Recherche et application de la technologie de gestion du gaz en surface des couches de charbon ramollies et de faible perméabilité du district minier de Huainan

PENG YUMIN ,  

DING HUAZHONG ,  

DING TONGFU ,  

SU LEI ,  

TONG BI ,  

JIA SHENGFENG ,  

CHEN BENLIANG ,  

TANG YONGGAN ,  

LIU CHAO ,  

YUAN GUANG ,  

LUO RONGDAO ,  

ZHANG MINGZHI ,  

GAO MENG ,  

摘要

Le district minier de Huainan est situé à l'avant de la jonction entre la ceinture tectonique est-ouest et la ceinture tectonique nord-sud en Chine, avec une structure géologique extrêmement complexe. Une série d'évolutions tectoniques a conduit à une fragmentation et un ramollissement du gisement de charbon, présentant les caractéristiques "quatre hautes et un ramollissement": hauts taux de gaz, haute pression, haute température, eaux à haute pression de confinement, et faible perméabilité ramollie. Avec l'augmentation annuelle de la profondeur d'exploitation dans le district minier de Huainan, la complexité et la dangerosité des accidents liés au gaz ont considérablement augmenté, exacerbant les contradictions entre les projets de gestion du gaz souterrains et la production. La gestion du gaz dans les mines de charbon est étroitement liée à l'exploitation minière; le prélèvement préventif de gaz de charbon via des puits de gestion de gaz en surface peut efficacement limiter les incidents liés au gaz et améliorer l'efficacité de la production sécurisée du charbon. En prenant les zones d'exploitation planifiées pour 5 à 10 ans comme unités, les puits de gestion de gaz en surface sont forés en alternance à 30~40 m le long des voies du front de taille destinées à couvrir toutes les faces minières prévues. En adoptant la méthode de finition de puits en trois étapes, la technologie de rotation du tubage, les systèmes de fracturation à grande échelle avec fluides acides, ainsi que la combinaison de techniques de drainage avec ou sans tige, le taux de réussite du projet atteint 100 %, le rapport maximal sable/fluide est de 20 %, et la production quotidienne maximale de gaz d'un seul puits est de 11 067 m³. Les validations en mine ont montré que la pression initiale du gaz dans le couche 13-1 sur des distances de 65 et 30 m a chuté de 6,8 MPa à 2,7 et 2,4 MPa respectivement, tandis que le gaz est passé de 11,8 m³/t à 7,2 et 5,2 m³/t respectivement, confirmant l'efficacité du fracturation et pompage par les puits de gestion de gaz en surface pour abaisser la pression et le contenu en gaz dans la couche de charbon. La mise en œuvre de la gestion du gaz en surface favorise la sécurité de la production minière, l'optimisation de la structure énergétique et la réduction des émissions de carbone, établissant une zone de démonstration de gestion du gaz en surface, avec une grande valeur de référence pour l'application dans les conditions géologiques des couches de charbon ramollies et de faible perméabilité en Chine.

关键词

District minier de Huainan; ramolli et faible perméabilité; gestion du gaz en surface; technologie de rotation du tubage; validation en mine

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