据矿体赋存条件、矿岩的物理力学性质，在掘进或开采过程中，可能发生轻度岩爆，如岩石弹射等现象。

开采深度超过800m，为深井开采。在此深度内具有二类变形特征的岩石会发生频繁的岩爆，影响作业安全。

与浅井或中深井开采相比，深井(含超深井)开采这一特殊环境将带来一系列安全问题，主要包括岩爆(即在压力作用下，岩石发生爆裂的现象)、高温、采场闭合和地震活动等，其中尤以岩爆为丰要危害。

预计随着浅部资源町供开发量的减少，深部资源勘探技术发展获得更多深部可开采资源，这一比例将会呈逐步减小的趋势。当代露天采矿工艺的技术发展趋势是开采工艺的综合化。采剥工艺的选择，贵在因地制宜。对于范围广阔、能力巨大的大型矿山，针对不同开采深度、不同地段、不同开采对象的特点，采用不同开采工艺，并组成综合工艺，以实现优化开采效果，已成为现代露天矿山的发展趋势。将机械化、自动化、通信、计算机及优化理论等多学科交叉应用，通过研究、开发，实现露天开采生产的自动调度，生产计划和过程的优化，开拓运输系统和采装系统的优化将是露天开采常用的计划、生产管理手段；在未来几年，数字矿山技术将会得到普及。2.2

地下开采工艺地下开采虽然产量比例小，但数量多，西方国家有地下矿 365

座(2002 年数据)，其中多为小型但却高效的矿山。尽管如此，许多地下矿山十分巨大并装备有非常精致的设备和较高的自动化水平。对传统主要采矿方法的不断改进是地下开采工艺的发展趋势。如大间距集中化无底柱参数的进一步扩展，充填采矿技术中新的充填材料和充填工艺的研究，自然崩落法技术的完善与应用范围的扩展等等；针对特定矿体改进的采矿技术将会不断出现。由于易采资源耗竭，勘探深度的加深，将越来越多地开采深部矿体和难采矿体，深井开采技术、复杂难采矿体开采技术将是今后几年研究的重点，在理论研究和系统开采技术方面都将取得突破。深井开采的岩爆、矿震、冲击地压等动力灾害是深部开采中面临的突出问题，除此之外，安全技术、地质构造、采场布置与采矿方法、降温与通风、采场支护、超深竖井掘进、钢绳提升和无绳提升等都是深部开采面临的关键问题。

矿山开采技术发展趋势

摘要：一定时期内采矿技术的主要发展方向为：机械化大规模采矿、深井采矿、溶浸采矿和充填采矿等工艺和技术。数字化矿山与智能开采将成为未来矿山开采的自然趋势。全面实现采矿的自动化，目前尚有较大的困难。但局部装备实现遥控系统，进行遥控开采，将可能在短期内实现。

关键词：采矿技术 自动化 趋势

前言

近些年来，全世界开采有用矿物总量约计200亿t，年递增率为4%～5%，其中硬岩约50亿t，由地下开采的矿量为10多亿t，主要是富矿和价值较高的有用矿物。从布局上看，有的矿山公司和钢铁联合企业的矿山几乎全是地下开采。总之，金属矿山地下开采在近期的矿山开采中仍将发挥重要的作用。随着全球性科学技术的突飞猛进，国内外地下采矿技术也发展很快，很多采矿新技术、新工艺、新材料和新设备在地下矿山得到了应用。国内外地下金属矿山采矿工艺技术和设备的发展。主要表现在采用各种采矿方法的比重和回采工艺技术装备有了很大的变化，均沿着高效率、高回采率和机械化的方向发展。采场生产能力和劳动生产率有了较大的提高，损失、贫化指标大幅度降低。笔者就近几年来金属矿山地下采矿开采在采矿方法、深井开采、采矿装备三个方面现状作一介绍,并对今后的研究方向提出一点想法。

一、 地下金属矿山采矿方法

现阶段采矿方法仍以充填采矿法、空场采矿法、崩落采矿法为主。对18个重点铁矿山统计, 崩落采矿法占94.1%，空场采矿法占5.9%。黄金矿山充填采矿法占31%，空场采矿法占65%，其它占4%。有色金属矿山空场采矿法占46.1%，充填采矿法占19.6%，崩落采矿法占34.3 %。从以上统计数据看，铁矿地下开采仍以崩落采矿法为主，有色及黄金矿山地下开采仍以空场采矿法和充填采矿法为主。地下采矿技术是取得科技成果最多的一个技术领域，近十多年来，地下金属矿山充填采矿法和充填工艺技术发展迅速，崩落采矿法和空场采矿法在工艺技术上也在不断地改进、创新。因而促进金属矿地下采矿技术得到迅速发展，使部分矿山的工艺技术达到了国际先进水平。

精心整理 煤层气的开采与利用

（包括不限于新旧技术的介绍与对比、国内外技术对比，目的是搞清楚煤层气作为一种自然资源是如何实现经济效益的）；

一.煤层气背景介绍

1.我国煤层气资源分布

我国大型煤矿区煤层气资源丰富,13个大型煤炭基地煤矿区埋藏深度1500m以浅,煤层气原地资源量为9.97万亿m3,煤层气技术可采资源量为4.64万亿m3;从煤层气资源规模看,晋中、晋东、神东和云贵这4个大型煤炭基地应是我国煤矿区煤层气资源开发重点布局的区域;煤层气富集区是我国经济比较发达、人口相对密集的地带,煤矿区煤层气开发区位优势突出,市场十分广阔。

2.煤层气的开采事故频发

瓦斯是我国煤矿重特大灾害事故的主要根源,2011年全国发生重大以上瓦斯事故12起,死亡207人,分别占全国煤矿重大以上事故起数和死亡人数的57.1%和59.1%。

3.煤层气相比常规天然气的特殊性

储层特殊性

储层为“有机”储层,由此导致煤层气赋存状态、控气地质因素、产出机理、开采方式、产出特征的不同,例如,地层状态下的煤层气赋存以吸附态为主,产出过程必须经历降压解吸阶段,开采方式不局限于地面钻孔,单井产量曲线经历先增长后衰减的过程等。

地质载体特殊性

煤层气的地质载体为煤层,煤炭本身就是能源开发的重要对象,这一自然属性更是有别于其他所有的化石能源矿产。煤层气与煤炭资源的同源同体的伴生性决定了这2种资源的开发必然有密不可分的内在关联。煤矿区煤炭资源的开采引起矿区岩层移

精心整理 动的时空关系,影响着煤层气资源开发的钻井(孔)的布设、采气方法的选择和抽采效果等多个方面。

鉴于上述特殊性,煤层气勘探开发技术既有常规天然气勘探开发技术的来源、借鉴甚至直接移植,又有自己的独特性,还有与采煤技术交叉融合的耦合特性,是一个与常规天然气和煤炭开发技术既有联系又有区别的复杂技术系统。

二.我国煤层气开采技术概述

1.地面煤层气开发技术（地面井开采）

地面煤层气开发技术包括垂直井、多分支水平井、丛式井和U型井(V型井)、“一井三(多)用”技术等。在我国现有的煤层气开发活动中,多分支水平井几乎全部采用裸眼洞穴完井,多数直井采用套管完井方式,裸眼洞穴完井技术对煤储层条件要求较高,实践成功较少。