山西省废弃矿井采空区煤层气地面抽采实践

发布时间：2021-09-19 18:58

　　历史上部分中小煤矿受回采工艺、技术等限制,采空区遗留有大量煤炭,所释放煤层气（瓦斯）,对安全生产造成影响;部分煤层气通过上覆地表裂隙散放至大气中,造成环境污染。针对上述安全、环境及社会问题,以山西省废弃矿井采空区煤层气治理为工程背景,提出了废弃矿井采空区煤层气地面钻采技术及配套工艺体系。即使用惰性气体如氮气等作为地面钻井循环介质,安全揭露采空区顶板裂隙带及垮落带,根据煤层气浓度通过增压机组等设备进行负压抽采,实现分级抽采利用废弃矿井采空区煤层气的目的。应用实践表明,采空区地面井平均产能达2000m³/d,部分高产井产能甚至达到6000m³/d,抽采年限达6年以上。 

【文章来源】：中国煤层气. 2020,17(01)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

三开氮气钻井工艺流程图

针对废弃矿井采空区煤层气抽采浓度差异大的特点,考虑到煤层气抽采安全性和高效性,将废弃矿井采空区煤层气抽采利用分为高浓度(CH4>30%)和低浓度(CH4≤30%)煤层气抽采利用技术体系。图2为废弃矿井采空区分级抽采利用技术体系示意图,根据煤层气浓度差异,采用不同抽采设备,并匹配不同抽采工艺进行开发。此外,废弃矿井采空区煤层气可就地用作分布式发电机燃料,为抽采设备提供稳定动力。2.1 高浓度煤层气抽采利用技术

基于分布式提纯系统设计思路,设计了如图3的低浓度煤层气安全提纯系统,主要包括安全抽采子系统和变压吸附子系统。安全抽采子系统由闸阀、单向阀、放水器、防爆阻火器、电动阀、水环真空泵、压缩机、冷干机和气体缓冲罐组成。安全抽采子系统运行流程为:在负压抽采下,抽采至地面的低浓度煤层气依次经单向阀、闸阀、放水器、阻火器的安全保障后进入煤层气真空压缩机,从负压开始压缩,将压力升高到0.2MPa左右。冷干机可进一步将煤层气中大部分水分冷冻分离。3 应用效果

【参考文献】：
期刊论文
[1]双燃料发电机组在采空区地面井上的应用[J]. 王争,李超,李阳,周显俊,毕利丽.  煤炭工程. 2020(01)
[2]潘庄井田试验区采空区地面井抽采制度及配套工艺研究[J]. 王争.  中国煤层气. 2018(01)
[3]我国关闭/废弃矿井资源精准开发利用的科学思考[J]. 袁亮,姜耀东,王凯,赵毅鑫,郝宪杰,徐超.  煤炭学报. 2018(01)
[4]关停矿井转型升级战略构想与关键技术[J]. 谢和平,高明忠,高峰,张茹,鞠杨,徐恒,王勇威.  煤炭学报. 2017(06)
[5]煤炭精准开采科学构想[J]. 袁亮.  煤炭学报. 2017(01)
[6]大直径地面钻井采空区采动区瓦斯抽采理论与技术[J]. 袁亮,郭华,李平,梁运培,廖斌琛.  煤炭学报. 2013(01)



本文编号：3402158