煤炭论文指导

煤矿安全管理问题及对策论文

在日复一日的学习、工作生活中，许多人都写过论文吧，论文是对某些学术问题进行研究的手段。那么问题来了，到底应如何写一篇优秀的论文呢？以下是我帮大家整理的煤矿安全管理问题及对策论文，欢迎大家分享。

摘要 ：

山西省是中国的煤炭产业大省，分析山西省煤炭产业安全现状，着重探讨山西省煤炭安全生产管理中存在的问题及原因，并据此提出提高生产安全管理水平的对策，以期使煤炭产业朝着更好的方向发展。

关键词：

煤炭安全管理；安全生产；解决对策

引言

山西省煤炭储量很丰富，为了适应经济发展的需要，对煤炭的开采在不断扩大，这在很大程度上对山西省的经济发展起到极大的推动作用。但是受山西省地质结构等影响，要更多的注意煤炭安全开采工作，在发展煤炭产业时，做好煤炭安全管理工作是保证煤炭产业正常发展的必要前提。尽管现在引入了一些新技术，但是开采煤矿本来就是一件充满危险的工作，矿底的情况充满了不确定性，因此就更要重视煤矿开采的安全问题。煤炭产业要想发展，就必须做好相应的防护措施，最大限度地减少意外事故的发生。本文针对当前山西省煤炭产业安全管理工作的现状进行分析，并且对加强煤炭产业安全管理工作提出了一些建议，希望能够对增强煤炭安全管理工作起到一定作用。

一、山西省煤炭产业安全现状分析

山西省的很多煤矿都是在地下作业，加上地形的影响，瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出、冲击地压和顶板事故等频发，而且毫无节制的开采导致开采条件更加复杂化，也带来更多的安全问题。山西煤矿生产管理主要表现在以下方面：a)煤矿周围自然环境差，地质结构复杂，这就容易造成灾害；b)矿井数量很多，但各自开采，导致矿井林立，生产能力分散且低下，对于煤炭资源的浪费严重；c)受山西省经济发展限制，机器比较落后，机械化程度低且安全设施并不合理；d)参与煤矿开采的工人都是一些没有专业知识的劳动者，综合素质差。山西省很多煤矿安全管理工作都是通过工作人员的主观意志和经验进行管理，这种方式很容易受到管理者的自我心理因素的影响，不利于煤炭安全管理工作的落实[1-2]。

二、山西省煤炭安全生产管理中存在的问题及原因

煤炭开采是一项高危作业，在煤炭产业的发展中，总是受到很多因素的制约，如设备落后、地质条件影响等都不利于煤炭产业的发展，同时也容易引发安全管理工作中的问题。

煤炭安全管理技术落后

因为煤矿产业是一个很庞大的产业，但是在山西省的很多地方对煤矿安全管理工作还是停留在20世纪的生产总承包制，没有形成多元的企业结构，没有广泛地使用高新技术，依然保留着传统的、以生产经营成本管理为核心的方式，同时煤炭安全管理工作没有形成逐层负责的机制，这就在整体上使山西省的煤矿安全管理技术水平落后。

开采煤矿存在的安全隐患

山西省目前煤炭生产方面缺少专业的人员指导，因为山西煤炭资源丰富，但是大多煤矿都是私人产业，由于经营者对于煤炭的了解并不是很多，很多工人都是外地来的打工者，他们在工作前都没有进行详细的员工培训，这样就很容易导致事故发生。同时，因为煤矿工人的上班时间远远超出了正常的工作时间，平均时间都在10h～14h，在长时间的黑暗中工作并且没有得到足够的休息，极易发生意外事故[3]。

缺乏有效的安全监管

中国对煤炭工业安全监管的基本机构是国家煤矿安全监察局及以下的各省煤炭安全监察局，但是，各省内的煤炭安全管理监察体系就没有那么详细了。山西省内因为从事煤炭方面的工作者数量很多，并没有全面的煤炭安全管理监察体系，这就导致山西省内的煤炭安全管理监察工作不完善。同时，在山西省很多煤矿企业内部并没有达到国家对煤炭安全管理监察的标准，不能做到对于煤矿危险源的监控动态化、系统化，导致监察工作不能很好的落实。

灾害的认识及防范措施不足

近年，国家加大了对煤炭产业的管理和监督力度，注重对煤矿生产和经营者的安全管理培训，煤矿工作人员及管理者的素质都有了很大提升。由于近年开采煤矿的数量增多，但对地质资料不了解，使得开采难度增大了很多。同时，过分重视生产而忽视安全工作，导致发生地表坍塌、人员伤亡、瓦斯爆炸事故，这些事故都证明了山西省目前煤炭安全管理工作并不健全[4]。

