【正文】 號煤層，其中09號煤層為主要可采煤層，穩(wěn)定可采，06號煤層為較穩(wěn)定可采煤層，其余為不穩(wěn)定煤層氣。奧陶系巖溶水主要賦存于峰峰組上段和上馬家溝組中上段。下馬家溝組富水性極弱。本區(qū)出露山西組頂部及其以上地層，其余深埋地下，構(gòu)造十分發(fā)育，主要構(gòu)造線方向為NE，且成組多呈地壘形式。本區(qū)地層中構(gòu)造發(fā)育，有陷落柱、斷層存在，為奧灰?guī)r溶形成的塌陷所致，對煤層氣開發(fā)布井有較大影響。3 “L”型井設(shè)計方案 選區(qū)原則1）地面情況：選擇地形緩且交通便利的位置施工，便于施工，投運，集輸及利用。3）地質(zhì)方面： （1）構(gòu)造方面：對于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷層及陷落柱發(fā)育的地區(qū)，水平段布置時應(yīng)盡量避免或減少構(gòu)造對其影響。 （3）水平段應(yīng)垂直主裂隙方向，或者同主裂隙大角度斜交方向，使水平井的生產(chǎn)影響范圍最大。5）井場位置盡量靠近已施工的鉆孔，以便后期供電及管網(wǎng)建設(shè)，節(jié)省投資。為了降低井下抽采的成本，減輕瓦斯對煤礦生產(chǎn)的危害，同時結(jié)合屯蘭礦井下煤礦采掘規(guī)劃需要，綜合考慮各方面因素初步于屯蘭礦南四盤區(qū)12408工作面布置 “L”型井1口。工作面南北走向，長度約956米。工作面整體為單斜構(gòu)造,向南西傾斜,煤層傾角3176。, 該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造相對復(fù)雜，工作面穿過落差為618米斷層，對掘進施工影響較大，同時可能會存在伴生斷層影響，巷道可能出現(xiàn)裂隙增多現(xiàn)象。圖31 12408工作面XSTL01平面布置圖圖 32 12408工作面XSTL01井上下對照圖表31 設(shè)計井位基本數(shù)據(jù)井 號XSTL01井 別“L型”井井 位山西西山屯蘭礦區(qū)完井層位2煤層頂板上約40m設(shè)計井深設(shè)計垂深設(shè)計水平閉合方位358176。完井依據(jù)水平段鉆至2號煤層頂板40m，水平延伸630m，達到《煤層氣鉆井工程作業(yè)規(guī)程》、《鉆井井場、設(shè)備、作業(yè)安全技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定。該剖面相對簡單，工具選擇方便，施工易于控制；三段制剖面彎曲（高造斜率段）井段相對較短，利于降低管柱下入摩阻，確保套管能夠安全順利下入彎曲段，利于鉆井成本控制，確定造斜率為7～15176。圖 33 XSTL01井井眼軌跡剖面示意圖井號位置坐 標造斜率176。井深mXYHXSTL01井口419513837599848112089著陸點419527337599839靶點419590237599819表32 設(shè)計井身軌跡基本數(shù)據(jù)“L型”井采用三開井身構(gòu)，目的層水平段采用裸眼完井的方式。下入深度約40m，注水泥全封固。（3）三開采用 的鉆頭進行鉆進，從增斜段到水平段鉆至靶點并延伸，完鉆。2）斜井段鉆井眼軌跡要求平滑，水平段井眼軌跡位于要求的靶區(qū)內(nèi)。3）完鉆后井隊工程師必須將全井（不超過10m一個點）的井斜角、全角變化率、井底水平位移等數(shù)據(jù)齊全、正確地填寫在井史上?！癓型”井水平段為生產(chǎn)層位，需要進行儲層保護，鉆井液體系須既可以實現(xiàn)安全鉆井的需要，又可以實現(xiàn)儲層的最有效保護。直井段選用鉀銨基聚合物鉆井液，造斜段至著陸點采用鉀基聚合物鉆井液，提高鉆井液密度，并通過封堵劑封堵地層的層理裂隙，有效防止地層垮塌，水平段采用鉀銨基鉆井液體系，提高鉆井液的穩(wěn)定性，嚴格控制鉆井液濾失量≤5ml。1）巖屑錄井非含煤地層2～4m撈取1包，含煤地層1～2m撈取1包，目的層井段每1m撈取1包。