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井上与井下同采开发与利用结合积极探索煤矿瓦斯治理与综合利用的新路子
发布时间:2006-06-26 来源:国家能源局

2003年8月,晋城煤业集团设立了从事地面煤层气抽采及利用的“沁水蓝焰煤层气有限责任公司”。2005年12月,通过对该公司实施增资扩股,为实施煤层气规模化、产业化开发利用奠定了基础。几年来,我们依靠科技进步,进一步加强产学研合作,加快瓦斯治理科研攻关,与中国地质大学、中国矿业大学、中国石油大学、河南理工大学、中国煤炭科学总院西安分院、重庆分院“四校两院”合作建设煤层气开发工程产学研基地。该产学研基地已于今年4月10日正式挂牌运作。

经过不断探索、实践、总结,晋城煤业集团已开发出具有自主知识产权的地面预抽瓦斯技术,初步掌握了清水钻井、活性水压裂、定压排采、低压集输的煤层气开发技术体系。这项技术为我国煤层气地面钻井开发利用创出了第一个成功范例,为我国煤矿瓦斯综合治理探索出了一条新的有效途径。

二、坚持先抽后采,实现了采煤采气一体化

实施采煤采气一体化,即通过地面钻井与井下顺煤层长钻孔预抽及边采(掘)边抽与采空区抽采相结合的单一中厚煤层瓦斯综合治理模式,实现煤炭与瓦斯开采的一体化。

井下抽采,主要是随井下巷道掘进和工作面推进布置钻场进行抽采,既可边采(掘)边抽,也可预先通过掘进圈出一整块煤进行模块式预抽,还可实施本煤层与采空区、本煤层与邻近层抽采相结合。优势是与生产结合紧密,凡井下巷道可以到达的位置均可布置钻场进行抽采,工艺相对简单,钻孔密集,抽采强度高。

寺河矿2000年5月建成投产并运行了矿井永久瓦斯抽放系统,地面瓦斯抽放泵站现安装2台CBF-710水环式真空泵和2台2BE1-705型真空泵,井下抽放泵站安装3台2BE1-705型真空泵,年抽放能力达到2亿立方米。2005年实际瓦斯抽放量1.095亿立方米。成庄矿瓦斯抽放泵站安装4台CBF-710型水环式真空泵,年抽放能力达到1亿立方米。2005年实际瓦斯抽放量5051.9万立方米。两矿合计抽采瓦斯1.6亿立方米。

针对矿井瓦斯灾害异常严重的实际情况,晋城煤业集团坚持“安全第一、瓦斯为天”的理念,认真贯彻执行“先抽后采、以风定产、监测监控”瓦斯治理十二字方针,在以风定产方面,坚持“多巷道、大风量、分区通风”,不断完善通风系统。目前寺河矿建有5个进风井、4个回风井,矿井实际进风量达到了54000立方米/分;成庄矿建成6个进风井、3个回风井,矿井实际进风量达到30000立方米/分。在保证风量的基础上,进一步完善通风系统。寺河矿大采高工作面采用“三进两回”五巷布置的通风方式,工作面有效通风断面达到21平方米,加上辅助进风巷配风,总配风量可达到9000立方米/分,处理瓦斯能力大且运行稳定;成庄矿综采放顶煤工作面采用三巷布置的一进一回加瓦斯尾巷的通风方式,通过调节回风巷和尾巷的风压,大幅度提高尾巷风排瓦斯能力。掘进方面,高瓦斯矿井或低瓦斯矿井高瓦斯区采用双巷或多巷掘进工艺,根据需要每隔25-150米施工横川进行沟通,缩短局部独头通风距离。

在监测监控方面,高瓦斯矿井井下所有地点的通风量、瓦斯含量、瓦斯抽放系统主干管道运行和地面主扇风机工作状态全部纳入到监测监控范围,实时监控。寺河矿采用罗克韦尔A-B公司的PLC硬件和霍尼维尔的厂景系统软件,井下通风瓦斯监测点多达250多个:成庄矿采用森透里昂500型监测监控系统,井下通风瓦斯监测点多达170多个。完善可靠的监测监控系统,为矿井安全生产提供了重要保障。

在实施采煤采气一体化的实践过程中,我们体会到,一是煤层气开采必须服从、服务于煤炭开采。煤层气属于煤的伴生资源,和常规天然气相比,含气层薄,单井产气量低,开采成本高,单独进行开采,经济上得不偿失;采用压裂等工艺施工地面抽采井,对将来煤炭开采中顶板管理等方面可能产生的影响,我们目前的认识还不够,有待实践的检验;二是煤层气开采与煤炭开采的主体必须一致。煤矿企业为保证矿井建设、生产安全和矿工的生命安全,在煤层气开采上具有源动力、紧迫性,煤矿企业实施煤层气开发,具有很大的安全效益和社会效益。

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