三、对策分析

建立煤矿生产过程人员管理电子监控系统

煤矿作业是一个很危险的工作，难免会有意外事故的发生。在一些矿井中，会存在隐瞒不报的问题，针对这种情况，需要煤炭安全管理部门提高现有的技术管理手段，改变传统的监督、监察方法，加强对矿下工作人员的监测，同时重视工作人员的`考勤系统，确保能够及时了解矿下工作人员的安全情况。同时，可以安装RFID射频识别系统，加强对人、车、物等信息数据的采集，更好地监测矿井情况，引进新的技术尽可能做到对于矿下工作人员的安全管理。

引进新技术重视管理

不论何种行业，安全生产都是第一位，尤其在煤炭开采工作中，更要重视从业人员的专业技能、安全观念、最长工作时间、最低薪酬标准等。在矿下工作，要做到人与机器的有效配合才能达到更好的工作效率。要想安全管理工作能够更好地实施，就需要加强操作人员作业的可靠性及机器的稳定性。同时，也要做到安全的物流管理，及时传递生产工序中的安全物品，从而降低事故发生频率，更好地促进安全生产管理工作。

应用信息技术远程实时监测危险源

为了更好地达到对煤矿生产安全管理工作的监管，就需要合理运用传感器，在生产过程中可以及时收集数据信息，通过网络及时传送到煤炭安全管理中心，达到远程监控的目的。同时，也要设计好传感器的灵敏度，做到提前预警，从而减少事故发生的频率[5]。

加快资源整合

山西省煤矿众多，这就吸引了很多投资商去开采煤矿，但是为了更好地保证煤矿开采的安全管理工作，需要对众多小煤矿进行资源整合：清理越层开采的小煤窑，严厉打击非法开采的小煤矿，大力惩治非法开采者。采取一系列强有力的整治措施能在很大程度上促进山西省煤矿资源整合，减少资源浪费的同时做到安全管理。为了实现更快的资源整合、提高煤炭安全管理水平，应该关停不合法的小煤矿，同时加强大煤矿的国有化控制，淘汰落后的生产企业，从根本上提高山西省的煤炭安全生产条件[6]。

四、结语

煤矿生产是一项复杂而有长久的工程，煤矿安全生产是国家安全生产的重要组成部分，是实现煤矿企业持续、稳定、健康发展的重要保证。山西省作为中国的煤炭大省，在煤炭生产的安全管理工作中还存在很多问题，因此，要尽可能提高山西省煤炭安全管理工作。

参考文献：

［1］吴晓煜，付建华，梁嘉琨，等.煤矿安全管理与监察工作指导［M］.北京：煤炭工业出版社，2002.

［2］苏曾庆.煤矿安全信息管理系统的建立［J］.科技情报开发与经济，2002，12(4)：182-183.

［3］汪元辉.安全系统工程［M］.天津：天津大学出版社，1999.

［4］付飞.煤炭安全管理中的问题及分析对策［J］.能源与节能，2017(3)：11-12.

［5］陈伟伟，梁钊.煤矿安全培训存在的问题与对策分析［J］.中小企业管理与科技旬刊，2013(3)：112-113.

［6］姜兴国，孙磊，刘景波.煤矿企业安全培训存在的问题与对策［J］.煤炭技术，2006，25(2)：142-143.

摘要 :

煤矿安全生产是煤矿企业的生命线，煤矿行业因其生产环节以及生产环境的特殊性，安全管理更显的尤为重要，唯有完善好煤矿安全技术管理机制，才能促进煤矿安全生产工作的长久持续健康发展，为煤矿安全生产创造更高的经济效益，产生更好的社会效益。立足于当前我国煤矿安全生产工作实际，表明了重视煤矿安全生产管理工作的意义所在，分析总结了我国煤矿安全生产管理中存在的一系列问题，并针对存在的问题提出了一系列解决措施，从而促进煤矿行业更好更快的安全发展。希望可以给相关人员提供一些思考和借鉴。

关键词 :

煤矿;安全生产;技术管理;问题;解决对策

引言

煤矿安全生产涉及的范围相对广泛，社会的影响性相对较大，因此，煤矿安全技术管理工作一旦做不到位，会产生较大的消极影响，一方面会损坏煤矿企业的经济利益;另一方面会导致一系列的社会矛盾，小到煤矿企业，大到社会，都造成一定的威胁。煤矿安全是煤矿生产的前提和保障，更是促进煤矿行业快速发展的重要基石。煤矿行业一般都作业于安全隐患较多、危险系数较高的环境中，因此，进行科学完善的煤矿安全技术管理不仅是保护人身安全的需要，更是有效提高煤矿安全生产效益的重要保障。

