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1、永川煤礦深部砂巖頂板瓦斯賦存及水力壓裂治理瓦斯研究重慶大學碩士學位論文(專業(yè)學位)學生姓名:王書琪指導教師:沈大富教授級高工學位類別:工程碩士(礦業(yè)工程領域)重慶大學資源及環(huán)境科學學院二〇一五年十一月ResearchonGasPreservingofDeepSandstoneRoofandGasControlbyHydraulicFracturinginYongchuanCoalMineAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheProfessionalDe
2、greeByWangShuqiSupervisedbyProf.ShenDafuSpecialty:ME(MiningEngineeringField)CollegeofResourcesandEnvironmentalScienceofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaNovember,2015重慶大學碩士學位論文中文摘要摘要針對永川煤礦在深部回采及深部頂板砂巖中掘進時的瓦斯異常涌出問題,本文應用瓦斯地質學理論、沉積巖石學理論、巖心分析技術及水力壓裂技術,研究深部頂板瓦斯賦存成因、賦存特征及其與瓦斯涌出關系,制定水力壓裂治理瓦斯措施
3、。取得如下認識:①通過分析永川煤礦地質條件對深部頂板瓦斯賦存的控制作用,弄清深部頂板瓦斯成因。研究表明,永川煤礦背斜構造與深部斷層發(fā)育具有控氣作用;須家河組六段地層受到其上覆紅色泥巖地層的封閉;須家河組五段的大龍煤層是深部砂巖頂板儲氣的重要氣源層;地下水運動為瓦斯由煤層向深部頂板的運移提供動力;深部頂板泥巖和斷層具有良好的水力封閉性;深部頂板的地應力難于釋放和調整,提供瓦斯賦存的高地應力環(huán)境。②通過分析深部頂板砂巖的碎屑成分、結構組成、孔隙特征、孔隙流體飽和度,及其與頂板瓦斯涌出的關系,找到常規(guī)鉆孔預抽無法有效治理頂板瓦斯的原因。研究表明,深部頂板砂巖樣品以長石石英砂巖
4、、巖屑石英砂巖為主,具有較高的成分成熟度和結構成熟度;取樣段整體上具有較低孔隙度、滲透率,平均孔-32隙度為4.33%,平均滲透率為0.079×10μm,計算出深部頂板瓦斯地質儲量為837.82×10m,頂板砂巖縱向上具有較強非均質性;砂巖孔隙以含氣為主,深部層位孔喉結構發(fā)育更好,但取樣段砂巖孔喉的整體連通能力差。③通過調查深部頂板瓦斯涌出及治理情況,考察砂巖敏感性及水力壓裂增滲效果,提出水力壓裂治理深部頂板瓦斯方案。研究表明,采區(qū)內上鄰近層大量瓦斯涌出是由于,采空區(qū)面積大而提供瓦斯涌入空間、深部砂巖頂板存在瓦斯和油氣賦存的有利條件、采掘活動對頂板卸壓形成瓦斯流通通道、
5、瓦斯壓力與地應力梯度是涌出動力;瓦斯治理方案為,在上位頂板卸壓鉆孔抽采的基礎上,采掘卸壓之前,在壓裂用水中加入3%KCL,對常規(guī)鉆孔進行水力壓裂,預抽頂板內瓦斯,在采掘卸壓過程中,將壓裂鉆孔與上位頂板卸壓鉆孔一起進行抽采。關鍵詞:砂巖頂板,瓦斯涌出,瓦斯賦存,巖心分析,水力壓裂I重慶大學碩士學位論文英文摘要ABSTRACTAimedattheproblemofabnormalgasemissionatcoalrecoveringandsandstoneroofdriftingindeeproofofYongchuancoalmine.Gasgeology,sedimen
6、tarypetrology,coreanalysesandhydraulicfracturingareappliedforresearchinggaspreservinganditsrelationwithgasemission,andgascontrolbyfracturing.Resultshows:①Byanalyzingthecontrolactionofgeologicalconditionstogaspreserving,inordertoknowgasformation,thispaperconcludesthat,anticlinestructurean
7、dfaultdevelopmentofdeeproofhavegascontroleffect.Theoverlyingredmudstonestrata65sealsT3xjstrata.DalongcoalseaminT3xjstrataisanimportantgasresourcetodeeproof.Groundwatermovementisdrivingpowerofgasmigrationfromcoalseamstodeeproofwheremudstoneandfaultbecomehydraulictraps.Geos