提高礦井瓦斯抽采率，加大煤層氣開發(fā)利用

徐宏?路鵬?高坤

摘?要：通過對(duì)鐵法煤業(yè)集團(tuán)瓦斯抽采、利用現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，在多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上對(duì)現(xiàn)有瓦斯抽采技術(shù)及煤層氣利用技術(shù)的不足進(jìn)行了客觀的指正，并提出相應(yīng)的技術(shù)整改措施及建議。

關(guān)鍵詞：瓦斯抽采?瓦煤層求利用?抽采方法

中圖分類號(hào)：TD84 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2012）10（a）-0146-01

1 礦區(qū)概況

鐵法煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司現(xiàn)有8個(gè)生產(chǎn)礦井，核定生產(chǎn)能力為2175萬t。8個(gè)礦井中6個(gè)為高瓦斯礦井，2個(gè)為煤與瓦斯突出礦井。鐵法煤田為一多煤層的陸相湖泊沉積煤田，生成于中生代上侏羅紀(jì)，地表大部分被第四系覆蓋，基本上屬于全隱蔽型煤田。含煤段發(fā)育在侏羅紀(jì)，由上、下兩個(gè)含煤段及中部砂泥巖段組成。下含煤段：由灰至灰黑色的粗、中、細(xì)、粉砂巖、泥巖及煤層組成，厚度90～240m，一般為165m；中部砂泥巖段：以灰、灰白色粉砂巖至粗砂巖為主，夾黑色泥巖，此泥巖沉積非常穩(wěn)定，厚度20～60m，一般為40m；上含煤段：由灰至灰黑色的砂巖與煤層、炭質(zhì)泥巖互層組成，煤層之間多夾有中、粗粒砂巖。厚度85～185m，一般為120m。

2 礦井瓦斯抽采工作及煤層氣利用現(xiàn)狀

2.1瓦斯抽采工作現(xiàn)狀

受成板塊和造山運(yùn)動(dòng)的影響我國煤炭賦存大多較深，這就決定了，我國煤礦大多為井工開采。在瓦斯、頂板、火災(zāi)等諸多災(zāi)害中瓦斯事故尤為嚴(yán)重，礦井瓦斯時(shí)時(shí)刻刻嚴(yán)重威脅煤礦井下安全生產(chǎn)[1][2]。經(jīng)過50余年的采礦實(shí)踐，鐵煤集團(tuán)形成了一套比較完善的瓦斯抽采系統(tǒng)及一套較完整瓦斯抽采技術(shù)體系，采用多種瓦斯抽采方法立體抽采工作面及礦井瓦斯，并取得了一定的成績。各生產(chǎn)礦井共建有12座瓦斯抽采泵站，安裝各種型號(hào)的瓦斯抽采泵53臺(tái)，額定瓦斯抽采能力為8820m3/min。井下敷設(shè)各種型號(hào)的瓦斯抽采管路20.6萬m，2011年瓦斯鉆孔累計(jì)完成396909m，礦井瓦斯抽采率為52.78%。目前使用的瓦斯抽采技術(shù)有：原始煤層壓裂井開采技術(shù)、地面采動(dòng)區(qū)立井抽采技術(shù)、頂板瓦斯道抽采技術(shù)、底板瓦斯道抽采技術(shù)、橫向消火道抽采技術(shù)、斜交鉆孔抽采技術(shù)、導(dǎo)入法抽采技術(shù)、本煤層瓦斯抽采技術(shù)、埋管抽采技術(shù)、上隅角立管瓦斯抽采技術(shù)等。

2.2 煤層氣利用現(xiàn)狀

鐵煤集團(tuán)煤層氣利用工作由煤層氣分公司進(jìn)行管理，各生產(chǎn)礦井瓦斯泵站向煤層氣公司儲(chǔ)氣罐供氣，煤層氣公司向用戶供氣。現(xiàn)有地面管路254000m，共有儲(chǔ)氣罐11座，儲(chǔ)氣能力22.25萬m3，低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組17臺(tái)。目前有原始煤層壓裂井31口，年抽采瓦斯量1160萬m3，采動(dòng)區(qū)立井112口，封閉采空區(qū)立井5口。2011年瓦斯利用量6266.8萬m3，瓦斯利用率為77.16%，目前煤層氣民用用戶有20萬戶，55萬人。工業(yè)用戶為法庫陶瓷工業(yè)城。

