煤与瓦斯协调开采技术研究
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我 国是煤 层瓦斯 资源 储量 巨大 的国家 之一 。据
２ ０ 年 国土资源部油气中心对全国煤层气资源评价结 ０６ 果 ，我国煤层气资源 量居世界第 三位 ，资源 量３ ． ｌ ６ ８ 万亿ｍ ，可采 资源量 ｌ ．６ ０ ８ 万亿ｍ ，主要分布在华北
障煤 矿安 全生产 到安全 能源环 保综 合开发 型抽采 ； 抽采 技术 由早期 的对高 透气性 煤层进 行本煤 层抽采
１ 煤 层 气 开发 的技 术 途 径 ．
１ ．煤层 瓦斯的渗透率低 我 国 煤 层 的渗 透 率 通 常 较 小 。 抚 顺 煤 田 的渗
透率 相对 较 高 ，但也 只有 ０ ５ ． ～３ ８ ．ｍｄ，水 城 、丰 城 、鹤 岗、开 滦 、柳林 等矿 区高渗透 煤层 渗透率 只
有０ １ ．ｍｄ，其 他地 区绝大 多数实测 的渗透率值 ． ～１ ８
区和 东北地 区 赋存 的煤 层气地 质 资源量分 别 占全 国 煤层 气地 质资 源总量 的５ ． ％ 、２ ． ％ 、 １ ． ％、 ６３ ８１ ４３
１３ 。 ．％
～
开 发企业在 产业发 展初 期积极性 不高 ；矿井平 均瓦
资源 开发 情 况
、
斯利 用率仅在３ ％左右 。 ０
１ ．地 面开 发
在 １个省 区。主要项 目有 ：山西沁水枣 园井组煤层气 ２
开发试验项 目，生产试验井 １ 口；辽宁阜新刘家井组 ５ 煤 层气开 发项 目，钻井 ８ 口，单井 日均产 气３ ０ ｍ ０ ０ 以
上 ；山西晋城潘 庄煤层气地面 开发项 目，施工 了１ ５ ７ 口煤层气井 ，日产气约ｌ万ｍ ０ ；山西沁南潘河先导性
成钻井 １０ ０ 口，日产气约８ 万ｍ 。
（ ）煤 层气利 用受限制。开 发与市场 脱节 ，缺 ５ 乏低浓 度瓦斯 的安全输 送和利 用技 术 ；瓦斯 发 电上 网难 、入 网价格 低 ，发 电企业 无利可 图 ，限制 了矿
井瓦斯抽采利用 。
２ ．井下抽 采 煤 矿井下 瓦斯抽 采始 于上个 世纪 ５ 年 代初 。经 ０
瓦 斯抽 采 分 为 地 面钻 井 抽 采 和 井下 抽 采 两 大 类 。按煤层 气开采 方法 、卸压瓦斯 的来源 及卸压瓦 斯抽采 方法 的不 同 ，构建 了 “ 与煤层气共 采”技 煤 术体系图 ，如 图所示 。 ２ ．井下瓦斯抽采技术
都在０ ０ １ 以下 ，比美国的Ｓ ｎ ｕ ｎ ．０ ｍｄ ａ Ｊ ａ 盆地 ｆＢ ａ ｋ Ｄ ｌｃ
的同时高 效抽采 卸压瓦斯 ，是 我 国煤 层气开采 的主
要 途 径 。 选 择 矿 井 瓦 斯 抽 采 方 法 应 依 据 矿 井 煤 层 赋
ｍ（ 抚顺 ） ，最大值为 １ ．ｋ ａ ｍ（ ４ Ｐ ／ 天府） ３ ，但 大部分 属
于 低 压瓦 斯 。 ３ ．煤 层 吸 附 瓦斯 能 力 高
（ ）基础理论研究和技术创新不够 。瓦斯治理 ２
和利 用难度大 ，从理 论和技 术方 面都存 在许 多关键
煤 层气地 面开 发始 于上个 世纪７ 年 代末 ，上世 ０ 纪９ 年代 ，煤层气开发 出现热潮 ，在不 同地 区开展 了 ０
煤层 气开发 试验 。经过 十 余年发 展 ，取得 了重 大突 破。 “ 十五 ”期 间，煤层 气产业化发展初露曙光 。煤
性 难题 ，特 别是社 会公益性 研究 被大大 削弱 ，瓦斯
治理和利用等方面的技术研究和创新进展缓慢。 （ ）煤矿瓦斯 抽采难度增大。我国高瓦斯矿井 ３ 多 ，煤 层瓦斯 含量高 、压 力大 、透 气性 差 、抽采 难
度大 。
一 Ｉｚ ｍ ■ 记工 ｏ ＿ Ｉ ∽ Ｅ ０ ｍ 区块６ 个 ，总面积 ８ ８ ０ ３ ｉ 层气勘探登 ｏ ｚ ４ｏ＝ Ｉ ； 科学技求 ．ｋｎ ，分布 １１
Ｉ ｎ ，对环境影 响较大 。
： 譬 ： 璺 越 Ｉ 链 ： ｊ
