Investigación y aplicación de la tecnología de gestión de gas en superficie para capas de carbón blandas y de baja permeabilidad en la zona minera 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

La zona minera de Huainan se encuentra en el extremo frontal de la intersección entre las bandas tectónicas este-oeste y norte-sur de China, con una estructura geológica extremadamente compleja. Tras una serie de evoluciones tectónicas, los cuerpos de carbón se fragmentaron y ablandaron, presentando características de "cuatro altas y uno blando": alto gas, alta presión, alta temperatura, agua confinado a alta presión, y baja permeabilidad blanda. A medida que la profundidad de explotación en la zona minera de Huainan aumenta año tras año, la complejidad y peligrosidad de los accidentes de gas aumentan significativamente, acentuando el conflicto entre la gestión de gas bajo tierra y la producción. La gestión del gas en minas de carbón está estrechamente relacionada con la extracción de carbón; mediante la extracción preventiva de gas de las minas a través de pozos de gestión de gas en superficie se puede controlar eficazmente el riesgo de accidentes de gas y mejorar la eficiencia de producción segura. Utilizando unidades de zona de explotación planificadas para un periodo de 5 a 10 años, los pozos de gestión de gas en superficie se taladran entrelazados a lo largo de la pista del frente de extracción a intervalos de 30 a 40 metros, cubriendo toda la superficie de trabajo minera diseñada. Se emplean métodos de terminación de pozo triple, tecnología de rotación de revestimiento, sistemas de fluido ácido para fracturamiento a gran escala y la combinación de técnicas de extracción con y sin varilla, logrando una tasa de éxito del 100 %, una proporción máxima de arena en fracturamiento del 20 % y una producción máxima diaria de gas por pozo de 11067 m³. Según la verificación subterránea en la mina, la presión de gas original en la capa 13-1 dentro del rango de 65 y 30 metros bajó de 6.8 MPa a 2.7 y 2.4 MPa respectivamente, y el gas de 11.8 m³/t bajó a 7.2 y 5.2 m³/t respectivamente, mostrando la efectividad del fracturamiento y extracción mediante pozos de gestión de gas en superficie para reducir la presión y el contenido de gas en la capa de carbón. La implementación de la gestión de gas en superficie favorece la producción segura en minas de carbón, optimiza la estructura energética y reduce las emisiones de carbono, creando una zona demostrativa de gestión de gas en superficie, con gran valor de referencia para la aplicación en las condiciones geológicas de capas de carbón blandas y de baja permeabilidad en China.

关键词

Zona minera de Huainan; blando y baja permeabilidad; gestión de gas en superficie; tecnología de rotación de revestimiento; verificación subterránea en mina

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