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1、加快煤礦區(qū)煤層氣開(kāi)發(fā)是治理煤礦瓦斯災(zāi)害的根本途徑
煤層氣是生于煤層并主要以吸附狀態(tài)儲(chǔ)集于煤層中的一種非常規(guī)天然氣,在煤礦俗稱(chēng)為瓦斯,其主要成分是甲烷。一方面,俗稱(chēng)瓦斯的煤層氣是造成煤礦瓦斯爆炸、煤巖體突出的災(zāi)害性氣體和引起全球氣候變暖的強(qiáng)烈溫室性氣體;另一方面,它也是一種潔凈的新能源。
我國(guó)雖然石油天然氣資源短缺,但是煤層氣資源非常豐富,資源總量高達(dá)31.46萬(wàn)億立方米,居世界第二位,與我國(guó)陸上常規(guī)天然氣資源量相當(dāng)。
我國(guó)是煤炭資源大國(guó),也是采煤大國(guó)。煤炭是我國(guó)的第一能源,長(zhǎng)期以來(lái)在一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)構(gòu)成中均占2/3以上,為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展提
2、供著主體能源保障。在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi),我國(guó)以煤為主的能源供應(yīng)格局不會(huì)改變。但是,由于我國(guó)地質(zhì)構(gòu)造條件復(fù)雜,高瓦斯礦井和煤與瓦斯突出礦井眾多,在國(guó)有重點(diǎn)煤礦中約占45%,煤礦瓦斯爆炸事故時(shí)有發(fā)生,每年因瓦斯爆炸死亡約2021人,尤其是近期連續(xù)三次發(fā)生的大平、陳家山和孫家溝煤礦重特大瓦斯爆炸事故,給人民生命財(cái)產(chǎn)造成極為嚴(yán)重的損失。隨著礦井不斷向深部延伸采和開(kāi)采規(guī)模的加大,瓦斯災(zāi)害更加嚴(yán)重。顯然,瓦斯已成為威脅我國(guó)煤炭高效安全生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。
此外,作為世界上最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)家,我國(guó)每年由于采煤向大氣中釋放的煤層甲烷量高達(dá)100億立方米,占全球同樣來(lái)源的46%,不僅浪費(fèi)了巨大的能源,也造
3、成全球大氣環(huán)境污染。
因此,加快我國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)利用步伐,發(fā)展煤層氣產(chǎn)業(yè),對(duì)于防治煤礦瓦斯災(zāi)害、利用潔凈能源、保護(hù)大氣環(huán)境具有重要意義。為此,提出如下建議:
?。?)從安全、能源、環(huán)保三個(gè)方面考慮,本著遠(yuǎn)近結(jié)合、目標(biāo)各有側(cè)重的原則,認(rèn)為在當(dāng)前和今后一段時(shí)期內(nèi),我國(guó)煤層氣開(kāi)發(fā)利用工作應(yīng)實(shí)行兩條腿走路:一是要加快煤礦區(qū)煤層氣開(kāi)發(fā)利用工作,二是繼續(xù)開(kāi)展煤礦外遠(yuǎn)區(qū)或煤炭未開(kāi)發(fā)區(qū)的煤層氣勘探開(kāi)發(fā)利用工作。
煤礦區(qū)煤層氣開(kāi)發(fā)的目的,側(cè)重短期內(nèi)盡快改善煤礦生產(chǎn)安全條件為目的。即圍繞煤礦生產(chǎn),采取一切可以采取的措施手段,在采煤前盡可能短的時(shí)間內(nèi)快速有效地降低煤層和圍巖中瓦斯含量
4、,使原本高瓦斯的礦井轉(zhuǎn)變?yōu)榈屯咚沟牡V井,建立本質(zhì)安全型煤礦,防治瓦斯災(zāi)害,保障煤炭安全高效生產(chǎn)。
煤礦外遠(yuǎn)區(qū)或煤炭未開(kāi)發(fā)區(qū)煤層氣勘探開(kāi)發(fā),側(cè)重能源開(kāi)發(fā)、規(guī)?;L(zhǎng)期生產(chǎn)煤層氣,獲取商業(yè)利益為目的。即通過(guò)勘探選區(qū)尋找到煤儲(chǔ)層條件較好、有煤層氣開(kāi)發(fā)潛力的有利區(qū)塊,進(jìn)行地面大規(guī)模開(kāi)發(fā),建成商業(yè)化煤層氣生產(chǎn)基地,通過(guò)售氣獲取直接經(jīng)濟(jì)效益,并為未來(lái)10年后建設(shè)的煤礦創(chuàng)造安全生產(chǎn)條件。
?。?)煤礦區(qū)煤層氣開(kāi)發(fā),應(yīng)改變單一的井下瓦斯抽放方式,采用地面井下相結(jié)合,地面預(yù)采、地面采動(dòng)開(kāi)采和井下瓦斯抽放多種采抽方式并舉的立體開(kāi)發(fā)模式,來(lái)提高煤層氣(瓦斯)采抽強(qiáng)度和采抽率,在掘進(jìn)采煤前最大程度
5、地降低煤層中煤層氣(瓦斯)含量。
井下瓦斯預(yù)抽,由于受巷道或回采工作面的空間和“抽、掘、采”生產(chǎn)接續(xù)決定的抽放時(shí)間限制,難以達(dá)到設(shè)計(jì)的抽放程度,煤體瓦斯含量也難能降到安全開(kāi)采指標(biāo)以下。顯然,僅靠單一井下抽放方式是不夠的,應(yīng)該引進(jìn)煤層氣地面開(kāi)發(fā)方式和技術(shù)。
煤礦區(qū)煤層氣地面開(kāi)發(fā),可分為兩種開(kāi)發(fā)方式。一是地面預(yù)采方式,包括地面垂直壓裂井、垂直裸眼.井、分支水平井、羽狀水平井四種開(kāi)發(fā)技術(shù)。其優(yōu)點(diǎn)是能在采煤前提前很早時(shí)間長(zhǎng)時(shí)間預(yù)抽目標(biāo)煤層煤層氣,降低煤層的原始煤層氣含量。二是地面采動(dòng)開(kāi)采方式,包括地面采動(dòng)區(qū)井開(kāi)發(fā)技術(shù)。其優(yōu)點(diǎn)是能在采煤中利用采動(dòng)形成的“豎三帶”中裂隙帶產(chǎn)生的高滲透率,開(kāi)采上覆鄰近煤層和圍巖層中解吸釋放出的煤層氣,以及采空區(qū)集聚的煤層氣,使它們通過(guò)從采動(dòng)區(qū)井中直接排除,大大減少它們向工作面涌入量,緩解通風(fēng)系統(tǒng)排放瓦斯的壓力。這種技術(shù)對(duì)于隨著開(kāi)采深度和生產(chǎn)強(qiáng)度加大、瓦斯涌出量日益增加、風(fēng)排瓦斯能力有限的煤礦來(lái)說(shuō),尤為重要。當(dāng)然,不同開(kāi)發(fā)方式和技術(shù)都有一定的適用性和局限性。