质含量 、水分含量 、煤阶、岩性 、气体组分等。 ４ ．区域地质 构造对 瓦斯分布 区域 的控 制
在 这 样 的 区域 地 质构 造 下 ，煤 层 处 于 封 闭 型 地
质构造 的控 制 ，透 气性较 差 ，不利于 瓦斯排放 ，容 易造成瓦斯积聚 ，形成高压瓦斯集中区。 三 煤与瓦斯协调开采技术
Ｗａｒ ｒ ｒｉ 盆地 低３ 个数量级 。 ｏ ～４
２ 煤 层 瓦斯 压 力较 低 ．
煤 层瓦斯压 力是指 在煤矿 开采 条件下 ，在矿 井
中测得 的煤 层孔隙中的气体（ 瓦斯） 力。我 国煤层瓦 压
斯压 力梯 度大小 变化 幅度很 大 ，最低值 为 １２ Ｐ ／ ．ｋ ａ
根据我 国煤层气 低渗透率 的特点 ，利 用煤层开 采 引起 岩层 的移 动破 坏 ，增 大煤层 渗透性 ，在采煤
过几十年的发展 ，煤矿井下瓦斯抽采 ，已由最初为保
（ ）煤矿 瓦斯 直接排 空对环境影响较大。煤层 ６
中 国煤炭工业 ２１／２ ０１ ４９ ｏ
端
譬 如辱 ０ ≮斟 学 技 术
气 的温 室效应约 为二氧 化碳 的２ 倍 。据测算 ，我 国 ｌ 煤炭开 采、加 工 、运输过程 中每年释放瓦斯 约 １０ ５ 亿
（ ）煤 层气 和煤 炭矿 业权 重 叠 。煤层 气和 煤 ４
炭是 同一 储层 的共生 矿产资源 。 目前 ，由于部 门之
间 、 企 业 之 间 不 协 调 ，造 成 煤 层 气 开 采 权 和 煤 炭 开
采权设置重叠 ，影响了煤炭产业的发展 。
试验 工程 ，计划施 工９ ０ ０ 口煤层气井 ，￣ ２ ０ 年 底完 Ｕ０５
和采 空 区抽采单 一技术 ，逐渐 发展到针 对各 类条件 适合于不同开采方法 的瓦斯综合抽采技术。 ３ ．煤层气产业化发展存在的主要 问题
（ ）缺乏有力的扶持政 策。由于地面开发煤层 １ 气初 期投入 高 、产出周 期长 、投资 回收 慢 ，煤 层气
来自百度文库和西 北地 区 。其 中 ，华北 地 区 、西 北地 区 、南方地
２ ０ 年 国土资源部油气中心对全国煤层气资源评价结 ０６ 果 ，我国煤层气资源 量居世界第 三位 ，资源 量３ ． ｌ ６ ８ 万亿ｍ ，可采 资源量 ｌ ．６ ０ ８ 万亿ｍ ，主要分布在华北
障煤 矿安 全生产 到安全 能源环 保综 合开发 型抽采 ； 抽采 技术 由早期 的对高 透气性 煤层进 行本煤 层抽采
１ 煤 层 气 开发 的技 术 途 径 ．
１ ．煤层 瓦斯的渗透率低 我 国 煤 层 的渗 透 率 通 常 较 小 。 抚 顺 煤 田 的渗
透率 相对 较 高 ，但也 只有 ０ ５ ． ～３ ８ ．ｍｄ，水 城 、丰 城 、鹤 岗、开 滦 、柳林 等矿 区高渗透 煤层 渗透率 只
有０ １ ．ｍｄ，其 他地 区绝大 多数实测 的渗透率值 ． ～１ ８
区和 东北地 区 赋存 的煤 层气地 质 资源量分 别 占全 国 煤层 气地 质资 源总量 的５ ． ％ 、２ ． ％ 、 １ ． ％、 ６３ ８１ ４３
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开 发企业在 产业发 展初 期积极性 不高 ；矿井平 均瓦
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斯利 用率仅在３ ％左右 。 ０
１ ．地 面开 发
在 １个省 区。主要项 目有 ：山西沁水枣 园井组煤层气 ２
开发试验项 目，生产试验井 １ 口；辽宁阜新刘家井组 ５ 煤 层气开 发项 目，钻井 ８ 口，单井 日均产 气３ ０ ｍ ０ ０ 以
上 ；山西晋城潘 庄煤层气地面 开发项 目，施工 了１ ５ ７ 口煤层气井 ，日产气约ｌ万ｍ ０ ；山西沁南潘河先导性
成钻井 １０ ０ 口，日产气约８ 万ｍ 。
（ ）煤 层气利 用受限制。开 发与市场 脱节 ，缺 ５ 乏低浓 度瓦斯 的安全输 送和利 用技 术 ；瓦斯 发 电上 网难 、入 网价格 低 ，发 电企业 无利可 图 ，限制 了矿
