采高对浅埋煤层老顶岩层破断距的影响

煤层气排采技术规范

煤层气企业标准煤层气井排采工程技术规范 (试行) 2008-08-18发布2008-08-18实施

煤层气企业标准煤层气井排采工程技术规范 1范围本标准规定了煤层气井排采工程施工过程中各工序的技术标准，包括排采总体方案的制定、泵抽系统、排采设备及地面流程的安装、场地标准、下泵作业、洗井、探冲砂、资料录取、分析化验、总结报告编制等技术要求。本标准适用于煤层气井的排采作业工程。 2引用标准下列标准所包含的条文，通过对标准的引用而成为本规范的条文。中联煤层气有限责任公司煤层气井排采作业管理暂行办法 SY/T 5587.6-93 油水井常规修井作业起下油管作业规程 SY/T 5587.7-93 油水井常规修井作业洗井作业规程 SY/T 5587.16-93 油水井常规修井作业通井、刮削套管作业规程 SY/T 5587.5-93 油水井常规修井作业探砂面、冲砂作业规程 SY/T5523-92 油气田水分析方法 SY/T6258-1996 有杆泵系统设计计算方法

3 排采总体方案的制定 3.1基本数据 3.1.1钻井基本数据钻井基本数据包括地理位置、构造位置、井别、井型、施工单位、目的层、开钻日期、完钻日期、完井日期、钻井周期、完钻井深、完钻层位、最大井斜、井深、方位、人工井底、补芯高。 3.1.2完成套管程序完成程序包括套管规范、下深、钢级、壁厚、水泥返高、固井质量、短套管、油补距。 3.1.3煤层深度、厚度及射孔井段 3.1.4解吸/吸附分析成果包括含气量、含气饱和度、临界压力 3.1.5注入/压降测试及原地应力测试数据包括渗透率、表皮系数、储层压力、压力梯度、研究半径、煤层温度、闭合压力、闭合压力梯度、破裂压力等。 3.2 排采总体方案 3.2.1排采目的 3.2.2排采目的层及排采方式 3.2.3排采设备及工艺流程设计 3.2.4排采周期 3.3工艺技术要求 3.3.1动力系统 3.3.2抽油机 3.3.3泵挂组合

上覆岩层运动与矿山压力及其显现的关系

第三章上覆岩层运动与矿山压力及其显现的关系采场矿山压力研究的基本任务，一是为回采工作面顶板控制服务，解决顶板控制方案及支护选型计算等方面的问题，二是为回采工作面周围巷道矿山压力控制服务，解决巷道布置和维护方面的问题。除直接顶外，其它岩层的运动很难在井下直接看到，但是可以通过回采工作面和采场周围巷道中比较容易观测到的顶底板位移和支架承载等压力显现，根据矿压显现，可以推断矿山压力的分布、上覆岩层运动，为采场矿山压力控制设计提供基础。因此，“上覆岩层运动与矿山压力及其显现的关系”是“反演”和“正演”岩层运动及其运动结果的理论基础。第一节矿山压力与矿山压力显现[2] 正确地建立“矿山压力”及“矿山压力显现”的基本概念，弄清它们之间的联系及区别，是正确进行矿山压力控制研究和实践的基础。一、矿山压力在煤或岩层中开掘巷道和进行回采工作称为对煤（或岩）层的“采动”。采动后在煤（或岩）层中形成的空间称为“采动空间”。采动空间周围岩体（包括顶板、底板及两帮的岩层），统称为“围岩”。煤及岩层采动前，一般都在覆盖重力、构造运动作用力等作用下，处于三向受力的原始平衡状态。煤及岩层采动后，由于支承条件的改变，其原始平衡即遭破坏，各岩层边界上的作用力及分布在各点的应力（包括大小及方向）随之改变。采动后重新分布于围岩各个层面边界上的力及岩层中各点的应力将促使该部分岩体产生变形或遭到破坏，从而向已采空间运动。采动后作用于岩层边界上或存在于岩层之中的这种促使围岩向已采空间运动的力（采动后促使围岩运动的力），称为矿山压力。二、矿山压力显现（一）矿山压力显现的概念采动后，在矿山压力的作用下通过围岩运动与支架受力等形式所表现出来的矿山压力现象，称为“矿山压力显现”。（二）矿山压力与矿山压力显现间的关系[2] 研究与实践充分证明，矿山压力的存在是客观的、绝对的，它存在于采动空间的周围岩体中。但矿山压力显现则是相对的、有条件的，它是矿山压力作用的结果。然而围岩中有

3采煤工作面上覆岩层移动规律讲解

第三章采煤工作面上覆岩层移动规律第一节概述一、煤层顶底板岩层的构成煤层处于各种岩层的包围之中。处于煤层之上的岩层称为煤层的顶扳；处于煤层之下的岩层称为煤层的底板。根据顶、底板岩层离煤层的距离及对开采工作的影响程度不同，煤层的顶、底板岩层可分为： (l)伪顶。紧贴在煤层之上，极易垮落的薄岩层称为伪顶。通常由炭质页岩等软弱岩层组成，厚度一般小于0.5m，随采随冒。 (2)直接顶。位于伪顶或煤层之上，具有一定的稳定性，移架或回柱后能自行垮落的岩层称为直接顶。通常由泥质页岩、页岩、砂质页岩等不稳定岩层组成，具有随回柱放顶而垮落的特征。直接顶的厚度一般相当于冒落带内的岩层的厚度。 (3)老顶。位于直接顶或煤层之上坚硬而难垮落的岩层称为老顶。常由砂岩、石灰岩、砂砾岩等坚硬岩石组成。 (4)直接底。直接位于煤层下面的岩层。如为较坚硬的岩石时，可作为采煤工作面支柱的良好支座；如为泥质页岩等松软岩层时，则常造成底臌和支柱插入底板等现象。二、采煤工作面上覆岩层移动及其破坏在采用长壁采煤法时，随着采工作面的不断向前推进，暴露出来的上覆岩层在矿山压力的作用下，将产生变形、移动和破坏。根据破坏状态不同，上覆岩层可划分为三个带(图3－l)。冒落带。指采用全部垮落法管理顶板时，采煤工作面放顶后引起的煤层直接顶的破坏范围(图3－l，Ⅰ)。该部分岩层在采空区内已经垮落，而且越靠近煤层的岩石就越紊乱、破碎。在采煤工作面内这部分岩层由支架暂时支撑。裂隙带。指位于冒落带之上、弯曲带之下的岩层。这部分岩层的特点是岩层产生垂直于层面的裂缝或断开，但仍能整齐排列(图3－l，Ⅱ)。弯曲下沉带。一般是指位于裂隙带之上的岩层，向上可发展到地表。此带内

