盘江矿区土城矿煤层气抽采利用

第３卷第１期２００６年１月中国煤层气ＣＨＤ醴ＣＯＡＩＪⅡＤＭ唧ＡＮＥＶｂｌ．３Ｎｏ．１Ｊａｎ．２００６盘江矿区土城矿煤层气抽采利用王建忠（贵州省六盘水市燃气总公司，贵州六盘水５５３０００）摘要：贵州具有丰富的煤炭资源，相伴而生的煤层气储量居全国第二，对于缺乏石油、交通不便的高原山区，充分开发、利用煤层气资源，不但可以保证煤矿安全生产，而且可以通过进入天然气市场，获得经济效益。

本文以土城矿煤层气抽采利用工程为例，介绍了土城矿区煤层气资源分布，抽采利用等内容。

关键词：土城矿煤层气利用ＣＭＭＤｒａｉｎａｇｅａｎｄＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｆｒｏｍＴｕｃｈｅｎｇＭｉｎｅｏｆＰａｎｊｉａｎｇＭｉｎｉｎｇＡｒｅａＷａｎｇＪｉａｎｚｈｏｎｇ（ＬｉｕｐａｎｓｈｕｉＦｕｅｌＧａｓＣｏｍｐａｎｙ，Ｇｕｉｚｈｏｕ５５３０００）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＧｕｉｚｈｏｕＰｒｏｖｉｎｃｅｆｅａｔｕｒｅｓｒｉｃｈｃｏａｌｌ＂ｅＳＯＵｌＸ３ｅ￥ｗｉｔｈｔｈｅａｓｓｏｃｉａｔｅｄＣＢＭｒｅｓｅｒｖｅ￥ｒａｎｋｉｎｇｔｈｅｓｅｃｏｎｄｐｌａｃｅｉｎＣｈｉｎａ．Ｆｏｒｔｈｅｐｌａｔｅａｕａｎｄｍｏｕｎｔａｉｎｏｕｓａｒｅａｓｌａｃｋｉｎｇｐｅｔｒｏｌｅｕｍａｎｄｗｉｔｈｉｎｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，ｔｈｅｆｕｌｌｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＣＭＭｒｅ踟衄ｒｃｅｓｗｉｌｌｎｏｔｏｎｌｙｐｒｏｍｏｔｅｃｏａｌｍｉｎｅｗｏｒｋｓａｆｅｔｙｂｕｔｇａｉｎｅｃｏ—ｎｏｍｉｃｂｅｎｅｆｉｔｓｂｙａｃｃｅｓｓｉｎｇｎａｔｕｒａｌｇａｓｍａｒｋｅｔａｓｗｅｌｌ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅＣＢＭｉ＇ｅｓｏｕｌ℃ｅ８ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄＣＭＭｄｒａｉｎａｇｅａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｉｎＴｕｅｈｅｎｇＭｉｎｅａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＴｕｅｈｅｎｇＭｉｎｅ；ＣＭＭ；ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ贵州省内含有丰富的煤炭和煤层气资源，六盘水是贵州煤炭资源最丰富、煤种齐全的地区，区内矿井都属于高瓦斯矿井。

