供稿: 王文 | 时间: 2023-05-05 | 次数: |
天然气与煤炭资源上下叠置现象在我国沉积盆地内广泛存在,天然气与煤炭形成矿权平面相互叠加、垂向相互交叉的立体关系。因多资源协调开发机制不健全,且单一矿种开采理论不适用于两种或多种资源开发,开展天然气与煤炭资源协同开采研究国内外尚无先例,王文科研团队经过10余年科研与实践,攻克了一系列理论与关键技术难题。
(1)创立了天然气与煤炭资源协同开采理论,提出了“气煤走廊”协同开采模式,形成了复杂轨迹、高效延伸的水平井钻进核心技术及成套装备,实现了天然气与煤炭资源精准协调开采,引领了我国多资源共生盆地的科学开采。
天然气与煤炭空间交叉开采图
长距离水平孔及双向扭转系统示意图
(2)研发了采掘扰动条件下煤岩裂隙场演化预测技术,提出了采掘对天然气井应力多场叠加扰动的预测方法,研发了采掘扰动天然气井的监测预警装备,实现了煤矿采掘对天然气井的扰动预警。
掘进震动波传播监测原理
开采扰动地层天然气逸散模拟
(3)创新了天然气泄漏气固耦合逸散控制技术,发明了天然气井防天然气逸散的成套系统装备,保障了天然气与煤炭资源协同安全开采。
天然气井破裂防泄漏成套装备
(4)研发了天然气管道-沙土协同变形技术,构建了实时监测安全预警平台,实现了采动沉陷区天然气管道变形可预测、可控制。
天然气与煤炭协同开采安全预警平台 煤矿开采工作面与天然气管线空间分布 沉陷区天然气管道运移轨迹模型
项目团队编写1项国家行业标准;授权专利54项(国际专利2项、发明专利16项、实用新型36项);软件著作权11项;出版专著6部,发表学术论文89篇(SCI/EI收录论文43篇);其中 3篇论文入选“领跑者5000-中国精品科技期刊顶尖学术论文”。
项目形成的具有自主知识产权的天然气与煤炭资源协同开采理论和关键技术体系,其成果在鄂尔多斯盆地的大牛地气田、苏里格气田、东胜气田及多家煤炭企业应用推广,在相关矿权重叠区建成了年产天然气100亿立方米以上,年产煤量2亿吨以上的能源生产能力,实现新增利润110多亿元,取得了显著的经济社会效益,获得2022年河南省科技进步一等奖。