机械设计基础习题答案第4章

4-1试述凸轮机构的工作过程？答：1.推程凸轮转过推程运动角δt。从动件在推程做功，称为工作行程。 2.静止在最远点凸轮继续转动，从动件停留在远离凸轮轴心的位置，称为远休止，凸轮转过远休止角。 3.回程凸轮继续转动，从动件在其重力或弹簧力作用下由最远点回到最近点，这一行程称为回程，凸轮转过回程运动角。从动件在回程中不作功，称为空回行程。 4.静止在最远点凸轮继续转动，从动件停留在离凸轮轴心最近位置A，称为近休止，凸轮转过近休止角。 4-2 凸轮机构常用的从动件运动规律中，哪些产生刚性冲击？哪些产生柔性冲击？如何选择？答：等速运动规律产生刚性冲击，这种运动规律不宜单独使用。等加速等减速运动规律和简谐运动规律产生柔性冲击，这种运动规律适用于中速凸轮机构。 4-3 已知凸轮机构从动件的运动规律，如表题4-3所示，绘制从动件的位移线图。解：1.将横坐标代表δh的线段分为若干等份，等分点为3、4、5、6、7、8、9、10。 2.在δh/2处作横坐标的垂线，按一定比例取升程h，将h也分成与横坐标相同的等份，等分点为、3＇、4＇、5＇、6＇、7＇、8＇、9＇、10＇。 3.分别由始点和终点向3＇、4＇、5＇、6＇、7＇、8＇、9＇、10＇联斜线，这些斜线与横坐标各等分点的垂线的交点，即为位移线图的点。 4.将这些交点连成圆滑的曲线，即得位移线图。 4-4 已知从动件位移线图如图，设计一对心直动尖顶从动件盘形凸轮的轮廓曲线。已知其基圆半径r min=40 mm，凸轮顺时针转动。解：1.选取适当的比例尺υ，以r min为半径作基圆。基圆与导路的交点B0为从动件尖顶的起始位置。 2.在基圆上，自开始沿的相反方向依次取推程运动角β1、远休止角β＇、回程运动角β及近休止角β＇＇，并将β1和β2各分成与位移线图对应的若干等分，得基圆上各点B‘1、2 B‘2、B‘3…。连接各径向线O B‘1、O B‘2…得到从动件导路反转后的位置。

岩层控制理论与技术作业

中国矿业大学 2015 级硕士研究生课程考试试卷端氏煤矿大巷位置调整及围岩控制考试科目：岩层控制理论与技术考试时间：2016年7月学生姓名：刘强学号：TS15020130P2 所在院系：矿业工程学院任课教师：窦林名教授中国矿业大学研究生院培养管理处印制

摘要针对沁和能源端氏煤矿该三条设计巷道穿层斜巷段的具体生产地质条件，采用动态系统设计方法确定巷道支护技术及支护参数，具体开展以下研究工作： ①根据采掘衔接需要，提前综合考虑地应力、地质构造及巷道围岩等条件，全面分析各种因素对巷道支护的影响； ②采用动态系统设计方法，合理确定各条巷道支护参数及支护技术； ③与现场生产实际相结合，当地应力、地质构造及巷道围岩等条件发生变化时，对支护参数做出合理调整。关键词：大巷；穿层；FLAC3D；数值模拟；围岩控制 Abstract Qinhe energy Duanshi coal mine roadway in the three design for wear layer oblique lane segment specific geological condition, the dynamic system design method is used to determine the roadway supporting technology and supporting parameters and specific research work carried out the following: （1）According to the need of mining and mining, considering the in-situ stress, geological structure and surrounding rock and other conditions, the influence of various factors on roadway support is analyzed; （2）Adopt the method of dynamic system design, reasonably determine the parameters and supporting technology of roadway support; （3）Combined with the production practice, the local stress, geological structure and the surrounding rock and other conditions change, the support parameters to make reasonable adjustments. Key words: large lane; wear layer; FLAC3D; numerical simulation; surrounding rock control

上覆岩层结构及运动规律

1.2. 2上覆岩层结构及运动规律研究现状自采用长壁开采技术以来，回采工作面上覆岩层的结构及运动规律一直是采矿学科研究的核心问题之一。许多学者结合现场实测，通过理论分析、实验室模拟和数值分析等方法研究了上覆岩层的结构及运动规律，提出了许多有价值的理论和围岩控制技术。由于地质条件的差异较大、研究人员切入点的不同，形成了许多的假说和理论体系。这些研究成果都以不同方式回答了上覆岩层结构的形式问题，用以解释采场各种矿山压力现象，因此，这些假说和理论研究成果对岩层控制都具有一定的指导意义。 1916年德国的K. Stock提出悬臂梁假说，假说认为：工作面和采空区上方的顶板可被视为梁，它是一端固定于岩体内，另一端则处于悬升状态，当顶板由几个岩层组成时，形成组合悬臂梁，弯曲下沉后，受已垮落岩石的支撑，当组合悬臂梁的悬臂长度达到某个极限时，发生有规律的周期性折断，从而引起周期来压。此假说可以很好地解释工作面顶板下沉量和支架载荷随煤壁由近及远逐渐增大，同时还可以解释工作面的周期来压现象。该假说不足之处是计算的顶板下沉量和支架载荷与实际相差较大。 1928年，德国人哈克(w. Hack)和吉果策尔(G. Gilicer)提出了压力拱假说，假说认为：长壁工作面自开切眼起形成了压力拱，前拱脚位于煤壁前方，后拱脚位于采空区，在拱脚处形成应力增高区，拱内为应力降低区。压力拱随着工作面的推进而向前移动。压力拱假说能很好的解释围岩的卸载过程和原因，但不能解释上覆岩层的运动、变形

