一种煤矿采动稳定区煤层气储量的评估方法及系统

摘要

本发明公开了一种煤矿采动稳定区煤层气储量的评估计算方法,包括如下步骤：1）获取采动稳定区有效卸压范围；2）进行估算模型适用条件判别；3）计算采动稳定区围岩孔隙体积；4）获取采动稳定区内游离瓦斯浓度；5）估算采动稳定区内遗煤量及其残留瓦斯含量；6）完成采动稳定区煤层气储量估算。其中采动稳定区有效卸压范围的考察能够确定采动稳定区煤层气储量估算边界范围，估算模型适用条件判别能够甄选有效估算区域，保证估算结果的准确性，围岩空隙体积计算和游离瓦斯浓度考察能够较准确估算采动稳定区内游离煤层气总量，采动稳定区内遗煤量及其残留瓦斯含量考察能够较准确估算采动稳定区内吸附煤层气总量。

主权项

一种煤矿采动稳定区煤层气储量的评估方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：获取需估算煤层气储量的采动稳定区边界条件、采掘巷道部署及工作面回采工艺信息；S2：获取需估算煤层气储量的采动稳定区开采煤层基本情况及其顶底板岩层岩性及赋存分布特征；S3：获取需估算煤层气储量的采动稳定区顶底板岩层的破坏卸压高度、深度及卸压角度；S4：进行模型适用条件判别，计算采动稳定区有效覆盖层厚度,通过下述方法判别采动稳定区密封性是否满足预设基本判别条件,如果满足预设基本判别条件，则进入下一步骤S5；当采动稳定区顶底板岩层中未赋存有强含水层时，忽略此步骤；当采动稳定区顶底板岩层中赋存有强含水层时，使用下列公式完成模型适用条件判别：${\mathrm{\Sigma \Theta }}_i(H_i-h_i{\mathrm{cos\theta }}_i)\ge 5\frac{\Sigma M}{n}$式中，i表示储层空间上下边界与含水层之间的第i层盖层；Θ表示岩层封闭能力调整系数；H表示盖层原始厚度；h表示断层在盖层内的断距；θ表示断层倾角；∑M表示煤层开采厚度；n表示开采分层数；S5：获取采动稳定区地表沉降盆地体积，计算采动稳定区围岩孔隙体积；S6：获取采动稳定区内游离瓦斯浓度；S7：估算采动稳定区内遗煤量及其残留瓦斯含量；S8：将步骤S3、S5、S6、S7获取的参数，包括采动稳定区顶底板岩层的破坏卸压高度、深度及卸压角度，采动稳定区地表沉降盆地体积，采动稳定区围岩孔隙体积，采动稳定区内游离瓦斯浓度，采动稳定区内遗煤量及其残留瓦斯含量；根据条件不同分别利用单一煤层或煤层群计算模型完成采动稳定区煤层气储量估算；①当采动稳定区煤层为单一煤层，在采动卸压范围内除了开采煤层外不存在其他煤层时，利用下述公式完成储量评估计算：$\bar{Q}=M_1{q}_1+nV,$②当采动稳定区煤层为煤层群，采动卸压范围内除了开采煤层外还存在其他煤层时，利用下述公式完成储量评估计算：$\bar{Q}=M_1{q}_1+nV+\Sigma (1-{\eta }_i)M_{i0}{q}_{i0}$式中，为采动稳定区煤层气储量；M₁表示采动稳定区内遗留煤炭总量；q₁表示采动稳定区内遗煤残余瓦斯含量；n表示采动稳定区内煤层气体积分数；V表示采动稳定区围岩孔隙体积；M_i0表示第i邻近层煤炭总量；q_i0表示第i邻近层原始瓦斯含量；η_i表示不同层间距邻近层瓦斯排放率；S9：判断采动稳定区煤层气储量是否达到最低抽采瓦斯总量，如果是，则对采动稳定区煤层进行瓦斯抽采；如果否，则对采动稳定区煤层停止瓦斯抽采。