2）鉆時錄井鉆時錄井從見基巖開始每1m記錄1個鉆時點。3）簡易水文觀測全井鉆進過程中均應(yīng)做好簡易水文觀測記錄工作。4）循環(huán)觀察鉆遇目的層異常時，立即停鉆，循環(huán)觀察，加密測量鉆液密度、粘度，觀察氣顯示情況、鉆井液池面和體積變化。2）二開結(jié)束后，下入技術(shù)套管，固井封固地層，固井使用G級石油水泥，水泥返高至地面。固井結(jié)束侯凝24h后，試壓6MPa，視為合格。固井結(jié)束侯凝48h試壓，試壓12MPa，視為合格。表35 固井注水泥漿技術(shù)要求套管水泥規(guī)格水泥漿密度（g/cm3）水泥返高試壓（MPa）30min壓降（MPa）備注表層套管G級177。進出井場道路要能容納大型車輛進出，滿足特殊情形下人員的及時疏散和救援人員及車輛的及時到位；井場及道路的維護工作要及時和有效，在道路出現(xiàn)堵塞和雨雪因素無法正常使用時，道路維護單位要迅速進行強修，保證車輛的正常通行。鉆臺上下及井口周圍不得堆放易燃易爆物品及其它雜物。嚴禁攜帶煙草和點火物品進入井場、站場，嚴禁吸煙。開鉆前檢查、一開鉆進、二開鉆進、接單根、起下鉆、換鉆頭、鉆水泥塞、煤層鉆進等應(yīng)符合現(xiàn)行標準關(guān)于常規(guī)鉆進的安全技術(shù)要求。4 地面抽采系統(tǒng)設(shè)計 地面煤層氣抽采管路管徑的確定 根據(jù)“十二五”期間采動區(qū)地面鉆井抽采數(shù)據(jù)并結(jié)合以往經(jīng)驗，地面煤層氣抽采管的管徑按單井最大混合流量 22m3/min 進行管路計算。 地面煤層氣抽采設(shè)備的選型 根據(jù)地面煤層試驗的效果及目的，主要需要購置五類設(shè)備：安全監(jiān)控及控制設(shè)備、抽采基礎(chǔ)設(shè)備、抽采數(shù)據(jù)采集設(shè)備、消防設(shè)備及電源動力輔助設(shè)備。設(shè)備參數(shù)：雷電通流流量（In）：300(kA)；接地電阻要求：≤10Ω；抗風強度：≤40m/s；自身高度（h）：15m （2） 型防爆軸流通風機：在使用較為密閉泵房的情況下，軸流通風機能保證泵房的通風質(zhì)量。 （3）FDZB1 礦用風電甲烷閉鎖裝置：管道瓦斯?jié)舛鹊陀谝欢ㄖ禃r斷電停抽，其主要參數(shù)：防爆標志：Exd[ib]Ⅰ；電源：AC 660V/380V；開關(guān)量輸入信號制式：觸點式、電流型 0mA/5mA；檢測誤差：≤%；傳輸速率：600bps。適用管徑：15～160 mm；工作范圍：1～40 m3/h；輸入電壓：5～ 18 V DC；供水異常（斷電）信號：～7 mA；（適用水壓：～ MPa；水介質(zhì) PH 值： 6～8；防爆型式：礦用本質(zhì)安全型；防爆標志：ExibⅠ。5mA DC、無電位觸點；顯示方式：綠色燈為電源指示、紅色燈指示開停；真空泵異常停止工作時報警；防爆型式：礦用本質(zhì)安全型；防爆標志：ExibⅠ。測量介質(zhì)：空氣、甲烷；測量范圍：%CH4～100%CH4；基本測量誤差：相對誤差≤5%；檢測速度：≤30s；整機工作電壓：～；瓦斯?jié)舛龋?0%時報警；防爆型式：礦用本質(zhì)安全型；防爆標志：ExibⅠ； （7）KG9701A 型環(huán)境濃度傳感器：環(huán)境氣體中的瓦斯?jié)舛龋敲旱V預(yù)防瓦斯突出和瓦斯爆炸必不可少的測量儀器。%CH4； ~ %CH4 真值的177。%CH4；報警方式：間歇式聲光報警，≥85dB（聲強），能見度 20m（光強）；報警點范圍：～%連續(xù)可調(diào)；斷電點范圍：～%連續(xù)可調(diào)；整機工作電壓：+9~+24V DC；防爆型式：礦用本質(zhì)安全型；防爆標志：ExibⅠ。 （2）水環(huán)真空泵：由于采動井沒有達到集輸?shù)臈l件，設(shè)計采用真空泵抽采，真空泵是采動區(qū)抽采系統(tǒng)中的核心設(shè)備，直接影響抽采的強度和效率。 （3）氣水分離裝置：由于各傳感器的傳感頭對于水氣都有很強的敏感性，尤其是氧氣傳感器的顯示精度受水氣影響很大，因此必須在抽采管路