和破坏过程。原苏联的r. H.库兹涅佐夫于1950--1954年提出了铰接岩块假说。此假说认为：上覆岩层的破坏可分为垮落带和规则移动带。垮落带又可分为整齐排列的上部分和杂乱无章的下部分，并且垮落带无水平方向有规律的挤压力。岩块之间相互铰合形成了一个多环节的铰链，并且有规则地在采空区上方逐渐下沉。该假说认为:工作面支架处于“给定载荷状态”和“给定变形状态”两种工作状态。所谓“给定载荷状态”就是当规则移动带下部岩层变形较小且未折断时，垮落带岩层和规则移动带可能发生离层，支架承受折断的垮落带岩层的全部重量的状态;所谓“给定变形状态”就是当直接顶受基本顶影响折断时，随着岩块的下沉支架所受的载荷和变形逐渐增大，直至岩块受到已垮落岩石的支承达到平衡为止，支架所的处的状态。该假说的不足之处是缺乏岩块间的力学分析。 50年代比利时学者A.拉巴斯提出了预成裂隙假说，该假说认为:回采工作面上覆岩层的连续性遭到破坏而成为非连续体，在工作面周围出现了应力降低区，应力增加区和采动影响区。随着工作面推进，三个区域相应的向前推移。由于上覆岩层内存在着各种裂隙，使岩体的变形类似于塑性体，这些岩石处于相互挤紧的状态形成了类似梁的平衡。在自重和上覆岩层作用下发生假塑性弯曲，当下部岩层下沉量大于上部岩层时便出现了离层。 70-80年代初，钱鸣高院士提出了岩体结构的“砌体梁”力学模型。该模型认为：回采工作面上覆岩层形成了垮落带、规则移动带、

煤层气钻井与完井技术

煤层气井钻井完井技术浅议蒋作焰【摘要】：煤层在储层物性、机械力学性质及储集方式等方面具有与常规油气储层不同的特征；这些特征决定了煤层气井钻井、取心、完井及储层保护诸技术的特殊性。据此，我们从钻井完井工程的角度分析了现有技术存在的问题和制约煤层气开发效果的主要因素。研究并形成了一整套煤层气井的取心技术、储层保护技术和完井技术。这套技术应用于中国多个煤层气试验开发区，不仅满足了地质评价的需要，也为实现煤层气工业性开采起到了积极推动作用。【关键词】：煤层气钻井技术完井技术【作者】：蒋作焰2006年毕业于长江大学石油工程专业，中原石油勘探局钻井一公司工程师。

前言煤层气又称煤层甲烷,是一种优质高效清洁能源。凭借良好的安全效益、环保效益和经济效益，煤层气的勘探开发已在国际上引起广泛的关注。我国煤层气资源十分丰富,但是目前我国的天然气勘探开发还处于起步阶段。中原钻井通过多年的攻关研究和试验，形成并掌握了一整套适合煤层气的钻井完井工艺技术，其内容包括：煤层造穴技术、连通技术、煤层井眼轨迹控制技术、水平分支井技术、充气欠平衡钻井技术、煤层绳索取心技术、煤层气完井技术、煤储层保护技术、煤层气井完井技术等。一、煤层气井钻井完井的特殊性煤层气钻井完井技术是建立在煤层地质力学性质及开采要求基础之上的。煤层具有不同于其他储层的特殊地质特性表现在以下几个方面： 1、井壁稳定性差，容易发生井下复杂故障。煤层机械强度低，裂缝和割理发育，均质性差，存在较高剪切应力作用。因而煤层段井壁极不稳定，在钻井完井过程中极易发生井壁坍塌、井漏、卡钻甚至埋掉井眼等井下复杂。 2、煤层易受污染，实施煤层保护措施难度大。煤层段孔隙压力低且孔隙和割理发育，极易受钻井液、完井液和固井水泥浆中固相颗粒及滤液的污染；但在钻井完井过程中，为安全钻穿煤层，防止井壁坍塌，又要适当提高钻井液完井液的密度，保持一定的压力平衡。这就必然会增加其固相含量和滤失量，加重煤层的污染。因此，存在着防止煤层污染和保证安全钻进的矛盾，从而使实施煤层保护较油气层更为困难。 3、煤层破碎含游离气多，取心困难。

