Exploración y desarrollo de recursos de carbón y CBM

Confiando en las tecnologías centrales de la exploración geológica fina y el desarrollo de los recursos de metano de carbón, y aprovechando las ventajas sinérgicas de la geología, la perforación, la exploración geofísica y otras disciplinas, investigamos las condiciones geológicas para la minería de metano de carbón, el diseño, la construcción y la contratación general de los proyectos de extracción de metano de carbón en las áreas mineras de carbón. Proporcionar a los clientes una solución general 'única' para el desarrollo de metano de carbón (extracción de gas superficial). Hemos dominado la tecnología inteligente y refinada de drenaje y extracción del metano de carbón como las diferentes condiciones geoógicas y logramos el objetivo de 'a largo plazo, continuo y estable ' El drenaje y extracción de metano de carbón. Continúe promoviendo el progreso científico y tecnológico en la extracción eficiente de metano de carbón en las áreas mineras de carbón de China.

Sitio de extracción

Investigación de factores ocultos que causan desastres en las minas de carbón

1. Tecnología avanzada de prevención regional y control para desastres dinámicos causados ​​por una fuerte presión de la mina (presión de explosión) en las minas de carbón

En respuesta al problema de prevenir y controlar desastres dinámicos causados ​​por una fuerte presión de minas en techos duros gruesos y pilares de carbón suprayacentes, el Instituto Xi'an fue pionero en el desarrollo de un sistema de equipos técnicos completo para la fractura hidráulica segmentada de agujeros hidráulicos de longitudes largas direccionales en minas de carbón debajo del suelo, formando un sistema de tecnología para la transformación regional avanzada de carbón y formaciones rocosas. Ha abierto una nueva dirección para la prevención activa y el control de los desastres dinámicos causados ​​por la fuerte presión de las minas en el techo de la industria (presión de impacto en la roca) y logró con éxito la prevención y el control de la presión de las minas en los techos duros gruesos, regionales, activos, precisos y efectivos de la presión dinámica de la presión de las minas en los techos duros gruesos y los pilares de carbón en exceso en las minas de carbón. Se ha extendido a ocho direcciones de servicio, incluidos terremotos de minas, explosiones de rocas, debilitamiento de las capas de las costuras de carbón, la mejora de la tasa de carbón en bulto y la mejora y el drenaje de la penetración de gas.

Sistema técnico completo para fracturación por escenificación de orificio abierto de pozos direccionales largos en minas de carbón subterráneo

1.1 Modelo de prevención y control de desastres dinámicos causados ​​por una fuerte presión de la mina basada en una larga fractura de orificio abierta del agujero subterráneo

Basado en los resultados innovadores de la tecnología y el equipo de fracturación segmentada de agujeros abiertos subterráneos, una sola capa gruesa, techo duro compuesto y pilares de carbón suprayacentes para prevenir y controlar desastres regionales causados ​​por una fuerte presión de la mina. Al construir un sistema de soporte colaborativo de 'relleno de colapso de fracturación + pilares de carbón + estratos de roca con carga de carga ', se controla la alteración de la fractura del techo duro grueso y se suprime la deformación y fractura de los estratos de roca de alto nivel; El techo duro compuesto se fractura en etapas con dislocaciones altas y bajas para lograr el tiempo escalonado del techo duro compuesto, corta distancia, sin fractura superpuesta; Métodos como la transformación de pilares de carbón y el espacio de migración de portadores, debilitando estratos de roca clave, tensión concentrada uniformemente concentrada y transferir rutas de transferencia de estrés, suprimir pilares de carbón, etc., para lograr depósitos de minerales fuertes con techos duros gruesos y pilares de carbón suprayacentes seguros y efectivos control de áreas peligrosas de presión.