井瓦斯抽采利用 。
２ ．井下抽 采 煤 矿井下 瓦斯抽 采始 于上个 世纪 ５ 年 代初 。经 ０
瓦 斯抽 采 分 为 地 面钻 井 抽 采 和 井下 抽 采 两 大 类 。按煤层 气开采 方法 、卸压瓦斯 的来源 及卸压瓦 斯抽采 方法 的不 同 ，构建 了 “ 与煤层气共 采”技 煤 术体系图 ，如 图所示 。 ２ ．井下瓦斯抽采技术
都在０ ０ １ 以下 ，比美国的Ｓ ｎ ｕ ｎ ．０ ｍｄ ａ Ｊ ａ 盆地 ｆＢ ａ ｋ Ｄ ｌｃ
的同时高 效抽采 卸压瓦斯 ，是 我 国煤 层气开采 的主
要 途 径 。 选 择 矿 井 瓦 斯 抽 采 方 法 应 依 据 矿 井 煤 层 赋
ｍ（ 抚顺 ） ，最大值为 １ ．ｋ ａ ｍ（ ４ Ｐ ／ 天府） ３ ，但 大部分 属
于 低 压瓦 斯 。 ３ ．煤 层 吸 附 瓦斯 能 力 高
（ ）基础理论研究和技术创新不够 。瓦斯治理 ２
和利 用难度大 ，从理 论和技 术方 面都存 在许 多关键
煤 层气地 面开 发始 于上个 世纪７ 年 代末 ，上世 ０ 纪９ 年代 ，煤层气开发 出现热潮 ，在不 同地 区开展 了 ０
煤层 气开发 试验 。经过 十 余年发 展 ，取得 了重 大突 破。 “ 十五 ”期 间，煤层 气产业化发展初露曙光 。煤
性 难题 ，特 别是社 会公益性 研究 被大大 削弱 ，瓦斯
治理和利用等方面的技术研究和创新进展缓慢。 （ ）煤矿瓦斯 抽采难度增大。我国高瓦斯矿井 ３ 多 ，煤 层瓦斯 含量高 、压 力大 、透 气性 差 、抽采 难
度大 。
一 Ｉｚ ｍ ■ 记工 ｏ ＿ Ｉ ∽ Ｅ ０ ｍ 区块６ 个 ，总面积 ８ ８ ０ ３ ｉ 层气勘探登 ｏ ｚ ４ｏ＝ Ｉ ； 科学技求 ．ｋｎ ，分布 １１
Ｉ ｎ ，对环境影 响较大 。
： 譬 ： 璺 越 Ｉ 链 ： ｊ
质含量 、水分含量 、煤阶、岩性 、气体组分等。 ４ ．区域地质 构造对 瓦斯分布 区域 的控 制
在 这 样 的 区域 地 质构 造 下 ，煤 层 处 于 封 闭 型 地
质构造 的控 制 ，透 气性较 差 ，不利于 瓦斯排放 ，容 易造成瓦斯积聚 ，形成高压瓦斯集中区。 三 煤与瓦斯协调开采技术
Ｗａｒ ｒ ｒｉ 盆地 低３ 个数量级 。 ｏ ～４
２ 煤 层 瓦斯 压 力较 低 ．
煤 层瓦斯压 力是指 在煤矿 开采 条件下 ，在矿 井
中测得 的煤 层孔隙中的气体（ 瓦斯） 力。我 国煤层瓦 压
斯压 力梯 度大小 变化 幅度很 大 ，最低值 为 １２ Ｐ ／ ．ｋ ａ
根据我 国煤层气 低渗透率 的特点 ，利 用煤层开 采 引起 岩层 的移 动破 坏 ，增 大煤层 渗透性 ，在采煤
过几十年的发展 ，煤矿井下瓦斯抽采 ，已由最初为保
（ ）煤矿 瓦斯 直接排 空对环境影响较大。煤层 ６
中 国煤炭工业 ２１／２ ０１ ４９ ｏ
端
譬 如辱 ０ ≮斟 学 技 术
气 的温 室效应约 为二氧 化碳 的２ 倍 。据测算 ，我 国 ｌ 煤炭开 采、加 工 、运输过程 中每年释放瓦斯 约 １０ ５ 亿
（ ）煤 层气 和煤 炭矿 业权 重 叠 。煤层 气和 煤 ４
炭是 同一 储层 的共生 矿产资源 。 目前 ，由于部 门之
间 、 企 业 之 间 不 协 调 ，造 成 煤 层 气 开 采 权 和 煤 炭 开
采权设置重叠 ，影响了煤炭产业的发展 。
试验 工程 ，计划施 工９ ０ ０ 口煤层气井 ，￣ ２ ０ 年 底完 Ｕ０５
和采 空 区抽采单 一技术 ，逐渐 发展到针 对各 类条件 适合于不同开采方法 的瓦斯综合抽采技术。 ３ ．煤层气产业化发展存在的主要 问题
（ ）缺乏有力的扶持政 策。由于地面开发煤层 １ 气初 期投入 高 、产出周 期长 、投资 回收 慢 ，煤 层气
来自百度文库和西 北地 区 。其 中 ，华北 地 区 、西 北地 区 、南方地