一种采煤工作面废弃油井影响区域硫化氢分级治理方法技术

本发明专利技术涉及一种采煤工作面废弃油井影响区域硫化氢分级治理方法，属于煤矿安全领域，包括：S1：在采煤工作面开采范围内划分废弃油井的安全风险等级；S2：根据废弃油井安全风险等级分类的不同，评估废弃油井影响区域硫化氢气体对采煤工作面的安全影响状态；S3：根据废弃油井安全风险等级分类及安全影响状态，确定拟采取的分级治理措施；S4：在采煤工作面开采范围内废弃油井影响区域施工探测钻孔测定硫化氢气体浓度，确定废弃油井影响范围；S5：在采煤工作面废弃油井影响范围内实施分级治理措施，进行效果评估；S6：根据废弃油井影响区域采煤工作面硫化氢实际涌出情况及效果评估结果，调整安全风险等级并补充对应的治理措施。

【技术实现步骤摘要】
一种采煤工作面废弃油井影响区域硫化氢分级治理方法
本专利技术属于煤矿安全领域，涉及一种采煤工作面废弃油井影响区域硫化氢分级治理方法。
技术介绍
由于地质构造等原因，在很多矿区，存在着煤炭、石油、天然气等资源共存的现象。随着煤炭、石油、天然气资源叠加开采矿区煤炭资源的开采，废弃油井引起的煤矿区煤层瓦斯和硫化氢灾害逐渐加剧。尤其是封堵不良废弃油井内积聚的瓦斯、硫化氢等有毒有害气体通过煤岩裂隙渗透到煤岩层中，在采动影响下大量逸散至采掘空间，给工作面开采及人员职业健康带来重大安全隐患。硫化氢是油气井田开采过程中存在的主要有毒有害气体，也是煤矿开采主要的有毒有害气体。针对煤矿硫化氢的严重危害，国内外探索了对煤矿硫化氢通风稀释、煤体抽放、喷洒碱性溶液以及煤体预注碱性吸收液等防治工艺技术研究。但是，关于资源叠加开采矿区因为废弃油井引起的矿井采掘工作面硫化氢涌出及治理方法国内外尚无案例可循。根据油井的完井方式、破坏形式以及与煤系地层的位置关系的不同，废弃油井内硫化氢等有毒有害气体对矿井采掘的影响也有较大差异，因此必须根据废弃油井对采掘工作面的安全影响风险等级的不同，针对性的采取相应的治理措施。查询已公布的相关专利，“采煤区的废弃油井分类方法”针对资源叠加开采矿区废弃油井的治理，提供了一种采煤区的废弃油井检测、分类和针对性处理方法；“采煤区的废弃油井治理方法”提供了一种采煤区废弃油井的井上和井下治理方法。已有专利中仅仅从地质的角度对废弃油井本身的治理进行了阐述，对于废弃油井影响区域采煤工作面硫化氢的治理，亟需提供一种分级治理方法，有效解决采煤工作面废弃油井影响区域硫化氢涌出治理问题，实现废弃油井影响区域采煤工作面硫化氢灾害的精准把控和精细化治理。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种采煤工作面废弃油井影响区域硫化氢分级治理方法，为煤矿井下废弃油井影响区域硫化氢灾害的防治提供理论依据，从而提高不同风险等级废弃油井影响区域采煤工作面硫化氢治理措施的针对性和治理效率，保障矿井采煤工作面遇废弃油井的安全开采等优点，解决了上述
技术介绍
中所提到的问题。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种采煤工作面废弃油井影响区域硫化氢分级治理方法，包括以下步骤：S1：划分安全风险等级：在采煤工作面开采范围内根据废弃油井对煤矿硫化氢涌出的主要影响因素划分废弃油井的安全风险等级；S2：评估安全影响状态：根据废弃油井安全风险等级分类的不同，评估废弃油井影响区域硫化氢气体对采煤工作面的安全影响状态；S3：确定治理措施：根据废弃油井安全风险等级分类及安全影响状态，确定拟采取的分级治理措施；S4：探测影响范围：在采煤工作面开采范围内废弃油井影响区域施工探测钻孔测定硫化氢气体浓度，确定废弃油井的影响范围；S5：治理措施实施及效果评估：根据废弃油井的安全风险等级分类、安全影响状态以及相应的影响范围，在采煤工作面废弃油井影响范围内实施分级治理措施，并进行效果评估；S6：调整风险等级并补充治理措施：根据废弃油井影响区域采煤工作面硫化氢实际涌出情况及效果评估结果，调整安全风险等级并补充对应的治理措施。进一步，步骤S1中，所述废弃油井对煤矿硫化氢涌出的主要影响因素包括废弃油井内有害气体的含量及预计涌出体积分数、含油地层与含煤地层之间的间距、含煤地层与含油地层层间干扰情况、废弃油井井内有无套管或者套管破损情况。