一、煤矿安全技术管理存在的问题

煤矿工人的综合素质低下，威胁安全生产

当前，我国煤矿企业也正在进行各种改革，用人体制也呈现出多样化的形式。这样的变化一方面给企业带来一定的好处，降低了企业的生产成本，但是另一方面却给煤矿企业的安全生产工作带来威胁。煤矿企业的合同制临时性工人的增多，不仅加大了安全管理的难度，而且由于临时性的煤矿工人多来自不同地区的打工人员，文化水平相对较低，思想观念相对落后，存在着较强的临时雇佣观念，缺乏安全生产的责任意识，安全生产的知识和安全生产的意识都比较薄弱，对煤矿的安全生产是一个极大的威胁。与此同时，煤矿管理人员大多来源于煤矿中吃苦耐劳的生产先进者，对煤矿安全生产工作存在科学性的认知，甚至存在着煤矿出煤免不了违章的错误思想。根据调查数据显示，我国60%的煤矿事故都源于违章操作，对安全生产是一个极大的阻碍。

过分重视生产产量，忽视安全生产规程

煤炭行业的市场化竞争越来越激烈的形势导致很多煤矿企业的管理人员在煤矿生产过程中过分重视煤炭生产的产量，忽视安全生产规程，没有加强对安全生产工作的管理，更没有正确的引导企业的煤矿工人严格遵守安全生产的规章制度和生产流程。尤其是在生产过程中，煤矿生产和煤矿安全发生冲突的时候，很多煤矿企业的管理人员并不能坚持安全第一，生产第二的原则，而是将煤矿生产的产量看的更加重要，认为煤炭生产的产量是提高企业经济效益的关键，产量是硬标准，质量是次标准，安全是软标准。尽管很多煤矿企业在生产过程中贯彻落实了安全风险抵押制度，但是实施的力度还比较小，甚至只停留在表层。在生产作业规程学习的环节，甚至很多安全生产技术管理人员只是象征性的读一读，并没有真正的深入到生产人员的思想中。

欠缺安全管理机构，安全管理力量薄弱

当前，很多煤矿企业为了降低企业的生产成本，提升企业的经济效益，将以往存在的很多安全管理机构当作不必要的部门就行撤销或者合并。煤矿企业的安全管理人员大幅度的减少，这就更加使得安全生产的管理力量更加薄弱。与此同时，煤矿企业中现存的安全管理人员也存在身兼数职的情况，不仅是安监人员，又是瓦检人员，致使安全管理人员对自己的工作职责难以明晰，很难做到监管到位，对煤矿生产造成一定的生产隐患。另一方面，很多政府部门派驻的安全管理人员最终被依附于企业的合并科室里，在职责履行的过程中，存在很多的阻碍和束缚，很难最大限度的发挥职责与权力。

安全生产投足力度不足

我国的煤炭企业存在着普遍的问题就是安全生产的投入力度明显不足，这就使得大部分的煤炭企业都面临着煤矿安全生产的被动局面。具体分析原因:①很多煤炭企业的负责人只是注重煤炭生产的产量，加班加点进行煤炭生产，致使煤炭生产的机器设备老化陈旧，机械安全生产事故频发。②当前煤矿市场并不十分景气，煤炭供大于求，煤炭产业的经济效益并不乐观，资金周转不开，使得安全生产的周转资金减少，煤炭企业没有能力进行安全设备的维护与更新，大大增加了安全事故隐患的几率。与此同时，安全生产培训工作和管理工作都需要大量的资金，甚至招聘人员都更侧重于廉价的劳动力，却忽视了文化素质水平的高低也是影响安全生产管理工作的重要因素。

二、煤矿安全技术管理的解决对策

贯彻落实法律法规，强制安全生产管理

我国针对煤矿安全技术管理工作出台了多项明确的法律法规，比如《矿山安全法》《煤矿安全规程》等等。这一系列的法律法规呈现表明我国的煤矿安全生产技术管理已经上升到了法律法规的强制层面。煤矿企业应该以此为起点，严格落实法律法规的相关规定，借助法律的力量，强化企业内的安全生产工作力度，依法对煤矿安全生产进行有效的监督和管理。同时，要在企业内部深入宣传法律法规的内容，树立煤矿生产人员的法律意识和法律观念。另一方面，企业的相关部门要依照国家法律法规的相关要求，不断完善企业内部安全生产管理的制度，做到有法可依，有法必依，违法必究，不断对煤矿安全生产工作进行整顿。

