提高礦井瓦斯抽采率，加大煤層氣開發利用

徐宏?路鵬?高坤

摘?要：通過對鐵法煤業集團瓦斯抽采、利用現狀進行了分析，在多年實踐經驗的基礎上對現有瓦斯抽采技術及煤層氣利用技術的不足進行了客觀的指正，并提出相應的技術整改措施及建議。

關鍵詞：瓦斯抽采?瓦煤層求利用?抽采方法

中圖分類號：TD84 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2012）10（a）-0146-01

1 礦區概況

鐵法煤業（集團）有限責任公司現有8個生產礦井，核定生產能力為2175萬t。8個礦井中6個為高瓦斯礦井，2個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，地表大部分被第四系覆蓋，基本上屬于全隱蔽型煤田。含煤段發育在侏羅紀，由上、下兩個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、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狀

2.1瓦斯抽采工作現狀

受成板塊和造山運動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、火災等諸多災害中瓦斯事故尤為嚴重，礦井瓦斯時時刻刻嚴重威脅煤礦井下安全生產[1][2]。經過50余年的采礦實踐，鐵煤集團形成了一套比較完善的瓦斯抽采系統及一套較完整瓦斯抽采技術體系，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。各生產礦井共建有12座瓦斯抽采泵站，安裝各種型號的瓦斯抽采泵53臺，額定瓦斯抽采能力為8820m3/min。井下敷設各種型號的瓦斯抽采管路20.6萬m，2011年瓦斯鉆孔累計完成396909m，礦井瓦斯抽采率為52.78%。目前使用的瓦斯抽采技術有：原始煤層壓裂井開采技術、地面采動區立井抽采技術、頂板瓦斯道抽采技術、底板瓦斯道抽采技術、橫向消火道抽采技術、斜交鉆孔抽采技術、導入法抽采技術、本煤層瓦斯抽采技術、埋管抽采技術、上隅角立管瓦斯抽采技術等。

2.2 煤層氣利用現狀

鐵煤集團煤層氣利用工作由煤層氣分公司進行管理，各生產礦井瓦斯泵站向煤層氣公司儲氣罐供氣，煤層氣公司向用戶供氣。現有地面管路254000m，共有儲氣罐11座，儲氣能力22.25萬m3，低濃度瓦斯發電機組17臺。目前有原始煤層壓裂井31口，年抽采瓦斯量1160萬m3，采動區立井112口，封閉采空區立井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。工業用戶為法庫陶瓷工業城。

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

鐵法煤田為復合煤層，多年來，各生產礦井煤層開采順序為自上而下開采，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，主要抽采2煤層的卸壓瓦斯，而且在開采4煤層的同時沒有對7煤層的瓦斯進行抽采。這就造成在回采7煤層的時候很難抽采出濃度大于30%的瓦斯，瓦斯資源回收率較低。高瓦斯礦井沒有進行本煤層瓦斯預抽，造成在回采過程中工作面配風較大，采空區受通風負壓影響較大，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量差距較大，壓裂井目前日產量約為4.5萬m3，各氣源礦井日供氣在30萬m3左右。礦井正常生產時可以滿足用戶需要，礦井在五一、十一、元旦、春節放長假時氣源緊張。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途徑及建議

合理生產布局：結合礦井防治煤與瓦斯突出及抽采達標工作要求，優先考慮瓦斯抽采，絕對瓦斯涌出量大于30m3/min的采煤工作面在設計時布置瓦斯抽采巷抽采或地面采動區立井抽采[3]。結合鐵法煤田煤層賦存狀況，充分利用煤層群開采優勢，合理布置頂底板瓦斯抽采巷最大限度回收煤層氣資源，大興礦、大隆礦在開采保護層的同時抽采被保護層的卸壓瓦斯，開采保護層要對保護層進行抽采。引進瓦斯抽采先進技術及設備，采用大功率、大直徑瓦斯抽采設備，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，形成規模化抽采，緩解瓦斯利用緊張局面；施工采空區立井，作為氣源補充；改造地面供氣管網，減少供氣阻力，提高供氣能力；購進濃度瓦斯濃縮設備，減少低濃度瓦斯排放，提高瓦斯利用量[4][5]。

6 結語

文中以以鐵法集團為例，介紹了礦區煤層地質構造，重點論述了礦井瓦斯抽采及煤層氣利用現狀。通過在長期的實踐，發現并指出了現有技術對瓦斯抽采及煤層氣利用技術的不足指出，并提出了相應的改進措施及建議，對相關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

[1]俞啟香.礦井瓦斯防治[M].徐州：中國礦業大學出版社.

[2]馬丕梁.煤礦瓦斯災害防治技術手冊[M].北京：化學工業出版社，2007：89-94.

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

[4]孫茂遠.煤層氣勘探開發手冊[M].北京：煤炭工業出版社，1998.

[5]葉建平，秦勇，林大揚.中國煤層氣資源[M].徐州：中國礦業大學出版社，1999.