本文以六盘水市盘江煤电集团土城矿煤层气抽采利用工程为例，对煤矿煤层气的开发利用进行探讨。

１矿区概况土城矿位于六盘水市盘县洒基镇，海拔高度１７００。

１８００ｍ。

矿井走向长１２ｋｍ，倾斜宽２～３ｋｍ，井田面积２９ｋｍ２。

矿井设计能力１２０万ｔ／ａ。

１９８４年１２月投产，１９９１年达到设计能力。

２００５年，生产能力达到２６０万ｔ／ａ，２００６年预计生产能力达到３００万ｔ／ａ。

矿井通风方式为分区抽出式通风，各采区均建有瓦斯抽采系统。

土城矿井田位于土城向斜北翼西段，呈大致南倾的单斜构造。

地层倾角一般为１７０～２５０，次一级的构造形态以断层为主。

斜切高角度正断层发育是井田的主要构造特征。

断层带较窄，封闭良好。

延展方向多为北东向，少数为北西向。

井田内含煤地层为二迭系上统龙潭煤组，含煤５０层，其中可采作者简介作者简介王建忠，男，工程师，主要从事城市燃气工程的设计与施工工作。

　万方数据３８中国煤层气第１期煤层１５层，煤层薄，间距近，属于以薄及中厚煤层为主的近距离煤层群。

至１９９６年底，矿井地质储量为４．４亿ｔ，可采储量１．４亿ｔ。

土城矿煤种属气煤～无烟煤，以气煤、肥煤、气肥煤为主。

根据美国ＡＳＴＭ分类法，近７５％的煤炭储量属于中挥发性烟煤和高挥发性烟煤。

煤炭总储量中２９％为炼焦煤，而６９％为动力煤。

煤种以中、高变质烟煤为主，含气丰富，有利于煤层气开发。

２煤层气分布规律和涌出情况２．１煤层瓦斯赋存规律２．１．１煤层瓦斯压力分布规律在土城矿井田范围内，煤层的瓦斯压力随深度的增加而增加，多数煤层呈线性增加。

瓦斯压力梯度随地质条件而异。

在地质条件相近的块段内，相同深度的同一煤层具有大体相同的瓦斯压力，而相同标高的不同煤层，下伏煤层的瓦斯压力又较上覆煤层的瓦斯压力大。

２．１．２煤层瓦斯含量分布规律井田内瓦斯含量变化较大，据测定，在深１７４～３２３ｍ内，瓦斯含量为０．３７。

１７．１３ｍ３／ｔ，平均６．２４ｍ３／ｔ。

井田西部瓦斯含量较小，而井田东部瓦斯含量较大。

煤层瓦斯含量随着深度的增加而增大，瓦斯含量梯度为０．０３５２—０．０８４４ｍ３／ｔ／ｍ。

同标高的不同煤层，下伏煤层的瓦斯含量较上覆煤层的瓦斯含量大。

在地质构造带附近，煤层瓦斯含量变化较大，且不呈规律性分布。

２．１．３煤层透气性系数矿井煤层透气性系数在３．４８５×１０～一８．８６Ｘ１００ｍ２／Ｍｐａ２・ｄ之间，其中，上煤组的１＃、３＃、５＃煤层属于难抽煤层，中煤组的１２＃、１５＃、１７＃煤层属于可抽煤层，中煤组下伏煤层卸压后上覆煤层透气性好，有利于布置穿层钻孔抽采卸压瓦斯。

２．２煤层瓦斯涌出特点现场观测结果表明，土城矿的矿井瓦斯涌出有以下特点：（１）矿井瓦斯涌出量逐年增大，１９９６年矿井相对瓦斯涌出量为２９．７８ｍ３／ｔ，绝对瓦斯涌出量为５８．９２ｍ３／ｍｉｎ。

２００５年１２月测定：在小云尚、半坡、采三和采四四个采区，甲烷含量大于３０％的瓦斯抽排孔有三个，用瓦斯流量计现场测试，瓦斯涌人量为２８３．３３／ｍｉｎ。

其他甲烷含量小于３０％的瓦斯抽排孔有几十个；（２）瓦斯涌出量随开采深度增加而增加，随开采强度的增大而增大；（３）走向上瓦斯涌出量由西向东呈不规则性增大；（４）煤层挤压带、破碎带、断层处，由于煤岩的连续性和完整性受到破坏，瓦斯涌出量明显增加；（５）煤层的机械强度越低，厚度越大，煤质越松软，瓦斯涌出量就越大。

３煤层气抽采现状土城矿抽采的煤层气主要供给矿区居民和周边乡镇居民用气，该片区约有居民２０００户。

土城矿现有煤层气抽采站４座，配备有ＳＫ一８５型水真空泵１４台，直径为３５０ｍｉｎ的抽采管路约４５００ｍ、直径为３００ｍｌｎ的抽采管路约３５００ｍ、直径为２５０姗的抽采管路约３８００ｍ、直径为２００ＩＴＬｒｎ的抽采管路约２９００ｍ，以及配套的安全装备和检测装置，抽采能力达１６６．６ｍ３／ｍｉｎ以上，抽采煤层气纯量稳定在９５０ｍ３／ｍｉｎ以上。

２００５年抽采煤层气纯量１．４９亿ｍ３。

按此计算，除满足现有５０００户居民一年内用气量８００万ｍ３外，每年还剩余煤层气纯量１．４９亿ｍ３，可供公建锅炉及建立井口电站。

４煤层气利用工程４．１周边需求情况目前，六盘水市中心城区的燃气供应管道系统，主要来自于水城钢铁公司炼焦产生的气源，郊区及周围的六枝、盘县地区尚无燃气管道系统。

少量矿井抽采的煤层气仅供应矿上职工家属使用，市民仍以燃煤为主要供能方式，既浪费了资源、又污染了环境。

因此，针对土城矿抽采情况，可以考虑将抽采的煤层气供土城矿周边的居民使用。

４．２煤层气利用工程工艺土城矿煤层气利用工程于２００４年１０月开工，投人资金１６００多万元。

主体工程有１万ｍ３瓦斯罐，中压输气管道约７０００多ｍ，居民小区庭院管道约８０００多ｍ，用气覆盖范围土城矿区及盘县洒基镇部分居民小区，２００５年１２月底，一期工程竣工并交付使用。