加强安全生产监管力度，落实安全生产责任制度

我国的煤炭企业伴随着社会主义市场经济的发展开始逐步由单一生产到多种经营。提高经济效益不能要依靠生产产量，更要注重安全生产。因此，煤矿安全技术管理工作更要不断的推进，加大安全生产的监管力度，由过去的软指标慢慢变成硬性指标考核的一部分，将安全生产考核作为一个重要的工作去抓，从根本上保障企业的经济增长力度。与此同时，企业内部应该建立健全安全生产工作责任制，做到责任到人，人人有责。将安全生产管理的理念深入到每一个员工的心里，营造一个安全生产技术管理的责任制氛围，最大限度的减少安全事故的发生。

提高企业职工的综合素质，完善安全生产设施设备

煤矿职工是煤矿安全生产工作的主体，提高煤矿职工的综合素质有助于减少安全生产事故的隐患。企业应该不断对用工制度进行合理的配置，对煤矿工人进行定期和不定期的培训和教育，加大安全生产的责任意识宣传，同时，应该加大资金的投入，引进先进的安全生产设施设备，在煤矿企业高产高效生产的同时，可以大大降低因为人为因素造成的安全事故，保障安全生产的顺利持续进行。

三、结语

伴随着社会主义市场经济的不断推进，煤矿行业更是国家深化经济改革的重要领域，国家对煤矿行业更是提出了“安全生产是第一位”的政策方针。煤矿安全技术管理工作的完善更是企业发展、社会进步的重要标志，因此，大力完善煤矿安全技术管理工作具有重要的现实意义。

参考文献:

［1］李石新，王文涛，肖石英．中国煤炭企业安全现状及其影响因素分析［J］．长沙理工大学学报(社会科学版)，2011(6)．

［2］张志呈，李春晓．我国煤矿事故多发性和实现本质安全管理的研究［J］．西南科技大学学报(哲学社会科学版)，2013(1)．

［3］刘文俊，周志强，李石新．煤矿企业员工行为对安全生产的影响及安全文化构建［J］．中国安全科学学报，2012(1)．

［4］吴平德，陈建国．建立长效安全教育培训机制实现安全生产［G］//中国煤炭学会煤矿安全专业委员会2004年学术年会论文集，2004．

［5］周小燕．职业健康与安全管理体系的培训、危险源辨识和绩效测量规范运行研究［D］．成都:四川大学，2006．

摘要：

文章主要针对我国煤矿安全管理存在的问题及对策展开研究。首先，对安全管理的概念进行界定。其次，提出我国煤矿安全管理存在的主要问题。最后，提出相关对策。希望通过文章的研究可以进一步丰富相关的理论及实践研究，不断提高煤矿的安全管理质量。

关键词：

煤矿；安全管理；培训；设备；作业人员

中国煤炭资源丰富，是世界煤炭资源最为丰富的国家。过去很长一段时间以来，我国煤矿安全事故频发，给人民和国家造成了不可挽回的生命财产损失，对人民的生活、国内的安定团结、我国的国际形象均造成了严重影响。而国内近年来关于煤矿安全管理的研究从未中断，呈现出百家争鸣的状态。基于此种情况，我们有必要对该论题进行更加深入的研究，更深刻的发现煤矿安全管理存在的问题，提出相应对策，进而通过有效的安全管理手段让煤矿安全事故消弭于无形。

一、安全管理的概念界定

何谓安全管理呢？樊亚静（2015）在《某基层储备仓库仓储安全管理研究》中指出：“安全管理是人类在各种生产活动中，按照科学所揭示的客观规律，对生产活动中的安全问题进行计划、组织、指挥、控制和协调等一系列活动的总称。”对于这种概念界定作者较为认同。为了对安全管理更好的进行理解，我们可以将安全管理的概念简化为：为防止出现安全事故而实施的一系列管理手段。

二、我国煤矿安全管理存在的主要问题

我国煤矿安全事故频发主要是安全管理存在问题。那么，我国的煤矿安全管理究竟存在哪些问题，下面，作者简要论述如下：

管理的体制与机制存在不协调

新中国建立之后，我国安全生产管理体制始终呈现出不断变化的状态，一直以来并未形成较为系统、稳定的安全生产管理体制与机制，安全生产管理体制与机制之间也存在不协调的局面。以山西省为例，山西省在煤矿安全管理方面也存在体制与机制不协调的情况，主要体现在如下几个方面：

