煤礦區煤層氣與煤炭協調開發模式初探

賈潔椋

山西地質博物館 山西 太原 030031

煤層氣是煤炭資源的一個共生礦產資源，并且煤層氣也是一種零污染的能源產業，煤炭資源作為我國主要的自然能源，對于煤炭資源的需求量一直呈現出逐漸上升的趨勢，隨著人們對于煤層氣資源的開發利用，需要實現對煤層氣與煤炭資源的協調開發，才能夠有效實現我國資源能源的可持續化發展，因此在兩種資源進行開采過程中，需要進行合理的勘察工作，并制定出科學有效的開采方案，實現煤層氣和煤炭資源的統一部署，實現合理開發利用。

1 煤層氣與煤炭資源協調開發的意義

1.1 對煤層氣資源的保護

煤層氣作為煤炭資源的共生礦產資源，在實際應用過程中煤層氣具有清潔性，同時煤層氣也是一種不可再生的資源。一般情況下煤層氣主要存在于煤層以及煤層圍巖之中，隨著煤炭資源的不斷開發，煤層氣資源也會隨之減少，因此在開采煤炭資源過程中需要將煤層氣資源共同開采出來，實現協調開發，否則就會浪費煤層氣資源，甚至會嚴重危害周圍的自然環境，因此在實際開采過程中，必須實現煤層氣和煤炭資源的協調開發，才能夠有效實現我國煤炭資源的可持續化發展，直線綜合開采的管理目標。

1.2 煤礦安全生產的需求

我國煤炭環境非常復雜，一般情況下需要依靠井工來實現煤炭資源的開發，其中高瓦斯礦井的數量較多，在實際開采過程中，由于瓦斯原因所形成的安全事故非常多，近年來，雖然我國的礦產安全形勢逐漸好轉，但是在開采過程中的安全風險仍然存在。如果再進行開采煤炭之前將煤層氣資源一起采，能夠從根本上消除瓦斯所帶來的安全隱患，提高煤炭資源開采的安全，這樣做的目的不僅是能夠有效治理瓦斯危害，同時又能夠減少生產成本，實現了我國煤田行業的經濟效益和社會效益。

1.3 建設循環經濟的需求

隨著社會經濟的快速發展，需要建立一個以煤炭資源為基礎的循環經濟，形成高效的科技產業鏈，才能有效提高我國煤炭市場在全球中的競爭力。發展循環經濟，能夠實現煤層氣資源和煤炭資源的綜合開，需要由單純的煤炭產量進行轉型，提高煤炭資源的綜合利用率。目前我國已經在很多煤礦資源中建設了循環經濟的試驗地點，并將煤層氣開發作為建設循環經濟的重要組成部分，建立完善的產業鏈，能夠有效增強煤炭資源在加工過程中的轉化率，提高非礦產工業的經濟價值，實現職工的轉崗就業目標。

因此，循環經濟的建立，對實現煤炭資源的可持續化發展有著非常重要的作用，并且煤層氣作為一種寶貴的自然資源，是煤炭資源在實現循環經濟建設中的重要基礎，必須要更加注重對于煤炭資源的高效開采。

2 煤層氣與煤炭資源共同勘探的方案

煤層氣與煤炭資源的綜合勘查需要煤炭企業依法取得煤炭勘查許可證之后，才能夠實現對勘察區塊內的煤層氣資源和煤炭資源的共同勘查，按照規章秩序對儲量進行評審，在勘察過程中對于可綜合回收利用的煤層氣資源，應當制定合理的開發方案，并對勘查過程中的風險進行綜合考慮，通常情況下主要包括以下幾個方面的主要內容。

2.1 綜合勘察方法

煤層氣和煤炭資源協調開發過程中除了遵循相應的規范要求之外，還需要加強對煤層氣資源的勘察工作，主要的工作目標是提高煤層氣開采參數的確定以及測試工作。

在部署煤層氣參數過程中需要重點考慮的因素有：第一，所布置的參數孔應當在煤礦范圍內實現均勻分布，需要滿足煤層氣的開采需求。第二，參數孔應當優先選擇煤炭鉆孔，如果有其他需求時，應當再部署新孔，盡量做到一孔多用，從而減少開采成本的增加。第三，在布置參數孔過程中應當針對不同的地質單元和深度進行布置；第四，在煤炭初期開采地段，應當增加參數孔的數量，盡早發揮出煤層氣的有效開采，降低瓦斯的排放量，是日下煤層氣資源的安全開采。第五，應當部署煤層氣開采的先導性井組，同時要進行排水采氣的工作試驗，為后續的開采工作提供數據和實驗材料。

2.2 綜合勘察報告編制

在該內容中需要關注的重點內容是煤炭與煤層氣資源，在綜合勘察報告中需要明確煤層氣資源的計量工作和評價工作。煤層氣資源的儲量需要進行評價，實現對煤層氣以及煤炭資源的協調開發的重要依據。在實際報告編制中，應當按照國家所頒布的要求進行執行，具體的編制方法可以參照地質礦產行業標準內容中的相關技術要求。根據國家相關規定，煤層氣資源的儲量需要結合特定流程進行評審，才能夠為后續的開采作業奠定其相應的技術支持。

2.3 煤層氣資源開發利用的評價

針對煤層氣資源的開采工作，需要在煤炭資源開發方案中進行綜合考慮，實現煤炭資源和煤層資源的綜合開發。因此在實行同步勘察的基礎上，需要對煤層氣資源的利益用前景進行評價，為后續對煤層氣資源的開采提供決策性依據和生產規劃依據。