3瓦斯抽采、利用工作存在的主要問題

3.1 瓦斯抽采方面存在的主要問題

鐵法煤田為復(fù)合煤層，多年來，各生產(chǎn)礦井煤層開采順序?yàn)樽陨隙麻_采，先采4煤層，再采7、9煤層，采煤工作面瓦斯來源主要以臨近層卸壓瓦斯為主，采用的瓦斯抽采方法主要以控制臨近層瓦斯涌出為主，例如在開采4煤層時(shí)，主要抽采2煤層的卸壓瓦斯，而且在開采4煤層的同時(shí)沒有對(duì)7煤層的瓦斯進(jìn)行抽采。這就造成在回采7煤層的時(shí)候很難抽采出濃度大于30%的瓦斯，瓦斯資源回收率較低。高瓦斯礦井沒有進(jìn)行本煤層瓦斯預(yù)抽，造成在回采過程中工作面配風(fēng)較大，采空區(qū)受通風(fēng)負(fù)壓影響較大，影響了瓦斯抽采濃度。

3.2 瓦斯利用工作存在的主要問題

礦井瓦斯抽采量與壓裂井產(chǎn)量差距較大，壓裂井目前日產(chǎn)量約為4.5萬m3，各氣源礦井日供氣在30萬m3左右。礦井正常生產(chǎn)時(shí)可以滿足用戶需要，礦井在五一、十一、元旦、春節(jié)放長假時(shí)氣源緊張。大隆礦、曉南礦瓦斯泵站正壓端輸氣距離長，管路老化，氣源無法全部輸出。

4提高礦井瓦斯抽采率的技術(shù)途徑及建議

合理生產(chǎn)布局：結(jié)合礦井防治煤與瓦斯突出及抽采達(dá)標(biāo)工作要求，優(yōu)先考慮瓦斯抽采，絕對(duì)瓦斯涌出量大于30m3/min的采煤工作面在設(shè)計(jì)時(shí)布置瓦斯抽采巷抽采或地面采動(dòng)區(qū)立井抽采[3]。結(jié)合鐵法煤田煤層賦存狀況，充分利用煤層群開采優(yōu)勢(shì)，合理布置頂?shù)装逋咚钩椴上镒畲笙薅然厥彰簩託赓Y源，大興礦、大隆礦在開采保護(hù)層的同時(shí)抽采被保護(hù)層的卸壓瓦斯，開采保護(hù)層要對(duì)保護(hù)層進(jìn)行抽采。引進(jìn)瓦斯抽采先進(jìn)技術(shù)及設(shè)備，采用大功率、大直徑瓦斯抽采設(shè)備，提高瓦斯抽采量。

5提高煤層氣利用的途徑

加快原始煤層壓裂井施工，形成規(guī)模化抽采，緩解瓦斯利用緊張局面；施工采空區(qū)立井，作為氣源補(bǔ)充；改造地面供氣管網(wǎng)，減少供氣阻力，提高供氣能力；購進(jìn)濃度瓦斯?jié)饪s設(shè)備，減少低濃度瓦斯排放，提高瓦斯利用量[4][5]。

6 結(jié)語

文中以以鐵法集團(tuán)為例，介紹了礦區(qū)煤層地質(zhì)構(gòu)造，重點(diǎn)論述了礦井瓦斯抽采及煤層氣利用現(xiàn)狀。通過在長期的實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)并指出了現(xiàn)有技術(shù)對(duì)瓦斯抽采及煤層氣利用技術(shù)的不足指出，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施及建議，對(duì)相關(guān)礦井在瓦斯抽采及煤層氣利用過程中，可以起到借鑒作用。

參考文獻(xiàn)

[1]俞啟香.礦井瓦斯防治[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社.

[2]馬丕梁.煤礦瓦斯災(zāi)害防治技術(shù)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007：89-94.

[3]朱詩山.煤礦瓦斯抽放技術(shù)[J].煤炭技術(shù)，2009，28（6）：102-103.

[4]孫茂遠(yuǎn).煤層氣勘探開發(fā)手冊(cè)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1998.

[5]葉建平，秦勇，林大揚(yáng).中國煤層氣資源[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1999.