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中梁山開發利用關閉礦井資源開出效益花
文/文孟俊    图/文孟俊  责任编辑/ 张邦安    2019年12月12日   [ ]

  

“中梁山公司南礦、北礦2016年12月7日停止煤炭生産後,依然保留了8台瓦斯抽采泵、4960個鑽孔,繼續進行瓦斯抽采。2017年以來至今,礦區共抽采利用瓦斯1.15億立方米,實現利潤3082萬元。”12月5日,在國家能源局煤炭司主辦的全國關閉礦井殘存煤層氣開發利用技術交流會上,中梁山公司總經理張邦安作爲煤礦企業代表,向來自全國各地的同行和專家們介紹該公司在關閉礦井煤層氣開發利用中的成功實踐。

隨著煤炭去産能的深入推進,大批煤礦被淘汰。據統計,僅2010年以來,全國累計關閉煤礦近3萬處;重慶煤礦數量從2012年底的725個減少至2019年的42處,最近八年關閉煤礦683個,這些關閉煤礦絕大多數成爲了廢棄礦井。而中梁山礦區卻“勇于第一個吃螃蟹”大膽探索,爲重慶乃至全國煤炭行業關閉煤礦煤層氣開發利用走出了一條成功之路。

企業探索,讓關閉礦井資源發揮作用

中梁山礦區地處重慶市主城區——九龍坡區中梁山田壩,由于所處地理位置優越,從1986年開始規模化利用瓦斯作爲城市燃氣爲城鎮用戶提供清潔能源,至今已有30余年。自1955年建礦至今,累計抽采瓦斯量13.4億立方米,累計利用瓦斯9.66億立方米,爲包括九龍坡區、沙坪壩區、大渡口區範圍內的8萬余戶居民、工業、商業用戶,近30萬人的生活用氣提供保障。

“一方面,南、北礦停止原煤生産後,較長時間內30萬人的生活用氣將得不到穩定保障。另一方面,井封了,地下遺留的豐富煤層氣等資源將被棄之不管。張邦安介紹,中梁山煤田瓦斯儲量極爲豐富,-20米水平以上可采瓦斯儲量爲13.18億立方米,而遠景資源1500米以淺的可采儲量達250億立方米。爲此,集團公司對中梁山礦區作出了對關閉煤礦煤層氣開發利用的大膽探索。

政策支持,推動關閉礦井資源開發利用

“中梁山礦區對關閉煤礦煤層氣開發利用的大膽探索,得益于各級的理解與支持。”張邦安說。

在正式實施關閉煤礦煤層氣開發利用之前,重慶能源集團委托煤炭科學技術研究院編制了《南、北礦關閉退出保留瓦斯抽采系統安全評估報告》和《南、北礦關閉退出保留瓦斯抽采系統安全技術方案》,爲該項目的順利實施奠定了基礎條件。同時,重慶煤監局、市能源局、市國資委積極支持協調,市國土局積極配合延續采礦權證相關事宜。重慶市政府召開專題會研究中梁山礦區保留礦井瓦斯抽采系統,最終同意保留礦井瓦斯抽采系統。

立體抽采,多工藝保障抽采穩定可靠

爲了保障抽采的穩定性,中梁山礦區積極探索從原始區到地面的立體抽采。

原始區抽采。按照有關要求,礦井關閉退出保留井筒進行瓦斯抽采不允許再施工抽采鑽孔,所保留下來的4960個抽采鑽孔中80%左右爲原始抽采鑽孔,即爲原來的預抽鑽孔。原始區抽采鑽孔封堵效果好,煤系地層孔隙、微裂隙分布均勻。根據觀測數據,多數預抽鑽孔抽采時間可達10年以上。

采空區抽采。主要是針對已開采煤層采空區,利用原有的抽采鑽孔,對濃度高的鑽孔進行接抽。此類鑽孔在4960個鑽孔中占20%左右,對礦井瓦斯抽采量是一個補充。

溶洞裂隙抽采。中梁山礦區溶洞裂隙較爲發育,井巷揭露出來較多的溶洞裂隙,且含有較大量及濃度較高的瓦斯。爲防止瓦斯湧入井巷導致瓦斯超限,中梁山礦區通過建立一定厚度的密閉進行封堵,在密閉上預留觀察孔及抽采鑽孔。當瓦斯濃度達到20%以上,就接入抽采管路系統進行抽采利用。

密閉抽采。爲確保礦井井巷安全,建立了大量密閉。隨著時間的推移,部分密閉內積累了大量的瓦斯。當密閉內瓦斯濃度超過20%,就接入抽采管路系統進行抽采利用。

地面抽采。中梁山礦區進行了地面煤層氣抽采與煤炭地下氣化項目的探索與嘗試,采用煤炭地下氣化技術和先進煤層氣抽采工藝技術,協調開發煤層氣與煤炭資源。

多管齊下,確保抽采安全萬無一失

在關閉礦井瓦斯抽采中,中梁山礦區一直堅持從嚴管理、精細化管理、規範化管理不動搖。雖然停止了煤炭開采,但與抽采相關的管理機構、人員未削弱,安全裝備投入上未減少,執行制度、規範標准上未打折扣,嚴格按煤礦安全監督管理模式進行管理運行,實施綜合保障,提升抽采的可靠性。

一是實施水力增透。礦區原始瓦斯抽采有1/3的區域實施了水力增透措施,主要包括水力割縫及水力壓裂。采用“鑽擴一體化”裝置對抽采鑽孔進行水力割縫,割縫鑽孔單孔瓦斯抽采濃度提高了5~20%,單孔瓦斯抽采量增加了3~5倍。

二是實時抽采監測監控。爲進一步強化礦井瓦斯抽采監測監控、計量管理,中梁山礦區南礦、北礦均裝備了瓦斯抽采計量在線監控系統,實現了對礦井各水平抽采幹、支管流量、濃度、壓力、溫度等參數的實時自動監測監控、分析。在抽采系統出現異常時及時報警,幫助迅速查找瓦斯抽采系統故障原因和處置隱患。

三是實時防火監測監控。因礦區煤層均具有自然發火傾向性,對采空區進行自然發火監監控。主要采取人工取樣的方式進行,嚴格監控采空區、抽采鑽孔內氣樣參數變化情況。

2017年至今,南礦、北礦未發生一起輕傷及以上事故。

深挖潛力,地企攜手開發旅遊項目

“只要是資源就有其自身價值,如何充分挖掘其潛力,是我們努力的方向。關停礦井資源豐富,若利用得當,價值極大。”張邦安說。

關閉礦井煤層氣開發利用的成功實踐,不僅繼續爲範圍內工業與民用供給了安全可靠的清潔能源,而且經濟效益可觀,爲企業轉型發展提供了一定的資金保障。這堅定了中梁山礦區人積極探索關閉礦井資源開發利用更多可能性的信心。

“我們還充分利用礦山文化特點以及區域優勢,積極探索開展礦山旅遊項目。目前,由九龍坡區政府牽頭推動,擬利用現有井巷開展礦洞文化旅遊——地心之旅項目,這在重慶還是首例。”張邦安對中梁山礦區關閉礦井的資源科學開發利用充滿信心。

 
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