（1）多个部门同时管理一个煤矿，但是这些部门均缺乏足够的权力。很多地方部门只是在一味应付上级部门的检查，而对于煤矿的安全管理却未做出足够努力。

（2）煤矿管理部门的管理职能存在交叉，且各个管理部门之间的协调力度也相对不够，造成了安全管理出现混乱。

煤矿作业设备存在不安全因素

对于一个煤矿来说，安全生产应始终放在第一位。从近年来所发生的煤矿安全事故中我们明显可以看出，很多煤矿安全事故的发生均是因为相关作业设备存在不安全因素所造成的。例如，煤矿在引进新设备时，新设备的质量存在问题，这种情况的存在也很容易引发安全事故的发生。还有一部分煤矿作业设备由于年久失修，也存在安全隐患。如果相关人员对这些设备未及时进行检查和修理，也很容易造成安全事故的发生。

煤矿缺乏健全的安全管理体制

目前，我国存在很多小煤矿，这些小煤矿在安全管理体制方面的建设较为欠缺。由于缺乏完善的安全管理体制，因此，也很容易造成煤矿安全事故的发生。即使是一些大型煤矿在安全管理体制方面也并不是那么完善。在具体的工作实践中发现，虽然很多煤矿均建立了系统的安全管理体制，形成了较为完善的安全管理制度，但是在具体的工作实践中却并未有效执行。一旦发生事故才会真正重视起来。这种情况目前也普遍存在。

对煤矿作业人员缺乏专业培训

除了上述几点之外，还有部分煤矿并未对煤矿作业人员进行专业培训。没有受过专业培训的工作人员，下井之后很容易会做出某种不安全行为，威胁煤矿安全生产。这种情况在大型煤矿中存在的较少，对于一些小煤矿来说则体现的较为明显。为提高煤矿的安全生产质量，尽可能杜绝煤矿安全事故的发生，煤矿必须要加强对作业人员的专业培训，提高作业人员的专业素养。

三、提高煤矿安全管理质量的相关对策

存在问题必须要及时有效予以解决。为有效解决我国煤矿安全管理过程当中存在的诸多问题，特提出如下对策：

协调安全管理体制与机制

为进一步做好煤矿安全管理工作，必须要协调安全生产管理体制与机制。具体可以从以下几个方面入手：

（1）将煤矿管理权赋予特定部门，打破多个部门对同一煤矿进行管理的格局。除此之外，还应赋予该管理部门足够的权力，便于该部门对煤矿安全进行更加有效的管理。

（2）建立监察部门，对煤矿安全管理进行定期抽查和长期监督，一旦发现煤矿安全管理存在问题，必须要对煤矿及相关管理部门进行追责。这样的做法对于促进煤矿安全管理质量的提高来说是非常重要的，它有利于煤矿安全生产管理体制与机制的进一步协调。

对煤矿作业设备进行管理

煤矿作业设备存在安全隐患是造成安全事故发生的重要因素。基于此种情况，煤矿在引进新设备时，相关部门必须要对其质量进行严格的检验，一旦发现引进设备出现问题必须要及时予以更换，并严格禁止这样的设备投入生产。除此之外，煤矿还应该安排专门人员对作业设备进行定期或不定期的检查，一旦发现作业设备存在安全隐患，必须要予以及时修理或更换，从而更好地保障煤矿的安全生产。

健全煤矿的安全管理体制

为了更好地保证安全生产，煤矿必须要建立健全安全管理体制。安全管理体制建立之后，还需要经过实践的检验，一旦发现相关安全管理体制存在欠缺，必须要及时予以调整和完善。尤其是一些小煤矿，相关管理部门必须要帮助其建立完善的安全管理体制。除此之外，煤矿安全管理体制建立之后，相关部门还应该定期或不定期的对其进行检查，检查煤矿是否有严格遵循安全管理制度。这样的做法可以帮助煤矿进一步完善安全管理体制，进而用体制促进安全，实现煤矿的安全生产管理。

加强煤矿作业人员的培训

为有效杜绝煤矿安全事故的发生，煤矿在工作人员上岗之前必须要对其进行严格的上岗培训。培训考核通过之后方能正式上岗。除此之外，在日常的工作之余，还应该积极组织相关工作人员进行专业培训。具体可以采用如下几种形式：

（1）指派本煤矿内资深的老员工对大家进行专业培训，传授实践操作中的具体安全工作经验。

（2）从外部聘请专家对本煤矿的作业人员进行专业培训，从而不断提高其安全操作技能和安全意识。

四、结束语

煤矿安全管理是一个系统工程。事实上，除了上述几点之外，我国煤矿安全管理存在的问题还有很多，在此不做一一赘述。希望文章的写作可以充分引起煤矿安全管理部门及相关工作人员的重视，有效进行煤矿安全管理，进而有效杜绝煤矿安全事故的发生。它不仅关乎到煤矿的安全生产，更关乎整个社会的和谐、稳定发展。

参考文献

[1]樊亚静.某基层储备仓库仓储安全管理研究[D].北京交通大学，2015.