岩层控制的实验方法与实测技术复习要点

岩层控制实验与实测技术矿山压力显现：在矿山压力作用下，引起各种力学现象，如岩体的变形、破坏，支护物的变形、破坏、折损以及在岩体中产生的动力现象，这些由于矿山压力作用使巷硐周围岩体和支护物产生的种种力学现象，叫矿山压力显现。岩层控制：为使矿山压力显现不影响正常的开采工作和保证生产安全，采取各种技术措施加以控制，包括巷道布置，工作面形成，对巷道及采煤工作面空间进行支护，对软弱的煤、岩体进行加固，用各种方法使巷道或采煤工作面得到卸压，对采空区进行充填，或用人工的方法使采空区顶板按预定方案冒落等一系列的控制技术和方法称为岩层控制。岩石单轴压缩荷载作用下所能承受的最大压应力称为岩石的单轴抗压强度。岩石在单轴拉伸荷载作用下达到破坏时所能承受的最大拉应力称为岩石的单轴抗拉强度。（劈裂法）岩石在剪切荷载作用下达到破坏前所能承受的最大剪应力称为岩石的抗剪切强度（角模压剪实验）岩石的强性模量是指岩石在弹性变形阶段其应力与应变变化值之比。岩石在三向压缩荷载作用下，达到破坏时所能承受的最大压应力称为岩石的三轴抗压强度。与单轴压缩实验相比，试件除受轴向压力外，还受侧向压力。三轴压轴实验的加载方式有两种，一种是真三轴加载，试件为立方体，六个面均可加压。常规的三轴实验用圆柱体作为试件，除轴向加荷载外，在试件的柱面上施加有侧向载荷。三轴抗压加载方法：缓慢施加侧向压力到指定值，稳定数分钟，使侧压力保持恒定，变动范围不应超过选定值的±2%。此时可调整电阻应变仪读数使之为零，作为应变测量的起始点。然后再以0.5～1.0MPa/s的稳定加载速率施加纵向载荷直至试件破坏，记下破坏载荷值。卸载后取出试件，记录其破坏状况。必要时可量取破坏面与σ1作用面的夹角θ。相似材料是由胶结物和填料组合而成，胶结料的力学性质很大程度上决定相似材料的力学性质，其力学性质可分为四类：（相似材料模拟材料相似材力学性质：） ①无机胶结料如石膏、水泥、石灰、碳酸钙、水玻璃等，具有脆性破坏的特点； ②碳氢类石油产品如石腊、凡士林、地蜡、油类等，具有弹塑性和塑性变形的特点； ③合成树脂如环氧树脂、尿素树脂等，其特性变化范围宽，由脆性直至塑性； ④天然胶质产品如松香、沥青等，具有脆性特点。常用胶结料的特性：石膏强度高，凝固快，在相似材料中能起迅速成型和增加强度的作用，可作为主胶结料；水泥强度更高，压拉比大，故可作为大比例模型的胶结料（具有明显脆性，特点强度大，制作简单，来源广）；其他如碳酸钙（强度低，可作为相似材料中降低强度成分）、高岭土（强度低，材料可塑性低）、石灰强度较低（脆性极明显可以增加相似材料脆性），可作为调节强度及变形性能之用。 1、石膏胶结料以石膏作为主要胶结料广泛应用的有纯石膏及石膏—砂两种相似材料。（1）纯石膏或石膏硅藻土材料这种相似材料取材方便，成型容易，力学指标范围较大，弹性好，广泛用于测定应力的模型。但这种材料一般用于浇注型模型，因为过量的水将导致模型呈多孔结构，在较大的围压下压缩变形过大，不如压实型模型更能模拟各向受压的岩体变形特征。（2）石膏加填料根据成型方法可分为浇注型及压实型，目前主要使用压实型成型法。填料通常用：砂子，经试验认为相似材料的内摩擦角甲完全取决于砂粒结构，石膏胶结料对其不起作用。 2、水泥胶结料优点是强度高，可作1∶10的大比例模型试验。缺点是硬化时间长，而且强度持续增长 3、石腊胶结料石腊胶结材料有以下优点： ①岩层沿模型全长制作均匀②由于材料处于热态时塑性良好，模型中各层易压平，这就能保证在小比例模型中能较准确地模拟厚度不大的岩层；③制作模型快，只要岩层压平后2-8h，材料凝固，模型就完成了，而且试验完成后，材料还可复用；④不管试验期多长，材料力学性质不受湿度影响而变化材料的缺点是： ①材料强度及压拉比较低；②在一些情况下弹性模量偏低；③塑性较高。因此不宜用于大比例模型中

煤层气井排采工操作手册

煤层气井排采操作手册中石油煤层气公司韩城分公司

目录一、名词解释二、煤层气排采基本原则三、韩城煤层气地质特征四、韩城煤层气排采特点五、韩城煤层气井排采制度要求六、煤层气井排采资料录取要求七、排采巡井工岗位职责八、排采住井工岗位职责九、排采工作业流程十、排采设备检查保养要求十一、典型案例基础篇一：名词解释 1、煤层气：就是指在煤层内产生和赋存的天然气，其主要成分是甲烷（CH4），约占70%以上，又称煤层甲烷、煤层吸附气或煤层瓦斯，它是煤层气的一种，是一种非常规天然气。煤层气与常规天然气最大不同点就在于煤岩既是它的储集岩又是生气原岩，它是煤层煤化作用的结果。煤的储集性和煤中天然气的储集是整个成煤作用过程的结果。 2、煤储集岩石学方面的参数：主要指煤阶、煤的显微组分、煤的显微硬度。煤阶通过测定煤中镜质组反射率（R0）来确定。其余则用反光显微镜区分，同时亦可以求得割理宽度和密度。

3、煤阶：表示煤在埋藏历史中，沉积物有机质在成分和结构上经历了一系列变化，其过程称之为煤的变质作用或煤化作用。可以用多种物理和化学参数来表征煤的变质程度，常见的煤阶参数有固定碳含量、镜质组反射率、水分含量。煤阶是影响割理发育的主要因素。通常，低媒阶的煤割理不甚发育，到烟煤系列时割理发育。割理面最密集的主要发生在低挥发分烟煤煤阶附近，高于低挥发分烟煤煤阶，割理或裂缝又不发育，标本上表现为割理封闭。 4、煤岩工业分析参数：该类参数是指煤的固定碳、挥发分、灰分、水分，目的是对煤岩性能质量作出评价以及在煤储层评价中校正含气量。 5、煤显微硬度：显微镜下可识别的煤的显微组分的抗压强度。不同煤级和不同显微组分的显微硬度不同。在研究中，一般以均质镜质体的显微硬度为代表。它是用专门的显微硬度仪进行测定的。随着煤级的增高，煤显微硬度也有变化。从褐煤到超无烟煤，煤的显微硬度值是增大的；同一煤级中，当镜质组还原性增强时，煤显微硬度略微降低；同一煤样中，煤显微硬度最大值与最小值间亦存在微小差异，反映出非均一性。 6、煤层含气量：是散失气量、解析气量和残余气量之和。散失气量是指现场取出的含气煤心在装入解析罐之前释放出的气量；解析气量是指煤心装入解析罐之后解析出的气体总量；残余气量是指终止解析后仍留在煤中的那部分气量。对煤层气开采有实际意义的是散失气量和自然解析气量，两项之和占总含气量百分率越大，对煤层气开采越有利。 7、煤储层压力：是指煤层孔隙内流体所承受的压力，即通常所说的孔隙流体压力。 8、临界解析压力：临界解析压力是指在煤层降压过程中气体开始析出时所对应的压力值。可以根据临界解析压力与煤层压力了解煤层气早期排采动态，临界解析压力越接近地层压力，排水采气中需要降低的压力越小，越有利于气体降压开采，据此可为制定煤层气排采方案提供重要依据。 9、地解比：地解比是临界解析压力与原始地层压力的比值。据此比值可以预测产气高峰期到来的时间及是否可以高产。临界解析压力越接近原始地层压力，含气饱和度愈高，高产富集条件愈优越。据已勘探开发的数据，可将地解比划分为高地解比(＞

