提高矿井瓦斯抽采率，加大煤层气开发利用

徐宏?路鹏?高坤

摘?要：通过对铁法煤业集团瓦斯抽采、利用现状进行了分析，在多年实践经验的基础上对现有瓦斯抽采技术及煤层气利用技术的不足进行了客观的指正，并提出相应的技术整改措施及建议。

关键词：瓦斯抽采?瓦煤层求利用?抽采方法

中图分类号：TD84 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）10（a）-0146-01

1 矿区概况

铁法煤业（集团）有限责任公司现有8个生产矿井，核定生产能力为2175万t。8个矿井中6个为高瓦斯矿井，2个为煤与瓦斯突出矿井。铁法煤田为一多煤层的陆相湖泊沉积煤田，生成于中生代上侏罗纪，地表大部分被第四系覆盖，基本上属于全隐蔽型煤田。含煤段发育在侏罗纪，由上、下两个含煤段及中部砂泥岩段组成。下含煤段：由灰至灰黑色的粗、中、细、粉砂岩、泥岩及煤层组成，厚度90～240m，一般为165m；中部砂泥岩段：以灰、灰白色粉砂岩至粗砂岩为主，夹黑色泥岩，此泥岩沉积非常稳定，厚度20～60m，一般为40m；上含煤段：由灰至灰黑色的砂岩与煤层、炭质泥岩互层组成，煤层之间多夹有中、粗粒砂岩。厚度85～185m，一般为120m。

2 矿井瓦斯抽采工作及煤层气利用现状

2.1瓦斯抽采工作现状

受成板块和造山运动的影响我国煤炭赋存大多较深，这就决定了，我国煤矿大多为井工开采。在瓦斯、顶板、火灾等诸多灾害中瓦斯事故尤为严重，矿井瓦斯时时刻刻严重威胁煤矿井下安全生产[1][2]。经过50余年的采矿实践，铁煤集团形成了一套比较完善的瓦斯抽采系统及一套较完整瓦斯抽采技术体系，采用多种瓦斯抽采方法立体抽采工作面及矿井瓦斯，并取得了一定的成绩。各生产矿井共建有12座瓦斯抽采泵站，安装各种型号的瓦斯抽采泵53台，额定瓦斯抽采能力为8820m3/min。井下敷设各种型号的瓦斯抽采管路20.6万m，2011年瓦斯钻孔累计完成396909m，矿井瓦斯抽采率为52.78%。目前使用的瓦斯抽采技术有：原始煤层压裂井开采技术、地面采动区立井抽采技术、顶板瓦斯道抽采技术、底板瓦斯道抽采技术、横向消火道抽采技术、斜交钻孔抽采技术、导入法抽采技术、本煤层瓦斯抽采技术、埋管抽采技术、上隅角立管瓦斯抽采技术等。

2.2 煤层气利用现状

铁煤集团煤层气利用工作由煤层气分公司进行管理，各生产矿井瓦斯泵站向煤层气公司储气罐供气，煤层气公司向用户供气。现有地面管路254000m，共有储气罐11座，储气能力22.25万m3，低浓度瓦斯发电机组17台。目前有原始煤层压裂井31口，年抽采瓦斯量1160万m3，采动区立井112口，封闭采空区立井5口。2011年瓦斯利用量6266.8万m3，瓦斯利用率为77.16%，目前煤层气民用用户有20万户，55万人。工业用户为法库陶瓷工业城。

3瓦斯抽采、利用工作存在的主要问题

3.1 瓦斯抽采方面存在的主要问题

铁法煤田为复合煤层，多年来，各生产矿井煤层开采顺序为自上而下开采，先采4煤层，再采7、9煤层，采煤工作面瓦斯来源主要以临近层卸压瓦斯为主，采用的瓦斯抽采方法主要以控制临近层瓦斯涌出为主，例如在开采4煤层时，主要抽采2煤层的卸压瓦斯，而且在开采4煤层的同时没有对7煤层的瓦斯进行抽采。这就造成在回采7煤层的时候很难抽采出浓度大于30%的瓦斯，瓦斯资源回收率较低。高瓦斯矿井没有进行本煤层瓦斯预抽，造成在回采过程中工作面配风较大，采空区受通风负压影响较大，影响了瓦斯抽采浓度。

3.2 瓦斯利用工作存在的主要问题

矿井瓦斯抽采量与压裂井产量差距较大，压裂井目前日产量约为4.5万m3，各气源矿井日供气在30万m3左右。矿井正常生产时可以满足用户需要，矿井在五一、十一、元旦、春节放长假时气源紧张。大隆矿、晓南矿瓦斯泵站正压端输气距离长，管路老化，气源无法全部输出。

4提高矿井瓦斯抽采率的技术途径及建议

合理生产布局：结合矿井防治煤与瓦斯突出及抽采达标工作要求，优先考虑瓦斯抽采，绝对瓦斯涌出量大于30m3/min的采煤工作面在设计时布置瓦斯抽采巷抽采或地面采动区立井抽采[3]。结合铁法煤田煤层赋存状况，充分利用煤层群开采优势，合理布置顶底板瓦斯抽采巷最大限度回收煤层气资源，大兴矿、大隆矿在开采保护层的同时抽采被保护层的卸压瓦斯，开采保护层要对保护层进行抽采。引进瓦斯抽采先进技术及设备，采用大功率、大直径瓦斯抽采设备，提高瓦斯抽采量。

5提高煤层气利用的途径

加快原始煤层压裂井施工，形成规模化抽采，缓解瓦斯利用紧张局面；施工采空区立井，作为气源补充；改造地面供气管网，减少供气阻力，提高供气能力；购进浓度瓦斯浓缩设备，减少低浓度瓦斯排放，提高瓦斯利用量[4][5]。

6 结语

文中以以铁法集团为例，介绍了矿区煤层地质构造，重点论述了矿井瓦斯抽采及煤层气利用现状。通过在长期的实践，发现并指出了现有技术对瓦斯抽采及煤层气利用技术的不足指出，并提出了相应的改进措施及建议，对相关矿井在瓦斯抽采及煤层气利用过程中，可以起到借鉴作用。

参考文献

[1]俞启香.矿井瓦斯防治[M].徐州：中国矿业大学出版社.

[2]马丕梁.煤矿瓦斯灾害防治技术手册[M].北京：化学工业出版社，2007：89-94.

[3]朱诗山.煤矿瓦斯抽放技术[J].煤炭技术，2009，28（6）：102-103.

[4]孙茂远.煤层气勘探开发手册[M].北京：煤炭工业出版社，1998.

[5]叶建平，秦勇，林大扬.中国煤层气资源[M].徐州：中国矿业大学出版社，1999.