[2]李俊.煤矿安全管理要素探讨[J].中国安全生产科学技术，2011（2）.

[3]汪永芝，吴健斌.浅析煤矿安全管理存在问题及应对策略[J].煤炭工程，2011（5）.

[4]林杨.煤矿安全管理存在的难点问题及对策探讨[J].安全与健康，2010（3）.

浅析煤矿安全心理的科学应用 10-23 我国矿山救护现状 05-13 影响煤矿救护队救灾效果的因素与救灾效果评价 05-13 对救护队自身伤亡事故的探讨 05-13 对煤矿灾害事故初期救灾工作的探讨 05-13 解决小煤矿矿山救护工作的实践与思考 05-13 安林煤矿瓦斯地质规律探讨 05-13 “数字煤矿安全”广域网络系统在地方煤矿安全生产中的应用浅析 05-13 工作面老顶初次垮落机理的探讨 05-13 煤矿生产安全评价系统在安全管理中的应用 05-13 浅析煤矿安全心理的科学应用 05-13 国外非煤矿山粉尘危害控制技术的发展趋势 05-13 论冒顶事故原因与对策 05-13 现代化矿井采掘防尘技术的研究与应用 05-13 矿压显现对工作面瓦斯涌出规律影响分析 05-13 浅谈处理瓦斯爆炸事故时的技术要点的难点 05-13 当前煤矿安全监察中存在问题的探讨 05-13 浅谈煤矿井下粉尘的治理 05-13 煤矿企业事故应急救援预案的编制与应用 05-13 浅论事故预防的侧重点

翟雨阳1 胡爱梅1 王芝银2 段品佳2 张冬玲3

基金项目:“十一五”国家科技重大专项项目38——煤层气排采工艺及数值模拟技术(2009ZX05038)资助。

作者简介:翟雨阳,男,1973年生,博士,主要从事常规油气、煤层气排采及数值模拟研究工作,通讯地址:北京市海淀区地锦路5号中关村环保科技示范园7号楼,E-mail:

(1.中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司 北京 1000952.中国石油大学城市油气输配技术北京市重点实验室 北京 1022493.中石油煤层气有限责任公司 北京 100028)

摘要:韩城地区煤层属低渗透率煤层气藏,且地质条件复杂,煤岩结构及力学性能差。在煤层气开采初期,井筒内的液柱重力在井底流压中占很大的比例,而井底流压与井周煤岩的应力状态变化规律密切相关。排采降压过程中,过小的动液面高度使煤层处于进一步压密状态,并导致渗透率降低,而过大的动液面高度使井底压力过大进而引起井周岩石产生较大软化破碎区,形成煤粉堵塞渗流通道。因此,研究煤层气动液面高度的合理区间及降低速率对开采过程中有效保持井周应力的合理分布,维持或提高储层渗透率,具有十分重要的意义。本文以韩城示范区为例,利用韩城3#,5#煤层的岩石力学试验,分析了煤岩应力状态与渗透率的关系,通过井周弹塑性应力分析,建立了不同应力状态下保持或提高绝对渗透性的合理动液面高度区间和降低速率。利用所建立的模型对韩城地区WL1,WL2井组进行计算分析,获得了韩城煤层气井开采过程中动液面高度的合理变化区间和排采速率的合理值。本论文研究成果为韩城煤层气井排采强度定量化控制提供了重要的指导意义和借鉴方法。

关键词:煤岩 应力 动液面 渗透率 排采速率

Discussion on Control Method to Reasonable Height of Dynamic Liquid Level for CBM Well

ZHAI Yuyang1, HU Aimei1, WANG Zhiyin2, DUAN Pi njia2, ZHANG Dongling3

( United Coalbed Methane National Engineering Research Center .; KeyLaboratory of Urban Oil and Gas Distribution Technology, China University of Petroleum, Beijing 102249, China; CBM Company Limited, Beijing, 100028, China)

Abstract: In China, Coal is of low permeability, complex geological conditions, and weak petrographical structure and mechanical the initial stage of the recovery, the gravity of the liquid column takes a large proportion in bottom-hole pressure (BHP), and the stress state of surrounding rock are closely related with , in the process of recovery, too small height of the dynamic liquid level makes coal seam be further compacted and leads to permeability reducing; reversely, too much height of dynamic liquid level easily causes BHP too large and induces the surrounding rock breaking in soften, and produces the coal powder and blocks the seepage , the study on the rational range of dynamic liquid level and the reducing rate have the vital significance to effectively maintain the reasonable distribution of stress state of surrounding rock and increase reservoir on the 3#, 5# coal rock mechanical experiments in Han-cheng, this paper analyses the relationship of the stress state and permeability of coal the elastic-plastic stress analysis to the surrounding rock of well, the mathematical model is established, which is about the reasonable range and depres- surization rate of dynamic liquid level to maintain and improve the absolutely established models are applied to calculate and analyze the field data of WL1 and WL2 Wells in . the reasonable variations of dynamic liquid level are researching results provide important instructions and refer- ences to the reasonable recovery control of the coal bed methane in Han-cheng.