矿山压力和岩层控制

《矿山压力与岩层控制》课程教学大纲课程中文名称：矿山压力与岩层控制课程英文名称：Mine Pressure and Strata control 课程类别：专业基础课课程归属单位：制定时间：2013年3月18日一、课程的性质、任务 1. 课程设置的性质、任务《矿山压力及岩层控制》是研究煤矿开采过程中矿山压力分布及其显现规律，探讨矿山压力控制措施和控制方法的一门工程技术学科，是采矿工程专业学生的主要专业课，也是其它井下工程类专业的专业基础课程。通过对本门课程的学习，要求对煤矿中采场和采区巷道周围煤(岩)体内矿山压力分布及其显现有比较完整的认识和了解，基本掌握控制采场和井下巷道矿山压力的方法和措施。结合实验课和实践性教学，使学生得到有关研究和解决煤矿生产现场矿山压力问题基本技能的训练。 2. 通过教学达到下列基本要求通过本课程的教学，一方面使学生掌握有关矿山压力及其控制的基本概念、巷道围岩变形、应力、破坏的分布规律、采场周围的应力分布状态、采场顶底板的变形破坏规律、工作面来压规律及确定方法、巷道与采场的围岩控制理论与控制方法、煤矿动压现象、矿山压力测试技术；另一方面使学生达到能够根据具体条件，进行采场和巷道围岩控制设计、解决有关矿山压力控制方面问题的能力。 3. 专业和学时数采矿工程专业、矿井通风与安全专业、岩土工程专业，共56学时 4. 与其它课程的关系 ⑴ 《煤矿地质学》、《矿山岩体力学》、《煤矿通风与安全》、《采掘机械》在本课程之前教授； ⑵ 本课程应在《开采方法》、《井巷工程》之前或同时讲授； 5. 教材与参考资料 (1)《矿山压力与岩层控制》蒋金泉王国际等编 (2)《矿山压力及岩层控制》钱鸣高、石平五等编 (3)《矿山压力及岩层控制》姜福兴等编

煤层气井排采制度探讨总结

煤层气井排采制度探讨总结 1、稳定生产阶段。这一阶段储层特性将决定气、水产量和生产时间。此时环空液面应低于生产层，而且井口压力应接近大气压。随着排采的进行，压力的下降，在近井地带形成一个很小的低含水饱和区，有助于解吸气体流人井筒。此时，生产制度平稳，不要频繁更换油嘴改变生产压差。尽管在开始排采的前几周，产气量较低，达不到设计产量，但从长远的观点看，有助于保证今后生产的正常进行，减少故障发生。（任源峰.煤层气排采中的技术管理[J].油气井测试，2003,12（5）：66-68.） 2、当储层压力接近解吸压力时要特别注意，这时易产生一个突变，一般表现为气产量突然增大，套压增大，有时气会将环空水带出，造成环空液面突然下降。（任源峰.煤层气排采中的技术管理[J].油气井测试，2003,12（5）：66-68.） 3、由于继续排水，液面缓慢下降，同时逐步加大油嘴使套压降低，减小套压利于储层中更多的水进入井筒并疏干井筒附近的水，目的是在环空液面降低到泵的吸人口后，地面压力长期保持在正常工作的范围(O.05～0.1MPa)。（任源峰.煤层气排采中的技术管理[J].油气井测试，2003,12（5）：66-68.） 4、加大油嘴直径，套压下降，产气量上升；反之，减小油嘴直径，套压上升，产气量下降。一般油嘴直径为3～7mm，套压不低于0.05MPa。（任源峰.煤层气排采中的技术管理[J].油气井测试，2003,12（5）：66-68.） 5、对产水量大的井，需长期的排采才能使压力逐步下降，不可能在很短时间内将液面降低到要求的范围。因此，有些供液能力强的井，需要一个很长的排采周期。（任源峰.煤层气排采中的技术管理[J].油气井测试，2003,12（5）：66-68.） 6、检泵时最好不洗井,一旦需要检泵，在砂面不埋煤层的情况下最好不要洗井，如必须洗井，最好用煤层产出的水，这样可防止煤层污染。另外，尽量缩短检泵作业时间，可缩短恢复产气的时间。检泵后，排采降液仍需一个缓慢的过程，切不可降液幅度太大，急于产气。（任源峰.煤层气排采中的技术管理[J].油气井测试，2003,12（5）：66-68.） 7、排采流压的控制依靠控制液面来实现，要及时调整排采工作制度，使环

