貴州煤層氣 “三區(qū)聯(lián)動”抽采見成效

王亞玲

2022年6月16日，在貴州盤江精煤股份有限公司山腳樹煤礦221015工作面，井下正在有序組織礦工生產(chǎn)作業(yè)，而在同屬一區(qū)域的井上，盤江礦區(qū)煤礦瓦斯治理三區(qū)聯(lián)采工程正在對該綜采工作面進行瓦斯抽采，實現(xiàn)了真正意義上的煤與瓦斯共采的綠色高效發(fā)展新局面。

“煤層氣是可以變害為寶的清潔能源！” 細數(shù)貴州省煤層氣頁巖氣工程技術(shù)研究中心十年來在煤層氣方面取得的突破，該中心黨支部書記、總經(jīng)理顏智華自豪地說。

煤層氣在煤礦俗稱“瓦斯”，是儲存在煤層中，以吸附在煤基質(zhì)顆粒表面為主，部分游離于煤體孔隙中的烴類氣體，屬于非常規(guī)天然氣。

為了遏制瓦斯事故的發(fā)生，解決瓦斯治理的技術(shù)瓶頸，貴州盤江煤層氣開發(fā)利用有限責任公司、貴州盤江精煤股份有限公司山腳樹礦、貴州省煤層氣頁巖氣工程技術(shù)研究中心強強聯(lián)合，開展盤江礦區(qū)山腳樹礦煤礦瓦斯治理三區(qū)聯(lián)采工程，首次將地面原位抽采、采動卸壓和煤礦井下抽采相結(jié)合，采取聯(lián)合抽采模式實現(xiàn)煤礦區(qū)瓦斯快速消突，從而促進煤礦產(chǎn)能釋放，保障礦山安全生產(chǎn)。

2022年1月，國務院印發(fā)的《關(guān)于支持貴州在新時代西部大開發(fā)上闖新路的意見》（國發(fā)[2022]2號）中明確提出：“加快煤層氣、頁巖氣等勘探開發(fā)利用，推進黔西南、遵義等煤礦瓦斯規(guī)模化抽采利用”。

煤層氣的抽采，不僅使束縛煤礦生產(chǎn)力的桎梏被解除，也為煤礦安全生產(chǎn)提供了重要支撐。

采氣促采煤? 采煤促采氣

“通過井上井下聯(lián)合抽采相結(jié)合模式，不僅實現(xiàn)了瓦斯抽采、煤炭生產(chǎn)有序銜接，還為礦井安全生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。”6月16日，正拿著礦泉水瓶抽取水樣的盤江礦區(qū)煤礦瓦斯治理三區(qū)聯(lián)采工程現(xiàn)場項目負責人朱家偉告訴記者，2019年，他們深入山腳樹礦區(qū)，見證了煤礦瓦斯三區(qū)聯(lián)采工程從最初實施煤層氣地質(zhì)參數(shù)井到第一口地面煤層氣抽采探井，再到如今綜采工作面上一口接一口的地面煤層氣抽采井誕生。同時也見證了工程現(xiàn)場管理從人工化逐步走向智能化的過程。以前靠人每天24小時值班，如今通過智能排采設備，每隔2秒就會對地面煤層氣抽采井產(chǎn)氣量、套壓、流壓等數(shù)據(jù)進行自動采集，更加科學合理地指導地面煤層氣排采，優(yōu)化生產(chǎn)。

當記者準備走進查看抽采設備時，外圍的鐵欄立即發(fā)出“請立即離開”的警報。朱家偉說，這是礦區(qū)智能安全監(jiān)控設備發(fā)出的聲音，該監(jiān)控設備會將項目現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇偪刂破脚_，總控制平臺可以第一時間了解井場抽采的具體情況。“通過三區(qū)聯(lián)采，提前預抽接續(xù)的采煤工作面煤層瓦斯，可以降低煤礦瓦斯含量和壓力，保障煤礦生產(chǎn)安全。”

“瓦斯不抽是災源，抽出是資源。”顏智華介紹，盤江礦區(qū)山腳樹礦煤礦瓦斯治理三區(qū)聯(lián)采工程主要針對的是煤礦開采保護層，探索貴州多薄煤層瓦斯綜合治理新模式，在山腳樹礦二采區(qū)針對上解放層10號煤（煤厚1.0—1.2米）接替采面221015工作面開展的煤礦地面瓦斯井上、井下聯(lián)動抽采工程先導性試驗，目前已經(jīng)實施原位抽采井3口，采動區(qū)卸壓抽采井1口，采空區(qū)抽采井1口。