Keywords: coal rock; stress; dynamic liquid level; permeability; depressurization rate

引言

煤层气作为非常规能源,对其有效的开采不但可以缓解我国能源短缺的问题,还可以提高煤炭资源的开采效益,并且能够减少对环境(温室效应)的影响。煤层气的有效开采受多种因素的影响,如地质构造特征、煤岩结构、煤阶、渗透率、含气量、解吸吸附特征和开采工艺等[1~5]。因此,煤层气的开采与常规油气开采相比既有相似之处,同时又存在着较大的差异。其中,应力敏感性问题在煤层气工程中表现的尤为显著[6~7]。煤岩储层的渗流能力受孔隙压力变化、煤层气解吸引起的基质收缩作用和滑脱效应的综合影响[8~10]。加载速率和加载方式的不同对煤岩的力学特性和破坏特征有较大的影响,如果加载速率较快,煤岩将呈脆性粉碎性破坏,抗压强度略有提高;相反若加载速率较低,则煤岩抗压强度偏低,延性增大。在煤层气工程实际中,煤岩结构复杂,裂隙(面割理和端割理)十分发育,随着排采的进行煤岩的应力状态将不断发生变化,导致煤岩的裂隙开始发生闭合,然后产生开裂,最终会发生破碎的过程,进而引起储层的渗流系统发生改变,而排采过程中渗透率的变化规律决定着煤层气是否能够高效的开采[1~2]。目前国内外煤层气行业在制定排采工作制度方面主要依靠经验及井筒液面变化来定性确定,这往往导致排采制度不合理,对储层造成伤害,影响开发效益。本文探讨如何通过排采过程中控制煤层气井的合理动液面高度变化规律提高煤层气效益,为煤层气排采强度定量控制提供了科学的理论依据。

1 韩城地区煤岩物理力学特性

试验测试

煤岩力学特性是反映和研究储层力学行为和应力敏感性的基础数据。利用RW-2000岩石三轴压缩试验机对高径比为2:1的煤岩心试件进行实验,测定了韩城3#,5#和11#煤岩的抗压强度和抗拉强度等参数。其中,抗压强度、弹性模量、泊松比由单轴压缩试验测得;抗拉强度由劈裂试验测得;内摩擦角、粘聚力、残余粘聚力和残余内摩擦角通过三轴压缩强度试验获得,试验结果见表1和表2。

表1 韩城煤岩单轴抗压抗拉强度及变形参数

表2 韩城煤岩三轴抗压强度试验结果

由表1和表2中的实验测试资料可见,韩城煤岩力学特性较差,抗压强度均在10MPa以下。三类煤岩比较而言,3#和5#煤的物理力学特性要比11#煤强,11#煤的残余强度非常低。因此,在煤层气工程中必须注意煤岩力学特性对排采强度控制的影响。

煤岩应力状态影响渗透率变化机理

基于对韩城主力产气煤层煤岩(3#,5#和11#煤)进行的室内试验和应力应变全曲线下煤岩应力状态对渗流能力影响关系研究表明,煤岩的绝对渗透率在初始弹性变形阶段是随有效应力的增加而减小,但减小的幅度并不大;当有效应力接近煤岩的峰值强度时,由于原有裂隙的开裂和新裂隙的出现导致渗透率缓慢增加当超过峰值强度后,渗透率迅速增大;但当有效应力接近煤岩的残余强度时,渗透率逐渐趋于稳定。

其中,煤岩弹性极限点为原生裂隙开裂、新裂纹开始萌生的临界点。

2 合理动液面高度的确定

在煤层气开采过程中,随着动液面的降低,储层煤岩应力状态不断发生变化,导致煤岩的结构特征和孔隙率等物理力学特性发生改变,因而影响了储层的渗流能力。在此过程中,储层渗透率的变化规律与煤岩的力学特性和煤岩的应力状态变化规律密切相关。根据煤岩应力状态对绝对渗透率的影响关系,考虑煤层气井井周具有破碎区的弹塑性应力状态,则可以通过对井周围岩进行应力状态变化规律分析,另由煤层气生产不同阶段井周应力分布与井底流压及套压和液柱高度之间的关系,忽略气柱摩擦阻力,推导得出保持储层处于塑性裂隙发育阶段的液柱高度合理区间为