Modelo de prevención y control de alivio de presión en el área de un fuerte desastre dinámico de presión de la mina con una sola capa gruesa de techo duro

Modelo de prevención y control de alivio de techo duro compuesto para el alivio del techo duro para áreas de desastre dinámicas de presión de la mina fuerte

Modelo de alivio y prevención de presión en áreas con presión de mina fuerte y desastre dinámico causado por pilares de carbón suprayacentes

1.2 Casos de aplicación

Mina de carbón de Shendong Burtai: la mina de carbón de Shendong Burtai adopta el modelo de tecnología de fractura segmentada de agujero largo direccional subterráneo para aliviar la presión en una sola capa gruesa de área de techo duro. Se han tratado un total de 6 caras de trabajo con un área superior a 10,000 m, creando un solo agujero de 800 m dividido en 18 segmentos registros de implementación de la industria.

China Coal Northwest Energy Nalinhe No.2 Mina: Esta es una mina típica de impacto en el techo. Adopta el modelo de tecnología de alivio de presión regional de techo duro compuesto y creó un registro de 600 m dividido en 10 secciones con una altura vertical de 73 my una precisión de ± 0.2m. Gestión regional proactiva y efectiva de desastres de rockburst, un aumento de 2 en un solo día y minería eficiente en áreas seguras, rentables, protegidas y tratadas.

Área minera de Shendong: 8 minas en el área minera de Shendong, incluidos Yujialiang, Shigetai, Liuta, Daliuta y Shangwan, han adoptado el modelo de tecnología de alivio de presión regional de pilares de carbón heredados y han tratado casi 100 pilares de carbón heredados en 30 caras de trabajo. Los pilares crean una prevención y control efectivos de áreas altamente peligrosas a los pilares de carbón suprayacentes (<10 m).

2. Tecnología de drenaje mejorada de gas de fracturación hidráulica en minas subterráneas de carbón

En respuesta a diferentes condiciones geológicas y estructuras del cuerpo de carbón, hemos adaptado la tecnología de fracturación hidráulica de pozos largos direccionales subterráneos en minas de carbón a la extracción mejorada de gas anti-permeabilidad a partir de las costuras de carbón. For soft and low permeability coal seams, medium to low permeability coal seams with moderate hardness, and medium to hard low permeability coal seams, the 'coal seam roof and floor comb-shaped hole integral/segmented fracturing technology, and floor cross-layer directional long drilling integral Fracturing technology and bedding directional long borehole integral/staged hydraulic fracturing technology' are used to implement fracturing to increase penetration and Mejorar el drenaje. Al mismo tiempo, se puede usar en combinación con equipos como fractura de arena especial e inyección direccional para minas subterráneas de carbón para mejorar el efecto de la fractura y mejorar la eficiencia del control de gases.

Diagrama esquemático de tecnología de fractura integral/escenificada para agujeros en forma de peine en el piso de la costura de carbón blando triturado

Diagrama esquemático de la tecnología de fractura general para la perforación direccional larga a través del piso de la costura de carbón

Diagrama esquemático de la tecnología de fractura hidráulica general/segmentada para perforación direccional de pozo largo en costuras de carbón mediano

2.1 Ventajas técnicas

1) Configuración rápida en perforación de agujeros abiertos, etapa de fracturación de varias etapas por etapa, aumentando la fuerza de la fractura de una sola etapa y mejorando el efecto de fracturación general.

2) La profundidad de la perforación de fracturación es de más de 500 m, y más de 10 etapas de fracturación se realizan en un solo orificio.

3) La fractura por arena se puede implementar para llenar y apoyar las grietas de fracturación y mejorar la conductividad de las grietas.

4) Transforme la estructura de la masa de carbón y la roca, aumente la permeabilidad de los gases de la costura del carbón y mejore el efecto de drenaje de gas de la veta de carbón.

5) Mejore la cobertura y la eficiencia de extracción de gases de pozo para lograr una prevención y control regional avanzados y precisos.