顏智華說，目前，該礦區(qū)僅針對10號煤進行地面煤層氣井預抽，1米的煤厚單井日產(chǎn)氣量突破1000方，實屬不易，充分體現(xiàn)了貴州省煤層氣地面抽采技術(shù)的進步。按照理論測算，煤層瓦斯治理半徑已經(jīng)超過65米，井筒附近煤層瓦斯含量降幅超過4方/噸，按照井下抽采的瓦斯?jié)舛?0%折算，相當于井下每米煤層每天抽采量達8000方左右。 “假如給我們足夠多的地面抽采時間，煤層瓦斯治理效果還會更佳。”

“預計到2023年初，隨著煤礦開始回采，將會在井下揭露貴州省第一口煤層氣地面抽采井的實物剖面。屆時，通過示蹤劑技術(shù)、地面監(jiān)測、井下鉆孔檢測等手段，對地面煤層氣井壓裂改造范圍、抽采范圍和頂?shù)装逵绊懬闆r進行定量化評價，初步形成煤礦瓦斯井上井下聯(lián)合抽采技術(shù)標準和煤層氣（瓦斯）地面抽采效果監(jiān)測標準。”

顏智華表示，傳統(tǒng)的瓦斯治理在井下巷道開展，瓦斯治理操作空間有限，導致了井下瓦斯抽采效率不高。將煤層氣地面抽采技術(shù)服務于瓦斯治理，極大改善了瓦斯治理安全生產(chǎn)條件，為傳統(tǒng)的井下瓦斯治理開辟了全新的廣闊戰(zhàn)場。通過積極探索煤礦井上下“三區(qū)聯(lián)動”瓦斯治理模式，真正意義上實現(xiàn)“采氣促采煤，采煤促采氣”的互動，對貴州省煤礦瓦斯治理及高效利用具有重要的示范意義。

促進煤炭資源綠色低碳發(fā)展

治理瓦斯是解放生產(chǎn)力，治好瓦斯是發(fā)展生產(chǎn)力。

“經(jīng)過多年的發(fā)展，貴州省煤層氣地面抽采已經(jīng)取得了原位直井、定向井、水平井抽采技術(shù)的突破。”貴州省煤田地質(zhì)局黨委書記王劍介紹，該局對于煤層氣資源的勘查評價與研發(fā)始于上世紀九十年代，根據(jù)《貴州省煤層氣資源評價》（1997），貴州省九大煤田2000米以淺煤層氣資源總量為3.15萬億立方米。煤層氣資源總量占全國10%左右，位居全國第四位。而貴州省煤層氣資源主要賦存在1500米以淺，地質(zhì)資源量為23077.55億立方米，占全省2000米以淺煤層氣地質(zhì)資源總量的75.81%，賦存條件總體較好。

“目前，該局通過開展煤層氣開發(fā)研究工作，使得直井日產(chǎn)氣量大幅度提升，建立了盤州松河抽采示范基地，形成本土化煤礦瓦斯地面抽采理論與技術(shù)體系，達到國際先進水平。實施了貴盤煤HF水平井先導性試驗項目，刷新了貴州省完鉆井深最深、水平段最長、埋深最大、目的層鉆遇率最高等多項新紀錄。”

王劍說，為加快推進貴州省煤層氣產(chǎn)業(yè)勘探開發(fā)進程，把資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢、經(jīng)濟優(yōu)勢，該局將通過“三區(qū)聯(lián)采”示范項目帶動，積極開展井上井下聯(lián)合抽采瓦斯技術(shù)攻關(guān)，制定煤礦瓦斯井上井下聯(lián)合抽采技術(shù)標準和煤層氣（瓦斯）地面抽采效果監(jiān)測標準，指導貴州省煤礦瓦斯規(guī)范化治理，促進形成煤層氣井上井下聯(lián)合抽采的貴州模式，有效降低煤層的瓦斯含量及瓦斯壓力，提高煤礦安全生產(chǎn)水平，促進煤炭產(chǎn)能快速釋放。

同時，積極探索燃煤發(fā)電的尾氣中二氧化碳驅(qū)煤層氣研究，提高煤層氣井的單井產(chǎn)量。推動煤炭地質(zhì)與非常規(guī)天然氣協(xié)調(diào)發(fā)展，組織實施煤炭地下氣化項目，推進煤炭開采技術(shù)變革，走出一條“專、精、特、新”的產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路，為全省新型工業(yè)化發(fā)展提供資源保障。

“我們也將加快技術(shù)突破、轉(zhuǎn)型升級，最大限度挖掘煤炭及伴生資源的潛力，把煤炭資源通過技術(shù)創(chuàng)新，轉(zhuǎn)化為清潔高效能源使用，促進貴州能源高質(zhì)量發(fā)展。”對于貴州煤炭資源清潔開采與綜合利用前景，王劍十分看好。