矿山压力与岩层控制重点总结

矿山压力与岩层控制重点总结一、 1、矿山压力与岩层控制的研究方法有：理论研究，实验室实验，现场测试等不同形式的研究。 2、矿山压力与岩层控制的解析方法主要通过力学模型，利用平衡条件、本构方程、变形条件，破坏判据和边界条件求解其应力，变形和破坏条件。 3、矿山压力检测中采场主要检测顶底板移近量、支架阻力、活柱下缩量和顶板破碎度。 4、矿山压力检测中，巷道主要检测顶底板移近量、支架变形、围岩应力分布和岩层内部移动规律。 5、岩石密度分为：天然密度、饱和密度、干密度。 6、岩石变形指标一般有：泊松比、弹性模量、体积变形量。 7、原岩应力场主要由：重力应力场和构造应力场组成。 8、两个大小不同的圆孔叠加时，大孔对小孔的应力影响较大，而小孔对大孔的影响较小。 9、支撑压力指采场周围或巷道两侧的全部切向应力（或者竖直应力） 10、早期采场上覆盖岩层活动规律的假说有：压力拱假说，悬臂梁假说，铰接岩块假说，预成裂隙假说。 11、砌体梁结构模型中：A 块为煤壁支撑区，B 块为离层区，C 块为重新压实区；Ⅰ为垮落带，Ⅱ为裂缝带，Ⅲ为弯曲下沉带。 12、按直接顶稳定性分类：直接顶可分为：破碎顶板，中等稳定顶板，完整顶板。 13、目前所使用的支柱的工作特性有以下几种：急增阻式，微増阻式，恒阻式。 14、液压支柱单独与顶梁配合支护顶板称为单体液压支架，与顶梁，底座，移架千斤顶组合液压自移支架。 15、岩层与地表移动会导致其产生竖直方向和水平方向的位移，前者称为下沉，后者称为水平位移。 16、根据采空区上覆岩层的破坏程度，可分为三带：垮落带，裂缝带，弯曲下沉带。垮落带和裂缝带合两带，又称为导水裂缝带。 17、两带（冒落带与裂隙带）与煤层采高有关，对于软弱岩层，两带高度为采高的9至12倍，中硬岩层为采高的12至18倍，坚硬岩层为采高的18至28倍。 18、圆形巷道按切向应力分，可分为A 破裂区，B 塑性区，C 弹性区，D 原始应力区 19、煤层开采后，在采空区四周形成支撑压力带，在工作面前方煤体内形成超前支撑力，它随着工作面掘进而向前移动，又称为移动性支撑压力或者临时支撑压力，工作面倾斜和仰斜方向及开切眼一侧煤体上形成的支撑压力称为固定支撑压力或者残余支撑压力，采空区后方的支撑压力称为采空区支撑压力。 20、巷道围岩变形量包括：巷道顶板下沉量，底板鼓起量，行帮接近量，深部围岩移近量以及巷道剩余断面积。 21、巷道围岩变形规律，围岩变形量要经历5个阶段，巷道掘进影响阶段，掘进影响稳定阶段，采动影响阶段，采动影响稳定阶段，二次采动影响阶段。二、基本概念。 1、矿山压力由于矿山开采活动的影响，在巷硐周围岩体中形成的和作用在巷硐支护物上的力叫做矿山压力 2、矿山压力显现由矿山压力作用使巷硐周围岩体和支护物产生的种种力学现象，统称为矿山压力现象 3、矿山压力控制

采场上覆岩层垮落步距计算方法

采场上覆岩层垮落步距计算方法摘要：影响采场的运动岩层由直接顶和老顶组成。本文主要利用“板”模型和“梁”模型对直接顶初次垮落步距、老顶初次来压步距和老顶周期来压步距进行推算，为工作面顶板管理提供技术支持，确保采煤工作面安全生产。关键词：板模型；梁模型；直接顶初次垮落步距；老顶初次来压步距；老顶中期来压步距 1 直接顶初次垮落步距初次运动阶段，直接顶将首先垮落。工作面从开切眼开始推进，直接顶悬露跨度增大，当达到其极限跨度时直接顶将垮落。直接顶初次垮落标志是：直接顶垮落长度达工作面长度一半，垮落高度达1m 以上。直接顶初次垮落时，从开切眼到支架后排放顶线的距离叫做直接顶初次垮落步距。直接顶初次垮落又称工作面初次放顶。直接顶初次垮落步距是衡量顶板完整程度的重要指标。直接顶的初次垮落现象是一种典型的矿压显现。 1．1 利用“板”模型计算将直接顶视为工作面上方的“板”，利用弹性力学理论推导得到的“板”极限破坏步距公式进行计算求解。 b L oz /23ββ -= ，α γσβcos 3.14km t = （1）式中，oz L 为直接顶初次垮落步距；t σ为岩层抗拉强度；k 为岩层的龟裂系数，k =0.25~0.75；m 为岩层厚度；b 为工作面斜长，；γ为岩层容重；α为工作面倾角。根据具体工作面几何尺寸、直接顶厚度以及岩性，取得式中参数，计算出结果。 1．2 利用“砌体梁”结构模型计算 1.2.1 按固支梁计算 q R h L t 21= （2） 1.2.2 按简支梁计算 q R h L t 321= （3）

1.2.3 考虑最大剪应力计算 q hR L s 341= （4）式中，1L 为直接顶初次垮落步距；h 为直接顶厚度；t R 为岩层抗拉强度；s R 为岩层抗剪强度；q 为直接顶所承受的载荷。采场覆岩中的任一岩层所承受载荷除自重外，一般还受上覆临近岩层的相互作用所产生的载荷。一般来说，采动岩层的载荷是非均匀分布的，但为了分析问题的方便，假设岩层载荷为均匀分布。假设煤层上方共有m 层岩层，如图1所示。考虑第n 层对第1层影响形成的载荷，按下式计算： () ()3 32 23 1 122113111 n n n n n h E h E h E h h h h E q +?+++?++= γγγ （5）式中，i E 为岩层的弹性模量；i h 为岩层的厚度；i γ为岩层的容重。当()11+n q ＜()1n q 时，说明第n+1层对第1层载荷不起作用。此时，直接顶所承受载荷为q =1q +()1n q 。 q m n 21 …… 图1 岩层载荷计算图显然，在同样的条件下，由简支梁计算所得直接顶初次垮落步距要比由固支梁计算所得的小。在一般情况下，由于弯矩形成的极限跨度要比剪切应力形成的极限跨度小，因此常按弯矩来计算直接顶初次垮落步距。在什么条件下应按简支梁或按固支梁计算，需根据煤层赋存深度及边界煤柱两侧采空的情况来定。 1．3 利用“传递岩梁”理论计算