2.2 Alcance de la aplicación

1) Drenaje de gas eficiente en el área de fracturación hidráulica segmentada de arriba/piso de pozos largos en costuras de carbón suaves trituradas

2) La fractura hidráulica direccional de oranja profunda de las vías de carbón de mediana dura para aumentar la permeabilidad y el drenaje de alta eficiencia en las áreas de vías de carbón

3) Fracturación hidráulica de pozos largos direccionales en la cara de trabajo en el aire para mejorar la penetración de las vetas de carbón y mejorar el drenaje de gases

4) Drenaje de gas avanzado de área grande/de tipo panel de vías de carbón basado en 'fracturación + pre-drenaje '

5) La alta presión de gas aplasta a las costuras de carbón de estallido suave y fuerte y utiliza perforos direccionales largos para el drenaje de área remota y alivio de presión

2.3 Efectos de la aplicación

La tecnología direccional de la costura de carbón de la costura de carbón de la fracturación de la fractura de la fractura se ha aplicado y promovido en áreas típicas de minería de carbón como Yangquan, Hancheng, Huangling, Binchang, Jiaozuo, Xinjiang y Guizhou. Tomando la perforación de fracturación hidráulica de Xinjing Company en el área minera de Yangquan como ejemplo, la fractura hidráulica de la perforación de la costura de carbón tiene una longitud de influencia de más de 300 m y un radio de influencia máxima de 58 m. Dentro de los 3 meses posteriores a la fractura, la concentración promedio de drenaje de gas del orificio de perforación es del 72.27%. La cantidad promedio de gas puro extraído en un solo día es de 2475 m3/d, un buen registro. La aplicación de esta tecnología ha mejorado efectivamente la eficiencia de la extracción de gas de la mina y ha ampliado el área de control de gases de la veta de carbón.

Mapa de trayectoria real de ropa de fondo de fondo de pozo

Medición direccional de ropa de cama Rengencias de drenaje de fractura hidráulica

3.

El contenido de gas es la suma del volumen de gas perdido, el volumen de gas desorbido y el volumen de gas residual. Desventajas del método de prueba convencional: la pérdida de gas se calcula en función de la tasa de desorción en el sitio, mientras que el córner de pozo largo da como resultado una estimación inexacta de la pérdida de gas debido a la presencia de núcleos de carbón y un largo tiempo de exposición. Las ventajas de la tecnología de prueba de contenido de gas de núcleos sellados a larga distancia para las costuras subterráneas de carbón: garantizar que el núcleo de carbón esté sellado durante todo el proceso de perforación, retracción y desorción natural, reduciendo los pasos de estimación de pérdidas de gases y mejora en gran medida la precisión de las pruebas de contenido de gases.

3.1 Dispositivo de núcleos sellado a larga distancia y flujo de procesos

Imagen real del dispositivo

3.2 Ventajas técnicas

1) La medición en tiempo real y el control de las trayectorias de perforación de agujeros direccionales y la tecnología de perforación de larga distancia se utilizan para lograr el pozo de núcleos de punto fijo de larga distancia y precisa.

2) Tenga en cuenta que el núcleo de carbón está sellado durante todo el proceso de perforación, retracción y desorción natural, mejorando la precisión de las pruebas de contenido de gas en más del 20% y acerque los resultados de la prueba a la realidad.

3) Adecuado para costuras de carbón o formaciones rocosas con diversas condiciones geológicas

3.3 Casos de aplicación

Mina Jincheng Sihe: se realizaron pruebas de contenido de gases núcleos sellados a larga distancia en múltiples tiras de carril de carbón de la mina, y se recolectaron muestras de núcleos de costura de carbón selladas en 56 puntos de medición. La profundidad máxima del orificio del núcleo alcanzó 516 m, y la tasa de recolección de muestra promedio alcanzó más del 90%, el valor medido por el contenido de gas es aproximadamente 1.23 ~ 1.88 veces que el método de núcleos convencional, lo que proporciona un apoyo de datos confiable para comprender la aparición de gas de la costura de carbón y evaluar el efecto de drenaje de gas regional.