进一步，步所述步骤S1中，所述油井的安全风险等级通过分析油井的完井资料、油井所在地质资料或实测油井内气体压力和气体含量参数，根据废弃油井对煤矿的主要影响因素划分为三级，其中：一级油井套管完好无破损或油井未施工至含油层即废弃，且预计影响区域煤层采动硫化氢涌出浓度小于6.6ppm、含油地层与含煤地层垂距≥100m；二级油井套管有破损且破损点在含煤地层20～100m范围内，或硫化氢预计涌出浓度在6.6～166ppm范围内，或含油地层与含煤地层垂距在20～100m；三级油井为裸眼井，或油井套管有破损且破损点在含煤地层垂距20m范围内，或硫化氢预计涌出浓度大于166ppm，或含油地层与含煤地层距离≤20m。更进一步，若油井的安全风险等级为一级，则油井对采煤工作面的影响为安全状态，采煤工作面开采范围内废弃油井影响区域硫化氢的治理采取正常通风安全技术措施；若油井的安全风险等级为二级，则油井对采煤工作面的影响为气体超标状态，采煤工作面开采范围内废弃油井影响区域硫化氢的治理采取地面封堵+井下常规性治理措施；若油井的安全风险等级为三级，则油井对采煤工作面的影响为影响较大状态，采煤工作面开采范围内废弃油井影响区域硫化氢的治理采取地面封堵+井下综合性治理措施。更进一步，所述地面封堵措施在采煤工作面推进至废弃油井影响区域前实施，并采用全钻孔水泥浆封堵，通过井口查找、开挖、透孔、水泥封堵和加压验封工程措施，完成废弃油井地面封堵治理工程，并根据要封堵废弃油井附近的煤田勘探资料确定废弃油井的封堵深度，要求最低封堵位置位于最下一层可采煤层底板以下100m。更进一步，所述井煤下常规性治理措施包括煤体喷洒碱性吸收液、采煤机中高压喷雾、回风巷中高压喷雾和通风稀释四种被动治理措施；所述井下综合性治理措施包括井下预注碱性吸收液和钻孔硫化氢抽采两种主动治理措施，以及煤体喷洒碱性吸收液、采煤机中高压喷雾、回风巷中高压喷雾、通风稀释四种被动治理措施。进一步，所述步骤S4中，所述探测钻孔沿采煤工作面进风巷或回风巷从油井中心对应位置向走向两侧布置，钻孔布置间距10～15m，钻孔孔径φ75mm～φ133mm，钻孔终孔点与废弃油井中心点在走向上位置齐平，钻孔施工完成后立即进行封堵并预留检测管，待孔内气体逸散平衡后再进行现场取样测试或地面气样分析，根据探测钻孔硫化氢气体浓度测定结果及其沿两侧的浓度变化规律，确定废弃油井的影响范围。进一步，所述步骤S5中，工作面效果评估方法及评估指标为：煤层预注碱性吸收液硫化氢吸收率≥60％，或硫化氢预抽率≥60％；采煤机中高压喷雾硫化氢降低效率≥70％，且工作面下风流采动硫化氢涌出浓度降低70％以上；回风巷中高压喷雾、通风稀释以后硫化氢浓度降低至6.6ppm以下。进一步，所述采煤工作面上隅角、回风巷均设有测量甲烷、一氧化碳、硫化氢和氧气的气体浓度传感器，随时监测气体涌出情况。进一步，步骤S6中，当采煤工作面回采期间硫化氢气体涌出浓度超过当前风险等级指标时，则相应提高风险等级并采取对应等级的治理措施。进一步，在采煤工作面回采期间，还采取人工检测硫化氢气体涌出浓度、降低割煤机割煤速度和加强个体防护三种组织管理措施。本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过对采煤工作面废弃油井进行风险等级分类，可以确定废弃油井影响区域硫化氢气体对采煤工作面的安全影响状态，并针对性的采取分级治理措施，实现了采煤工作面废弃油井影响区域硫化氢灾害的分级治理，提高了采煤工作面废弃油井影响区域硫化氢治理的针对性和高效性，有利于对废弃油井影响区域采本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采煤工作面废弃油井影响区域硫化氢分级治理方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1：划分安全风险等级：在采煤工作面开采范围内根据废弃油井对煤矿硫化氢涌出的主要影响因素划分废弃油井的安全风险等级；/nS2：评估安全影响状态：根据废弃油井安全风险等级分类的不同，评估废弃油井影响区域硫化氢气体对采煤工作面的安全影响状态；/nS3：确定治理措施：根据废弃油井安全风险等级分类及安全影响状态，确定拟采取的分级治理措施；/nS4：探测影响范围：在采煤工作面开采范围内废弃油井影响区域施工探测钻孔测定硫化氢气体浓度，确定废弃油井的影响范围；/nS5：治理措施实施及效果评估：根据废弃油井的安全风险等级分类、安全影响状态以及相应的影响范围，在采煤工作面废弃油井影响范围内实施分级治理措施，并进行效果评估；/nS6：调整风险等级并补充治理措施：根据废弃油井影响区域采煤工作面硫化氢实际涌出情况及效果评估结果，调整安全风险等级并补充对应的治理措施。/n

