NB-T11465-2023煤矿采动区地面L型顶板水平井抽采瓦斯技术方法.docx

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1、ICS 75.020CCS D 10NB中华人民共和国能源行业标准NB/T114652023煤矿采动区地面L型顶板水平井抽采瓦斯技术方法CodeforgroundL-shapedroofdirectionalwelldrainagegasincoalminingarea20237 2-28 发布2024-06-28实施国家能源局发布本文件按照GB/T1.12020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由煤矿瓦斯治理国家工程研究中心提出。本文件由能源行业煤矿瓦斯治理与利用标准化技术委员会(NE

2、ATC27)归口。本文件起草单位：中煤科工集团重庆研窕院有限公司、安徽理工大学、晋能控股装备制造集团有限公司、平安煤矿瓦斯治理国家工程研究中心有限责任公司.本文件主要起草人：李日富、张志刚、孙海涛、李彦明、李国富、付军辉、王然、刘延保、刘佩、林府进、郭恒、林桂玲、张玉明、姚峰、张军、陈召英、季长江、吉泽宇、李杨、陈本良。煤矿采动区地面L型顶板水平井抽采瓦斯技术方法1范围本文件规定了煤矿采动区地面L型顶板水平井抽采的术语和定义、基本资料、井位部署及井场建设、井身结构设计、钻完井工艺及钻进轨迹控制、安全抽采及监控系统建设。本文件适用于煤矿采动区地面L型顶板水平井抽采卸压瓦斯。2规范性引用文件下列文

3、件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T405472021煤层气钻完井设计指南GB504712018煤矿瓦斯抽采工程设计标准NB/T10365-2019煤矿采动影响区瓦斯抽采地面直井设计规范SY/T5466-2013钻前工程及井场布置技术要求3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1地面L型顶板水平井groundL-shapedroofdirectionalwell水平生产井段布置在开采煤层顶板岩层内，利用煤层开采的卸压增透效应将煤岩层解吸瓦斯持

4、续抽采至地表的地面定向井。3.2覆岩裂隙带rooffracturezone开采煤层上方因采动影响产生网络式连通裂隙但仍保持其原有层状的区域，也称为导气（水）裂隙带。3.3终采线mining-stopline采煤工作面停止采煤的边界，也称为停采线。4基本资料1.1 矿区地质资料煤岩层钻孔柱状图、岩层力学参数、水文地质条件、地应力分布、煤层参数、瓦斯赋存特征参数等。工作面基本参数、巷道布置、煤层开采高度、采煤方法、顶板管理方法、开采进度计划、邻近工作面分布与开采情况等。1.3 瓦斯抽采资料矿区生产采掘接替计划、矿区煤层开采情况、煤层气（瓦斯）抽采历史资料及总结材料等。1.4 其他资料工作面及邻近区

5、域井上下对照图、工作面对应地表道路条件、林区农田分布、建筑物分布、历史洪水水位高度等。5井位部署及井场建设5. 1井位部署6. 1.1井场选择按SY/T54662013中3.1的规定执行。5.1.2地面井位置宜考虑工作面采掘接替计划，地面钻井及抽采系统建设工程应当在工作面回采前1个月完成。5.1.3地面井宜部署在工作面中心线偏回风巷侧0.150.50倍工作面长度的区域，直井段应尽量部署在终采线外侧区域。布井优选区域见图1。40.15L20.5L35标引序号说明：1进风巷；2优选布井区域；3工作面；4回风巷：5一终采线。图1采动区地面L型顶板水平井井位优选区域5.2井场建设5.2. 1井场规划宜

6、方正，场内地面应平整夯实。5.2.2 井场内需有防雷、防静电设施，各建筑应满足防火、防爆等法规基本要求。5.2.3 井场周边宜安设防护围栏，并在醒目位置挂设或喷涂安全警示标识。6井身结构设计6.1井型设计一般为三级井身结构井型，采用“单弧剖面”（直-增-水平）三段制剖面形式，如图2所示。标引序号说明：1第级井段；2第二级井段：3第三级井段：4直井段；5造斜段；6水平井段。图2三级井身结构井型6.2 井身结构设计6.2.1 1直井段直径应不小于采动影响下采场覆岩的弯曲下沉带各岩层界面的最大岩层错动量，各岩层界面最大岩层错动量以实测数据为准，如无实测数据，第二级井段终孔直径应不小于250mm。6.

7、2.2 直井段的安全防护设计按NB/T10365-2019中6.3的规定执行。6.2.3 水平井段宜单下斜布置，钻进倾角-2-4,井段终孔直径应不小于150mm,长度不宜超过1000m。6.2.4 井身设计宜首选二维设计，避免三维设计。6.3 套管选型6.3.1 1地面井套管的管材应主要考虑经济性、安全性和通用性等因素，第一级、第二级井身直选用标准API管材。6.3.2 第一级井段宜选用J55型APl标准管材，第二级井段优先选用N80型或更高强度级别的APl标准管材，水平井段可采用标准APl管材加工形成的筛孔管材。6.3.3 各级井段套管规格选型参照GB/T40547-2021中5.2.3的规

8、定执行。6.4.1水平井段宜部署在开采煤层顶板裂隙带中部或上部区域的中硬岩层中。6.4.2水平井段目标岩层优选砂岩、砂质泥岩、灰岩等强度较高的岩层，单层厚度不宜小于5m。7钻完井工艺及钻进轨迹控制7.1 钻井工艺7.1.1 钻机装备选择应根据摩阻扭矩和水力计算，对钻机装备包括循环系统、提升系统和动力供应系统的能力进行适应性分析。7.1.2 钻井工艺选择为保证地面井抽采效果，钻井工艺的选择宜满足下列要求：a)第三级井段优先选用空气介质、潜孔锤钻进工艺：b)采用泥浆钻进时，第三级井段优先选用低密度无固相钻井液。7.1.3 钻进固井工艺各级井段钻进与固井应满足下列要求：a)第一级井段，钻头钻进至基岩

9、以下IOrn,下入表层套管，固井，水泥返至地面；b)第二级井段，钻头钻进至造斜点，下入技术套管，固井，水泥返至地面；c)第三级井段，从造斜点开始造斜钻进，到着陆点后，沿水平设计轨迹钻至目标井深。7.2 完井工艺根据抽采设计和目标岩层段稳定性，可选择裸眼完井或筛管完井方式。7.3 钻进轨迹控制7.3. 1直井段每100m顶角偏斜不大于1.5、全井最大井斜小于2。，井底水平偏移小于IOm。7.3.2 水平井段宜沿同一岩层钻进，避免或少穿越不同岩性地层。7.3.3 通过定向工具和随钻测井系统控制井眼轨迹，保证井眼轨迹平滑，水平井段应小角度单一下伏施工，避免钻井轨迹起伏大。8安全抽采及监控系统建设8.1 抽采管路及其组件材料应符合抗静电、耐腐蚀、阻燃、抗冲击、安装维护方便等要求，按GB504712018中5.2.4的规定执行。8.2 抽采管路管径应根据预测的管道中瓦斯流量计算确定，抽采管路管径、壁厚及材质选取按GB504712018中5.2的规定执行。8.3 抽采管道应采取防腐蚀、防静电、防雷电等安全措施，按GB504712018中7.T的规定执行。8.4 抽采管道系统应安设监测设备，监测内容包括抽采管道中的一氧化碳浓度、瓦斯浓度、流量、负压、温度，当出现瓦斯浓度过低、负压波动较大或一氧化碳浓度超限时，监测设备应能自动报警。8.5 抽采设备选择按GB504712018中5.3的规定执行。