矿山压力与岩层控制

矿山压力与岩层控制 1.名词解释 1.矿山压力: 由于矿山开采活动的影响,在巷硐周围岩体中形成的和作用在巷硐支护物上的力; 2.矿山压力显现: 由于矿山压力作用使巷硐周围岩体和支护物产生的种种力学现象; 4.原岩应力:未受开采影响的岩体内，由于岩体自重和构造运动等原因引起的应力; 4.支撑压力:回采空间周围煤岩体内应力增高区的切向应力; 5.周期来压: 老顶平衡结构周期性失稳而施加给工作面以大型压力的过程 6.初次来压: 老顶平衡结构第一次失稳而施加给工作面以大型压力的过程 7.砌体梁: 工作面上下两区破断的岩块咬合形成的外表似梁，实质是拱的平衡结构 8.关键层:对采场上覆岩层局部或直至地表的全部岩层活动起主要控制作用的岩层 9.冲击地压: 聚集在矿井巷道和采场周围岩体中的能量突然释放，在井巷发生爆炸性事故，产生的动力将煤岩抛向巷道，同时发出强烈声响，造成煤岩体振动和煤岩体破坏，支架与设备损坏，人员伤亡，部分巷道垮落破坏的力学现象。 10.底板比压:底板单位面积所受支架的压力 11.回采工作面:在煤层或矿床的开采过程中，直接进行采煤或采有用矿物的工作空间 2.简答题 1.原岩应力分布规律答：(1)实测铅直应力基本上等于上覆岩层重量； (2)水平应力普遍大于铅直应力；

(3)平均水平应力与铅直应力的比值随深度增加而减小； (4)最大水平主应力和最小水平主应力一般相差较大。2.绘图说明横三区/竖三带三区：A煤壁支撑影响区B离层区：C重新压实区：三带：I垮落带：II裂隙带III弯曲带 (硬度越高,三带发育越好)(自下至上) 3.绘图说明支柱特性工作支柱力学特性——受顶板压力作用，支柱变形（下缩）性质。

凸轮机构工作过程及从动件运动规律

教案课次 19 课时 1 执行日期班级15机电1 周次 5 课型新授日期2017.3.16 课题 §4—1 凸轮机构（2）教学目标知识与技能 1.理解凸轮机构的工作过程； 2.掌握凸轮机构的从动件运动规律；过程与方法 1.通过PPT的讲解过程，从而理解凸轮机构的工作过程，掌握凸轮机构的从动件运动规律；情感态度与价值观 1.通过复习旧知，明确本课的学习目的，并快速进入到最佳学习状态；教学难点 1.凸轮机构的工作过程； 2.凸轮机构的从动件运动规律；教学重点 1.凸轮机构的工作过程； 2.凸轮机构的从动件运动规律；教学方法讲授教学方法教学过程：复习、导入： 1.复习回顾上节课所学内容：（1）凸轮机构的分类与特点； 2.通过上节课的学习我们对凸轮机构有了一定的理解，那么它是怎么工作的？其从动件的运动规律有是怎样的呢？引出本课学习任务：（1）凸轮机构的工作过程；（2）凸轮机构的从动件运动规律；知识点/任务/环节一：一、凸轮机构的工作过程 1.凸轮机构中最常用的运动形式为凸轮作等速回转运动，从动件作往复移动，凸轮回转时，从动件作“升→停→降→停”的运动循环。推程远停程回程近停程 δ0δ1δ2δ3 升停降停教师活动和意图学生活动

1.请同学观看动画，凸轮做什么运动？从动件做什么运动？ 2.提问：从动件上下运动的原因？引出基圆概念。 3.根据PPT讲解推程，提问推程过程中从动件的运动，并请同学指出推程运动角； 4.根据PPT讲解远停程，提问远停程过程中从动件的运动，并请同学指出远停程运动角； 5.请同学根据前面所讲的推程，讨论讲解回程； 6.请同学根据前面所讲的远停程，讨论讲解近停程； 7.讲解行程的概念； 8.根据讲的凸轮过程，请同学上来填表格； 9.请同学做练习。设计意图：动画演示直观易于理解，分组讨论总结凸轮机构工作过程，加深理解，易于掌握。 1.观看动画，说明凸轮做什么运动？从动件做什么运动？ 2.回答从动件上下运动的原因。 3.回答推程过程中从动件的运动，并指出推程运动角； 4.回答远停程过程中从动件的运动，并指出远停程角； 5.讨论讲解回程； 6.讨论讲解近停程； 7.理解行程的概念； 8.填表格； 9.做练习。目标达成情况（手写）：学生理解了凸轮机构的工作过程。知识点/任务/环节二：二、从动件的运动规律 1．等速运动规律 2.等加速、等减速运动规律教师活动和意图学生活动 1.根据位移线图，分析从动件的运动规律； 2.请同学根据推程阶段位移线图，讨论绘制等速运动过程中速度、加速度线图，并请同学上来绘制； 3.提出等加速等减速的概念，让同学绘制等加速等减速运动过程中速度、加速度、位移线图； 4.讲解冲击概念； 5.请同学做练习； 1.理解从动件的运动规律； 2.讨论绘制等速运动过程中速度、加速度线图，并请同学上来绘制； 3.绘制等加速等减速运动过程中速度、加速度、位移线图； 4.理解冲击概念； 5.做练习；

矿山压力与岩层控制部分答案

1-1 5 p1 6 岩石力学P52 2-1 5支承压力与矿山压力的区别。

3-3 6

4 4-1 2. 试分析周期来压的形成原因及表现形式。形成原因：随着采煤工作面的推进，在基本顶初次来压以后，裂隙带形成的岩体结构将始终经历“稳定—失稳—再稳定”的变化，这种变化将呈现周而复始的过程。由于岩体结构的失稳，导致工作面顶板的来压，这种来压将随着工作面的推进而周期性地出现。因此，由于裂隙带岩层周期性失稳而引起的顶板来压现象称之为工作面顶板的周期来压。表现形式：顶板下沉速度急剧增加；顶板的下沉量变大，支柱所受的载荷普遍增加；有时伴随煤壁片帮、支柱折损、顶板发生台阶下沉等现象。 7