【技术特征摘要】
1.一种采煤工作面废弃油井影响区域硫化氢分级治理方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：划分安全风险等级：在采煤工作面开采范围内根据废弃油井对煤矿硫化氢涌出的主要影响因素划分废弃油井的安全风险等级；
S2：评估安全影响状态：根据废弃油井安全风险等级分类的不同，评估废弃油井影响区域硫化氢气体对采煤工作面的安全影响状态；
S3：确定治理措施：根据废弃油井安全风险等级分类及安全影响状态，确定拟采取的分级治理措施；
S4：探测影响范围：在采煤工作面开采范围内废弃油井影响区域施工探测钻孔测定硫化氢气体浓度，确定废弃油井的影响范围；
S5：治理措施实施及效果评估：根据废弃油井的安全风险等级分类、安全影响状态以及相应的影响范围，在采煤工作面废弃油井影响范围内实施分级治理措施，并进行效果评估；
S6：调整风险等级并补充治理措施：根据废弃油井影响区域采煤工作面硫化氢实际涌出情况及效果评估结果，调整安全风险等级并补充对应的治理措施。


2.根据权利要求1所述的采煤工作面废弃油井影响区域硫化氢分级治理方法，其特征在于：步骤S1中，所述废弃油井对煤矿硫化氢涌出的主要影响因素包括废弃油井内有害气体的含量及预计涌出体积分数、含油地层与含煤地层之间的间距、含煤地层与含油地层层间干扰情况、废弃油井井内有无套管或者套管破损情况。


3.根据权利要求1所述的采煤工作面废弃油井影响区域硫化氢分级治理方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述油井的安全风险等级通过分析油井的完井资料、油井所在地质资料或实测油井内气体压力和气体含量参数，根据废弃油井对煤矿的主要影响因素划分为三级，其中：
一级油井套管完好无破损或油井未施工至含油层即废弃，且预计影响区域煤层采动硫化氢涌出浓度小于6.6ppm、含油地层与含煤地层垂距≥100m；
二级油井套管有破损且破损点在含煤地层20～100m范围内，或硫化氢预计涌出浓度在6.6～166ppm范围内，或含油地层与含煤地层垂距在20～100m；
三级油井为裸眼井，或油井套管有破损且破损点在含煤地层垂距20m范围内，或硫化氢预计涌出浓度大于166ppm，或含油地层与含煤地层距离≤20m。


4.根据权利要求3所述的采煤工作面废弃油井影响区域硫化氢分级治理方法，其特征在于：若油井的安全风险等级为一级，则油井对采煤工作面的影响为安全状态，采煤工作面开采范围内废弃油井影响区域硫化氢的治理采取正常通风安全技术措施；
若油井的安全风险等级为二级，则油井对采煤工作面的影响为气体超标状态，采煤工作面开采范围内废弃油井影响区域硫化氢的治理采取地面封堵+井下常规性治理措施；
若油井的安...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振，马兴华，尤文顺，黄光利，马灵军，程建圣，刘忠全，孙炳兴，黄相明，李大勇，周廷扬，孙小平，周东，刘俊，徐宁武，彦鹏，马智勇，陶恩生，程波，徐腾飞，朱海龙，张锋，冉庆雷，何云文，向衍斌，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，国家能源集团宁夏煤业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50