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煤和瓦斯协调开采技术研究 　　摘要我国煤炭储量丰富,在现今开发的大部分煤田当中瓦斯矿井占绝大多数。本文分析了我国煤矿瓦斯的分布特征及其矿井瓦斯利用率情况,提出解决现今煤矿瓦斯开发利用技术。 　　关键词瓦斯矿井 瓦斯利用现状 抽采技术 　　中图分类号:TD82文献标识码:A 　　 　　1 我国煤层气的开发利用现状 　　 　　1.1 我国煤层气资源情况 　　我国是世界上煤层瓦斯资源储量巨大的国家之一。据2006年国土资源部油气中心对全国煤层气资源评价结果,我国煤层气资源量居世界第三位,与我国陆上天然气资源量相当,资源量36.81万亿m3,可采资源量10.86万亿m3,主要分布在华北和西北地区。其中,华北地区、西北地区、南方地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56.3%、28.1%、14.3%、1.3%。1000m以内、1000～1500m和1500～2000m的煤层气地质资源量,分别占全国煤层气资源地质总量的38.8%、28.8%和32.4%。 　　全国大于5000亿m3的含煤层气盆地(群)共有14个,其中含气量在5000～10000亿m3之间的有川南黔北、豫西、川渝、三塘湖、徐淮等盆地,含气量大于10000亿m3的有鄂尔多斯盆地东缘、沁水盆地、准噶尔盆地、滇东黔西盆地群、二连盆地、吐哈盆地、塔里木盆地、天山盆地群、海拉尔盆地等共有15个,其中二连盆地煤层气可采资源量最多,约2万亿m3。 　　1.2 资源开发情况 　　(1)地面开发。煤层气地面开发始于上个世纪70年代末,原煤炭科学研究院抚顺研究所曾在抚顺、阳泉、焦作、白沙、包头等矿区,以解决煤矿瓦斯突出为主要目的,施工了20余口地面瓦斯抽排试验井。但由于技术、设备等条件限制,试验未达到预期效果。 　　上世纪90年代,煤层气开发出现热潮,在不同地区开展了煤层气开发试验。经过十余年发展,取得了重大突破。“十五”期间,初露煤层气产业化曙光。煤层气勘探登记区块64个,总面积81810.3 km2,分布在12个省/区。1990～2005年累计钻井数577口,其中2004～2005年累计329口,占57%。主要项目有:山西沁水枣园井组煤层气开发试验项目,生产试验井15口;辽宁阜新刘家井组煤层气开发项目,钻井8口,单井日均产气3000m3以上;山西晋城潘庄煤层气地面开发项目,施工了175口煤层气井,日产气约10万m3;山西沁南潘河先导性试验工程,计划施工900口煤层气井,到2005年底完成钻井100口,日产气约8万m3。 　　(2)井下抽采。煤矿井下瓦斯抽采始于上个世纪50年代初。经过几十年的发展,煤矿井下瓦斯抽采,已由最初为保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。 　　据统计,截止2005年,全国煤矿高瓦斯矿井4462处,煤与瓦斯突出矿井911处。在615对国有重点矿井中,煤与瓦斯突出矿井近200对,高瓦斯矿井152对,装备地面固定瓦斯抽采系统308套。2005年,全国井下抽采煤矿瓦斯近23亿m3,阳泉、晋城、淮南、松藻、盘江、水城、抚顺等7个矿区年抽采量超过1亿m3。 　　1.3 煤层气利用现状 　　我国煤层气(煤矿瓦斯)利用进展缓慢。2005年,全国利用量约10亿m3。煤矿瓦斯利用主要集中在抽采量高的国有重点矿区。地面钻井抽采利用,主要集中在山西沁水枣园井组、辽宁阜新刘家井组、晋城潘庄、山西沁南潘河项目等,采取管汇车运输销售,供周边地区使用。沁南枣园煤层气井组是目前我国最大的煤层气井组(16口井),TL-007井最高单井日产达到16000 m3。 　　煤层气开发利用“十一五”规划提出,到2010年应实现四个目标:全国煤层气产量达100亿m3,其中地面抽采煤层气50亿m3,井下抽采瓦斯50亿m3;利用80亿m3,其中地面抽采煤层气利用50亿m3,井下抽采瓦斯利用30亿m3;新增煤层气探明地质储量3000亿m3;逐步建立煤层气和煤矿瓦斯开发利用产业体系。 　　1.4煤层气产业化发展存在的主要问题 　　(1)缺乏有力的扶持政策。地面开发煤层气初期投入高、产出周期长、投资回收慢。煤层气开发企业在产业发展初期积极性不高;矿井平均瓦斯利用率仅在30%左右。 　　(2)基础理论研究和技术创新不够。瓦斯治理和利用难度大,从理论和技术方面都存在许多关键性难题,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。 　　(3)煤矿瓦斯抽采难度增大。我国高瓦斯矿井多,煤层瓦斯含量高、压力大、透气性差、抽采难度大。 　　(4)煤层气和煤炭矿业权重叠。煤层气和煤炭是同一储层的共生矿产资