El diseño de punto de medición y las fotos del núcleo de carbón de la sección de núcleos sellados a larga distancia

Mina de carbón Qidong: la principal costura de carbón de la mina es una típica costura de carbón suave y de baja permeabilidad. En esta mina, se llevaron a cabo múltiples pruebas de contenido de gas de gas con costura de carbón larga y techo en forma de peine que se realizó con núcleos. La profundidad máxima del orificio del núcleo alcanzó 483 m, y se probó el contenido de gas. Los resultados de la medición de contenido proporcionan un soporte de datos preciso para las minas para comprender los patrones de distribución del gas de la costura de carbón en áreas mineras y control integral de gas regional.

Diseño del punto de medición para la sección de núcleos cerrados de larga distancia del pozo en forma de peine en la costura de carbón suave rota

4. Conjunto completo de tecnología y equipo para fracturación hidráulica segmentada de pozos direccionales largos en minas de carbón

Hemos desarrollado de forma independiente la tecnología y equipos de fracturación hidráulica segmentada para pozos largos direccionales subterráneos en minas de carbón. Ha desarrollado una tecnología de fractura guiada prefabricada de arena hidráulica, agujero abierto o tecnología de fractura hidráulica segmentada y tecnología de jamming de herramientas de fracturación en case. La tecnología y las pruebas de efectos de fractura y otras tecnologías clave, y se han utilizado con éxito en los campos del techo duro de la costura de carbón y la fuerte prevención dinámica de desastres de la presión de las minas y el drenaje de gas mejorado de la vía de carbón, lo que ha promovido en gran medida la prevención y el control de desastres dinámicos avanzados de larga distancia y a gran escala y mejora de gases avanzados en minas de carbón. Avances en la tecnología de extracción.

4.1 Tecnología de prevención dinámica de desastres de techo hidráulico de pozo largo direccional

A medida que los recursos en las regiones centrales y orientales se agotan cada vez más, la minería de recursos de carbón se mueve gradualmente hacia el oeste. A medida que aumenta la profundidad minera, la frecuencia y la intensidad de los desastres severos de presión de la mina causados ​​por techos duros aumentan gradualmente. En respuesta a este tipo de desastre, hemos utilizado la tecnología de fracturación hidráulica segmentada de agujeros abiertos de los pozos subterráneos direccionales largos en minas de carbón para la prevención y el control regionales, lo que puede debilitar el techo duro de la costura de carbón de antemano antes de la minería de la cara de trabajo, reduciendo efectivamente el área del techo suspendido y reduciendo los pasos para presionar. distancia, prevención precisa y control de la fuente de potencia.

Diagrama esquemático de la tecnología de procesos de fractura por etapas

4.2 Ventajas técnicas

1) El control del nivel de gobernanza es preciso, el área de cobertura es amplia y el efecto de gobernanza de segmentación y zonificación es mejor

2) La minería se puede llevar a cabo antes de la cara de trabajo sin afectarse entre sí.

3) La unidad de la bomba de fracturación puede lograr un gran desplazamiento, alta presión y control inteligente remoto a 2 km; La capacidad de sellado del orificio abierto del dispositivo de fracturación en el agujero es de más de 70MPa, y el efecto de fracturación está garantizado

4) El proceso de tratamiento no produce agua residual y gas residual y es seguro, amigable con el medio ambiente y sin contaminación.

5) No se ve afectado por factores como el terreno, la construcción de superficies, la compensación verde y la construcción de carreteras, y se puede implementar en cualquier momento según sea necesario, reduciendo los costos de prevención y control.

4.3 Alcance de la aplicación

1) Gestión del techo duro de la costura del carbón y los fuertes desastres de presión de las minas

2) Tratamiento del desastre de presión de la mina severa causado por los pilares de carbón que quedan en el área de Goaf suprayacente

3) debilitamiento prematuro de cuerpos geológicos anormales

4) Transformación de debilitamiento avanzado de las gruesas costuras de carbón duro

5) Prevención y control activo en áreas con desastres avanzados de presión del suelo (terremoto de la mina)