5 5-1 P128采煤工作面支柱的特性有几种？试比较其优缺点？答：目前所使用的支柱的工作特性有三种。分别为：急增阻式、微增阻式、恒阻式。从支柱工作阻力适应顶板压力的特点进行分析，显然，恒阻性能的支柱较为有利。恒阻式：支柱安装后，很快达到工作阻力，随支柱的下缩，工作阻力保持不变。急增阻式性能比较差，可缩量小，初期支撑力低。微增阻式介于恒阻式和急增阻式之间 10P12510 12、简述采场支架与围岩关系特点？P149 答： 1、支架与围岩时相互作用的一对力； 2、支架受力的大小及其在回采工作面分布的规律与支架性能有关； 3、支架结构及尺寸对顶板压力的影响。 6-1 1 简述岩层移动引起的采动损害与煤岩绿色开采技术体系。答：岩层移动引起的采动损害是：（1）形成矿山压力显现；（2）形成采动裂隙；（3）岩层移动发展到地表引起地表沉陷绿色开采技术研究主要针对煤矿中土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等问题而开展。绿色开采技术主要包括以下内容：（1）水资源保护—形成“保水开采”技术；（2）土地与建筑物保护—形成离层注浆、充填于条带开采技术；

煤层气井排采过程中各排采参数间关系的探讨

中国煤田地质 COAL GEOLO GY OF CHINA Vol.12No.1Mar.2000 第12卷1期2000年3月作者简介:曹立刚,男,高级工程师,煤层甲烷气开发中心主任。收稿日期:1999—09—13编辑:葛晓云煤层气井排采过程中各排采参数间关系的探讨曹立刚,郭海林,顾谦隆 (东北煤田地质局,沈阳 110011) 摘要:煤层气井必须进行排水降压,才能达到产气的目的。而煤层气井的产气量又受控于储层特性并由排采时的各参数所制约,只有掌握产气量与这些参数的关系才能制定合理的开采工作制度。本文利用铁法D T3井资料研究了在供气条件具备时,排采中产气量、排水量、井口压力和液面深度间的关系,提出了井底压力的作用及估算方法,将有利于煤层气井生产过程的认识和合理开发。关键词:煤层气;排采;参数关系;井底压力中图分类号:P618111 文献标识码:A 文章编号:1004—9177(2000)01—0031-05 排采是煤层气井开发中的一个重要环节,排采中必须测定各项排采参数,通过对排采参数的分析,建立排采参数间的关系,是极其有意义的一项工作,它将成为掌握排采特征,建立合理的工作制度的基础。铁法煤田大兴区D T3井在完井和压裂以后,连续进行了479天的排采,总计产气量 15019万m 3,排水1128万m 3 ,积累了丰富的基础资料。现将该井排采时各排采参数之间的关系和做法初步总结,供参考。 1排采中应测定的参数排采工作应测定的参数一般为: 产气量、排水量、井口套压、液面深度、系统压力、气温、水温、气体成份、水成份、固体携出物和携出量、油嘴直径、抽油机特征数(如冲程、冲次、工作时间和功能图等)等。其中:系统压力和气温用于标准方气量的换算;气体成份用以确定气体质量以及判断产气层位;水成份用以确定压裂液排出情况及指示水的来源;根据固体携出物和携出量判断井的工作状况;抽油机特征数用以了解抽油机的工作效率和工作状况等等。因此参数中经常直接影响产气量的参数为排水量、井口套压和液面深度。 2 参数间的相互关系 211 计算基础数据选择由于排采时各参数值都是变化的,有的甚至出现跳跃和突变,计算时采用相对稳定段作为基础,即每个计算时段内的产气量、排水量、套压和

矿山岩层控制

采场顶板支护方法和顶板控制摘要：在实际生产过程中，工作面常有下述一系列矿山压力现象，并且习惯上用这些现象作为衡量矿山压力显现程度的指标。随着我国各种支护设备的使用，我国煤矿回采开采已进入现代化水平，工作面的推进速度，以及当工作面甩掉这些已发生错动的老顶时，时常发生顶板的周期来压，裂隙带岩层形成的结构将始终经历“稳定—失稳—再稳定”的变化。这种变化将呈现周而复始的过程。回采工作面应用的液压支架主要是由梁与柱组合而成的，不仅能实现支设与回撤的自动化，而且对顶板的管理和维护起到很关键的作用，使工作面推进一系列工序也同时实现了机械化，充分减轻了繁重的体力劳动。关键词矿山压力回采开采周期来压液压支架顶板管理一．巷道围岩控制理论与实践的发展（1）巷道布置改革及无煤柱护巷技术我国在采准巷道矿压理论指导下，形成了完善的巷道合理布置系统。在分析开采引起的围岩应力重新分部规律的基础上，研究沿空巷道一侧煤柱边缘带的应力重新分部和支架与围岩关系，掌握无煤柱护巷机理，推进无煤柱护巷技术。同时，发展整体浇注式巷旁充填技术，为沿空留巷的扩大应用开辟了广阔前景。（2）研究巷道支架与围岩关系采用先进支护技术研究巷道支架的合理性能和结构形式，既能有效地抑制围岩变形，又能与围岩变形相互协调，减少支架损坏和改善巷道维护。为此，

研制了适用于不同条件的U型钢、工字钢结构可缩性支架，完善了辅助配套设施，发展了支架壁后充填。（3）软岩巷道围岩控制理论与实践的发展自70年代以来，有计划地开展软岩巷道支护技术科技攻关。对软岩巷道围岩控制的基础理论、软岩的岩性分析及工程地质条件、围岩变形力学机制、巷道支护设计、施工工艺及监测进行全面系统研究。针对软岩的类别和变形力学机制，发展了锚喷网支护技术、U型钢支护壁后充填技术、防治底臌封闭支护技术、围岩爆破卸压和注浆加固技术。（4）巷道围岩控制设计决策及支护质量与顶板动态监测依据巷道围岩稳定性分类及巷道支护形式与合理支护参数选择专家系数，预测巷道围岩稳定性类别、预计围岩移近量、选择支护型式、确定支护参数。实行巷道支护质量与顶板动态全过程监测，通过施工过程中的现场监测、信息反馈、不断修正支护设计和调整支护参数。使巷道围岩控制逐步由经验判断和定性评估向定量分析和科学管理转化。二．采场上覆岩层活动规律的假说自从采用长壁工作面开采以来，上覆岩层中是否存在着大结构，以及此结构是什么形式，一直是采矿科学研究的重要课题。 1.压力拱假说