煤層氣資源的開發前景會受到以下幾個方面的因素限制：第一，地質條件以及煤層氣工程的控制程度。第二，煤層氣規模，確保煤層氣開發利用項目能夠有足夠長的時間。第三，煤層氣含量，煤層氣含量的大小會影響到煤層氣的開發前景。第四，煤層氣的可采性，結合現有的開發技術以及地質條件，能夠有效實現對于煤層氣的采氣工作。第五，市場條件。對于所開采出來的煤層氣應當進行合理利用，杜絕浪費現象的發生。第五，應當進行效益評估工作，綜合評估煤層氣資源在經濟和礦產安全等方面所產生的多種效益。

3 協調開發技術

3.1 開采方式優化技術

目前在煤層氣開采過程中主要的開發技術包扣地面垂直井、地面采動井、井下瓦斯抽采等，這些技術在我國的煤炭開發地區都得到了非常廣泛的應用，同時取得了非常優異的開采效果。這些開發方式能夠適應不同的地質條件以及不同的設備，因此在開采過程中需要結合地質條件制定出有效的開采方式，從而高效的開采出煤層氣資源。

3.2 開采方案設計

確定煤層氣的開發方式前提下，需要制定出合理的開采方案才能夠為項目的開采成功奠定基礎，因此煤層氣的開采方案設計主要內容有：

確定開發項目的任務。在進行煤炭資源和煤層氣資源協同開發過程中，其中主要的任務是針對煤礦瓦斯災害的治理。

井位確定。在協調開發過程中，需要針對地層、地質構造、煤層氣含量以及地形條件等因素進行重點分析，選擇合適的井位。

井身結構。根據地層以及煤層條件，確定井身結構。

鉆井工程。應當盡可能減少對于煤層所造成的傷害，控制開采井的偏斜程度。

測試工程。利用專業的設備和開采技術，對煤層氣的各項參數進行準確測試。

排采實驗。煤層氣的主要目標是實現一定的產能，因此必須要進行排水采氣的相關實驗工作，結合地質以及壓力狀況，在開采過程中制定出合理的工作制度，確保排采工作實驗能夠達到預期目標。

綜合評估。對煤層氣單井進行總結考察具體的措施，效果評價出煤層氣資源的開發前景，進而實現對下一步工作的安排。

3.3 主要的勘查檢測技術

煤炭資源在開發過程中的復雜性較強，任何一個開采環節的難度都會有所不同。因此需要結合不同的勘探階段，建立有效的勘查方法，針對所制定的勘查方案，在實際應用過程中需要對人力資源和物理資源進行分工，在實際勘查過程中，勘察地點也會針對地層的狀況而發生改變。然而煤層氣資源的勘查難度較小，但是需要按照不同的時間節點對勘查報告進行編，同時需要與煤炭資源的勘查報告進行對比。雖然煤層氣資源的階段特征并不明顯，但是在勘察過程中需要結合其整體的工作進度進行評價。一般情況下，煤炭資源和煤層氣資源的協同勘察檢測技術主要分為以下幾個階段：

范圍勘查階段。在該階段，技術人員需要根據壓力梯度制定勘查方案；

預先勘探階段。工作人員要結合現代化的設備儀器，對開采條件進行評價；

全面勘探階段。技術人員需要針對煤層氣資源和煤炭資源的階段性勘查報告進行總結，并提出針對性的開采方案。

4 煤礦區煤層氣與煤炭協調開發模式的發展

4.1 建立正確的發展思路

針對煤層氣煤炭資源協調開發過程中，需要重點分析兩個方面的工作：第一，在進行煤炭勘查過程中，需要對地質條件進行研究，在最大程度上實現對優質煤炭資源的分析工作。 第二，需要結合現代化的地質研究理論來作為重要的研究理論，提高其技術的創新能力，從多方面增強煤層氣資源和煤炭資源的協同開發技術，實現我國化石能源的可持續化發展。

4.2 了解開發任務

在進行協調協調開發過程中需要針對不同的地質條件對煤炭和煤層氣資源協調開發技術進行創新，確保在不同地區的合理勘查工作，實現我國煤炭和煤層氣資源地質勘察力度的提高，并且在實際開采過程中，需要充分利用三維地震技術，努力實現地震勘測技術的研究，提高其勘查技術范圍，在不同地質條件下與信息技術進行有效結合，建立標準化的地質模型，為后期提高其勘查精度奠定基礎。

展開煤炭資源評價。在分析煤炭資源和煤層氣資源開發潛力過程中需要制定合理的評價工作，因此需要利用全新的地質理論和評價方法，實現對煤層氣資源和煤炭資源的評價工作，才能夠為后續的開展工作提供給開發思路，要充分分析煤層氣和煤炭資源的分布條件以及開采難易程度，對其進行科學評價，實現高效開采，為實現煤炭企業社會經濟效益的提高奠定基礎。條件是實現煤層氣與煤炭資源協調開發的重要區域。因此在進行煤炭資源與煤層氣資源協調開發過程中，需要重點分析開發的時間順序、空間布局以及所應用的技術條件等，了解在不同地質條件下，煤層氣與煤炭資源協調開發模式以及其應用的條件，在實際應用過程中協調關系并沒有進行量化處理，協調程度的評價體系并沒有得到建立，需要進行進一步的研究才能夠有效實現我國煤層氣與煤炭資源的協調開發，實現我國自然能源的可持續化發展。