4.4 Aplicaciones tecnológicas

Este logro tecnológico se ha promovido y aplicado en 35 caras de trabajo mineras completamente mecanizadas a gran escala en 16 minas de Shendong Company, China Coal Northwest Energy, Shandong Yankuang Company, Xinjiang Company y Binchang Company. El negocio implica una fuerte presión de la mina, campos de impacto como la presión del suelo, los terremotos de las minas y la concentración de alto estrés en pilares de carbón suprayacentes. Tomando la mina de carbón de Burtai como ejemplo, en comparación con el área no fracturada y las áreas adyacentes no tratadas, el área de tratamiento de fracturación de la cara de trabajo tiene una distancia de paso de presión, un coeficiente de carga dinámica y una presión máxima que es de 20.00% a 69.70% más baja que las del área no fracturadora. 5.79% a 7.90% y 13.44% a 18.64%; La reducción del estrés de la pared del carbón a lo largo del canal es del 22.22% al 32.05%, y el efecto es significativo.

Sitio del Proyecto de Control de Desastres de la presión de la presión del techo dura subterráneo

Gráfico de nubes de resistencia al tratamiento de la fractura

Gráfico de comparación de monitoreo de estrés de la pared de carbón a lo largo del canal

5. Tecnología de potencial de extracción de recursos de metano de carbón y metano

Basado en las características de autogeneración y autoalmacenamiento del metano de carbón y la investigación integral sobre los big data geológicos de metano de carbón en las áreas típicas de portada de carbón en el hogar y en el extranjero, se ha formado un conjunto completo de sistemas técnicos que cubren la investigación geológica de metano de carbón + Cálculo de recursos + Predicción de capacidad de producción + Evaluación potencial de desarrollo + Diseño de ingeniería de desarrollo. Puede predecir con precisión el potencial de extracción de los bloques de recursos de metano de carbón y el gas de la mina de carbón, y proporcionar medios técnicos confiables para la toma de decisiones estratégicas sobre el desarrollo de recursos de metano de carbón y el diseño de control de gas de las minas de carbón.

Diagrama esquemático de equipos de exploración

Gráfico de resultados de evaluación de recursos de metano de carbón

6. Tecnología de desarrollo de alta eficiencia de fractura por etapas para pozos horizontales en techos de costuras de carbón

Se utiliza un pozo horizontal en forma de U con un extremo remoto conectado a un pozo vertical. La sección horizontal del pozo horizontal está dispuesto en la capa de roca del techo a unos 2 m de la costura de carbón, y la carcasa está instalada para cementing. Se utiliza una combinación de enchufe del puente de bombeo y perforación direccional hacia abajo. El proceso de fractura por etapa implementa operaciones de fracturación de alta intensidad con un gran volumen de líquido, desplazamiento grande y relación de arena media; Finalmente, la producción de drenaje y gas se lleva a cabo en pozos verticales.

Modelo de desarrollo de metano de carbón mediante fracturación por puestos horizontales en el techo de la costura de carbón

Gráfico de curva de descarga

7. Tecnología de prueba de parámetros de metano de carbón

La tecnología de prueba de metano de lecho de carbón incluye principalmente la presión del lecho de carbón que mantiene la tecnología de núcleos, la determinación del contenido de metano del lecho de carbón y el análisis de la muestra y la tecnología de prueba, la tecnología de medición de la presión de gas de la costura de carbón de la costura de tierra, las pruebas de metano del lecho de carbón y las pruebas de estrés in situ, que se pueden utilizar para obtener información de la costura de carbón. Gas content, gas components, high-pressure isothermal adsorption parameters, coal quality, mechanical properties, original gas pressure of coal seams in ground drilling, coal seam permeability (k), reservoir pressure (Pi), skin coefficient (S ), investigation radius (Ri), reservoir temperature (T), fracture pressure (Pb), closing pressure (Pc) and other parameters, providing necessary technologies for coal mine construction, Prevención y control de gas, control de estallido de rocas y soporte de desarrollo de metano de carbón superficial.

