煤与瓦斯共采技术现状及展望

2025/12/27 21:42:01

我国已经利用用低温分离技术将瓦斯从含氧煤层气中液化和分离, 但问题还是成本太高。而且煤矿企业对煤与瓦斯共采的认识不够,认为煤与瓦斯共采容易造成亏本,不利于企业运营,所以对煤与瓦斯共采投放的专项研究资金有限,造成瓦斯抽放钻孔工程量不足,无法通过加大钻孔密度以形成网格式的布孔方式,这就使得所抽采的煤层气浓度偏低而不能满足开发利用的要求,所以必须加快转变开采观念,投入资金使煤与瓦斯共采系统得到建设,及时改造更新,只有这样才能真正实现煤与瓦斯共采。

5 煤与煤层气共采重点研究方向

5.1 煤与瓦斯共采机理研究

煤与瓦斯共采是绿色开采的一部分, 要实现该项技术必须解决许多的困难, 首先必须掌握煤与瓦斯共采的机理。但是目前的多相流体力学理论和渗流理论还没有涉及破裂煤体内瓦斯移动与渗流规律的本质。无论对于受采动或其他压力影响的煤层和岩层, 其固体力学对其渗流理论的描述还没有完备。尽管岩体力学理论已经对采动岩体裂隙的分布规律有了初步揭示, 但是对于采动煤体和岩体裂隙内的气体流动还需研究。因此, 煤体的采动煤体和岩体内的气体流动规律, 既是力学研究的前沿, 更是煤与瓦斯共采机理研究的重点。

5.2 瓦斯浓度分布规律、采动裂隙场的透气规律以及瓦斯抽放时的流动规律研究

利用裂隙场和采动卸压场来增加煤层的透气性和煤层瓦斯的解吸速度, 提出煤矿煤与瓦斯共采的理念已经有几年, 按照这个思想, 我国学者进行了大量的实践和和科学研究, 取得了许多的研究成果。可是对于不同区段不同浓度煤层气的动态变化规律和分布、煤层气在裂隙场内的渗流和扩散等规律、在瓦斯抽放时的流变规律和进行瓦斯抽放过程中固体煤岩物理力学性质的变化的研究任然不足,需要解决的问题任然很多,这些都需要研制专用的实验设备及大量的试验研究与现场观测。

5.3 提高煤层气采出率、优化煤层气抽放方案

我国煤矿卸压煤层瓦斯抽放工作的研究一直在努力的进行并取得了很大成果, 但是我国煤矿抽放煤层瓦斯的主要目的还是为了采煤的安全,减少煤矿事故,而不是将所抽放的瓦斯作为一种资源进行利用, 大部分矿井抽放的瓦斯是直接排放到大气中而未能利用。同时, 我国卸压煤层瓦斯抽放总体上仍存在钻孔工程量大及抽出率低下的问题, 煤层瓦斯总体抽出率仅只是24% 。所以优化岩层煤层移动规律进行卸压煤层瓦斯抽放方案,从而提高煤层瓦斯采出率必将是我国煤矿煤层瓦斯抽放进一步研究的主攻方向[18]。

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6 结语

近年来,随着煤矿开采速度的提高和开采深度增大,矿井甲烷涌出量增大,如何更好更快的抽采瓦斯已经成为高瓦斯矿井开采的一个的重要环节。煤层气不仅是煤矿安全生产的重大隐患,同时也是一种宝贵的能源,煤与煤层气共采是绿色开采的重要组成部分。现在,煤与煤层气共采从抽放的形式上分:钻孔抽放和埋管抽放[16]

;从抽放的部位上分:掘进巷道瓦斯抽放、采空区瓦斯抽放和邻近层瓦斯抽放。煤与瓦斯共采主要是以采动裂隙分布规律与岩层移动为理论基础,结合永贵集团和大吉煤矿煤与煤层气共采实例说明煤与煤层气共采不但能有效保证消除安全隐患,保证工作面安全生产,而且还能对甲烷进行利用,具有广阔发展的前景。

参考文献

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