据粗略计算，仅土城矿职工用户和周边洒基镇居民共有２０００多户，全年可用煤层气１０００万ｍ３，折合标煤约１０万ｔ，这些标煤可发电近３亿ｋｗｈ。

　万方数据第１期盘江矿区土城矿煤层气抽采利用３９图１煤层气抽采利用工程一期示意图土城矿１万ｍ３瓦斯民用工程工艺流程如图１所示，首先利用地面罗茨风机从矿井下抽采煤层气，加压至２０。

２５ｋＰａ后，通过管道输送到储气柜（瓦斯罐）储存处理，然后经过罗茨风机加压２０一２５ｋＰａ后送人居民住宅住户小区的调压箱（器），形成压力为７００—１８００Ｐａ的煤层气，供民用。

４．３利用工程的经济评价土城矿瓦斯工程建成运行，不但使矿井生产安全有了保障，同时还保持了矿区环境，创造良好的经济效益，成为矿区新的经济增长点，其投入收益如表１。

如表１所示，土城矿煤层气民用工程总投资１６００万元左右。

其中国家和盘江煤电集团出资１０００万元修建主体气柜工程，土城矿出资６００万元铺设管道系统，预计建成后每年管理维护费用２０。

３０万元，每年更换设备需３０万元。

工程完工当年共收取安装开户费用２７６万元，即收回总投资的１７．２５％，预计每年可收取燃气使表１民用瓦斯工程投入收益表名称金额（万元）成本与费用建筑工程费用设备购置费用安装运输费用预备费用税费利息及其他费用年更换设备费用年管理维护费用收入安装收入年使用收费９９５９６７５０４１１１２３０２０～３０２７６２００用费２００万元，其中住户交纳约１２０万元，餐饮业用户交纳约８０万元，而年更换、管理费用总计为６０万左右。

不考虑利率变动等因素，收回所有成本需１０年左右，此工程至少可以使用３０年，则余下２０年为净收益期。

另外，考虑居民因使用瓦斯而节省的燃煤费用和减少的环境污染费用等，此工程更具有可行性。

５结束语综上所述，贵州省六盘水地区具有丰富的煤层气资源，有发展能源的基础和市场条件。

本文以贵州六盘水土城煤矿民用瓦斯工程为例，说明煤矿区煤层气利用工程具有比较好的经济效益。

（责任编辑刘馨）（上接第１６页）斯抽采提供指导。

（２）继续研究试验单一低透气性煤层强化抽采技术，提高开采层预抽的抽采率，降低煤层的瓦斯涌出量，消除或降低煤层的突出危险性。

（３）研制功率大，故障率低，打钻效率及成孔率高的新型钻机及配套设备，完善打钻工艺，解决松软煤层打钻及成孔问题。

（４）研究瓦斯抽采长钻孔施工及定向技术，开发定向长钻孔的监控装置，保证钻孔的各项参数能达到设计要求。

（５）继续地面钻孑Ｌ抽采瓦斯的试验开发，真正做到先抽后采。

参考文献王佑安主编．煤矿安全手册（第二篇矿井瓦斯防治）．北京：煤炭工业出版社，１９９４年张铁岗．矿井瓦斯综合治理技术．北京：煤炭工业出版社，２００１年于不凡，王佑安．煤矿瓦斯灾害防治及利用技术手册．北京：煤炭工业出版社，２０００年煤矿抽采瓦斯手册．抚顺矿务局、阳泉矿务局、煤科院抚顺研究所合编，１９８０年王显政主编．煤矿安全新技术．北京：煤炭工业出版社，２００２年郑爽、王估安等．中国煤矿抽采瓦斯和利用．煤矿安全，２００３年第９期（责任编辑康丽华）ｎ眨ｂＨ喳№　万方数据盘江矿区土城矿煤层气抽采利用作者：王建忠， Wang Jianzhong作者单位：贵州省六盘水市燃气总公司,贵州,六盘水,553000刊名：中国煤层气英文刊名：CHINA COALBED METHANE年，卷(期)：2006，3(1)被引用次数：0次本文链接：/Periodical_zgmcq200601010.aspx授权使用：煤炭科学研究院总院沈阳研究院(mtkxsy)，授权号：4a8784a4-df20-4630-9303-9e1e00a56da0下载时间：2010年10月29日。