中国煤层气技术进展:2011年煤层气学术研讨会论文集

则,动液面高度为h′w=H-hw

另由工程实际分析可知,井底流压的上限值不超过储层原始压力pe。

式中:H为储层埋深;pe,pc,p0分别表示为储层压力,套管压力和原岩平均水平应力;c,φ,cr,φr,St分别表示煤岩的粘聚力,内摩擦角,残余粘聚力,残余摩擦角和抗拉强度;ρg表示液柱重度。

因此,要想提高渗透率,应控制合理的动液面高度变化范围,以保持井周应力状态为弹塑性状态,以在井周形成割理或裂隙贯通的流体运移通道,且随着开采过程中塑性区的发展,在井周出现塑性软化区或破碎区,但需防止井周出现过大塑性软化区。

合理的动液面高度变化范围与煤岩的力学性质、储层埋深密切相关,尤其是受内摩擦角影响较大。由于储层的软化区受煤粉的影响会使渗透率受到抑制,因此,在煤层气开采过程中需根据储层的力学特性及埋深来合理控制动液面高度,尽量避免软化区大范围产生,以免造成储层伤害而影响煤层气的进一步开采。

3 动液面合理降低速率

由煤岩的加载速率效应可知,加载速率对煤岩的强度呈正相关影响,同时煤岩脆性亦增强。对于各向异性的煤岩介质,过快的加载速率不利于煤岩中的原始裂隙裂缝的稳定扩展和煤层气的渗透的提高。同理,对于煤层气工程排采过程中的动液面降低速率对井周储层煤岩具有类似的影响机理,如果动液面降低速率过快,将会使储层煤岩有效应力快速增大,最终不合理的动液面降低速率导致煤岩出现脆性破碎并有大量煤粉产生,对储层造成巨大的伤害。所以,煤层气开采不同阶段需控制动液面降低速率在合理值域内。

当储层煤岩处于初始弹性应力状态下时,

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当储层煤岩处于裂隙扩展的塑性阶段,即动液面高度满足(1)式时,

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式中:h′w表示动液面降低速率;ωcr、ωce为塑性软化阶段和弹性阶段的动液面降压速率上限值,可通过试验和现场数据综合分析确定。

4 韩城地区工程应用

韩城地区煤层气为多煤层储层联合排采,煤岩力学特性较差,合理的动液面变化规律对煤层气的高效排采具有很大的意义。根据韩城煤岩的试验力学参数和合理动液面高度变化规律的确定方法(见式1~3),对韩城地区WL1和WL2的3#和5#煤联合开采的典型煤层气井排采数据进行了统计计算分析,结果见表3。

表3 合理动液面高度降低速率上限值

通过拟合分析可得:

在开采初期的弹性阶段,3#、5#煤联合开采井的动液面近似合理降低速率上限值h′w(m/d)随储层埋深h(m)的变化规律分别为:h′w≤;当井周煤岩处于塑性阶段,3#,5#煤联合开采井的动液面合理降低速率上限值h′w(m/d)随储层埋深h(m)的变化规律为:hw≤。

开采过程中无论是初始弹性阶段或塑性破坏阶段,动液面降低速率上限值与储层埋深均近似呈线性递增的规律。煤岩力学特性对开采过程中降液速率影响较大,因此对于力学特性较差的储层,需控制好降液速率才能维持较高的排采能力。初始弹性阶段的降液速率比中期塑性阶段的降液速率一般高4~5倍,这也恰好与室内强度实验曲线峰值前后稳定加载的速率值相同。考虑到工程实际中的安全因素,建议取的安全系数。

5 结论

(1)本文基于煤岩试验揭示了煤层气开采过程中井周煤岩应力状态对渗透率影响的力学机理;储层有效应力随着压降漏斗不断扩展而不断增大,煤岩从原岩区到井壁处,由原始的弹性状态进入塑性状态,在井壁处出现张拉破坏区,此时裂隙开裂积累,日产能达到最大。

(2)以韩城地区煤层气工程数据为依托,探讨提出了生产过程中为提高储层的渗流能力,合理动液面高度变化规律的控制范围及降低速率上限值,对煤层气井的合理排采具有借鉴意义。

(3)煤层气开采受多种因素的综合影响,还需考虑表皮效应(储层伤害)和压裂效果的影响,有待进一步考虑研究。

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