Presión de metano de carbón manteniendo el dispositivo de núcleos

Determinación del contenido de metano de carbón y equipo de análisis de muestras

Dibujo de construcción en el sitio de la medición de la presión de gas original de la costura de carbón a través de la perforación de tierra en la minería Huaibei

Dispositivo de prueba de pozo de metano de carbón

Dispositivo de prueba de tensión in situ

8. Tecnología de alivio y drenaje de presión para pozos de alto nivel y de gran diámetro en techos subterráneos

Utilizando tecnología subterránea de perforación larga direccional casi horizontal, la trayectoria de perforación ingresa a la capa objetivo en la parte media e inferior de la zona de fisura del techo de la costura de carbón para lograr el propósito de extraer gas de esquina en la superficie de trabajo. La tecnología de perforación direccional permite a los grupos de perforación de alto nivel cubrir las esquinas superiores y las áreas de drenaje de Goaf de manera específica, evitando la ceguera en la construcción y el volumen innecesario de ingeniería, mejorando la eficiencia del drenaje; y reducir efectivamente las conexiones del proyecto y las operaciones auxiliares de ventilación y otras tareas pueden acortar el período de construcción y reducir los costos de construcción.

Diagrama esquemático de la tecnología de drenaje de gas para pozos largos direccionales de alto nivel en techos de costuras de carbón

Concentración de gas de la esquina superior bajo diferentes métodos de extracción

9. Tecnología de perforación direccional neumática y drenaje de gas

Se utiliza una herramienta de perforación de tornillo neumático como la herramienta de perforación eléctrica en la parte inferior del orificio. El nitrógeno de alta presión proporcionado por el generador de nitrógeno se usa para conducir la herramienta de perforación de tornillo para conducir la broca para girar para romper la roca y la escoria de descarga. Está equipado con un sistema de medición mientras se perfora para lograr el control manual de la trayectoria de perforación. La perforación larga direccional neumática resuelve el problema de la longitud de perforación corta en 'extrayendo primero y luego cavar ' Seguas de carbón suave y mejora la eficiencia de la excavación de las vías de carbón.

Avanzando hacia un modelo de control de gas progresivo de túneles de carbón revelados

Un modelo de control de gas progresivo de la superficie de trabajo tiende

Plataforma de perforación direccional zdy15000ld

Dispositivo de nitrógeno DMJ-900/20 de alta presión

10. Tecnología de drenaje de gas combinada bien terrestre

Como un nuevo modelo de control de desastres de gas de mina de carbón, la tecnología articular de la superficie de la superficie utiliza las ventajas técnicas de la superficie de fractura y perforación larga direccional subterránea para llevar a cabo colaborativamente el control de desastres de gas de la mina; Sus principales características técnicas: inyección de la bomba de superficie, fractura en el fondo de pozo, drenaje de fondo de pozo, combinación de pozo y carretera y eliminación de estallido rápido.

Tecnología de control de desastres de gas de minas regionalizadas por fracturación conjunta del sitio del sitio

El modelo de aplicación de la tecnología de control de desastres de gas mina en minas de carbón conjuntas se puede dividir principalmente en los siguientes tres modelos:

Modo de drenaje de gas rápido en el área de fracturación intensiva en etapas a través de una perforación direccional ultra larga para la cara de trabajo de excavación

Modelo de drenaje de gas progresivo en el área direccional de fractura por escenario de fábrica de fábrica para la fábrica para la extracción de la extracción

Modelo de drenaje de gas progresivo en el área direccional de fractura por escenario de fábrica de fábrica para la fábrica para la extracción de la extracción

11. Mina de carbón Recho de gas Minería horizontal

Los pozos horizontales en la superficie de la costa a las zonas de fisura de roca suprayacentes o las vetas de carbón que pueden formarse mediante la minería de las vías de carbón, podemos hacer un uso completo del alivio de la presión y la permeabilidad, el efecto de la minería de la costura de carbón, para que la mayor cantidad de gas se pueda extraer a través de la red de la fisura y el bienestar en el suelo, lo que alcanza el uso de la base de los gases de los gases de los gases de los gases de los gases de los que se realizan el costo de la fisión, en el suelo. La presión de gas excesiva y el desarrollo de metano del lecho de carbón.

Drenaje y extracción de gases compuestos conectados en el suelo