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中梁山开发利用关闭矿井资源开出效益花
文/文孟俊    图/文孟俊  责任编辑/ 张邦安    2019年12月12日   [ ]

  

“中梁山公司南矿、北矿2016年12月7日停止煤炭生产后,依然保留了8台瓦斯抽采泵、4960个钻孔,继续进行瓦斯抽采。2017年以来至今,矿区共抽采利用瓦斯1.15亿立方米,实现利润3082万元。”12月5日,在国家能源局煤炭司主办的全国关闭矿井残存煤层气开发利用技术交流会上,中梁山公司总经理张邦安作为煤矿企业代表,向来自全国各地的同行和专家们介绍该公司在关闭矿井煤层气开发利用中的成功实践。

随着煤炭去产能的深入推进,大批煤矿被淘汰。据统计,仅2010年以来,全国累计关闭煤矿近3万处;重庆煤矿数量从2012年底的725个减少至2019年的42处,最近八年关闭煤矿683个,这些关闭煤矿绝大多数成为了废弃矿井。而中梁山矿区却“勇于第一个吃螃蟹”大胆探索,为重庆乃至全国煤炭行业关闭煤矿煤层气开发利用走出了一条成功之路。

企业探索,让关闭矿井资源发挥作用

中梁山矿区地处重庆市主城区——九龙坡区中梁山田坝,由于所处地理位置优越,从1986年开始规模化利用瓦斯作为城市燃气为城镇用户提供清洁能源,至今已有30余年。自1955年建矿至今,累计抽采瓦斯量13.4亿立方米,累计利用瓦斯9.66亿立方米,为包括九龙坡区、沙坪坝区、大渡口区范围内的8万余户居民、工业、商业用户,近30万人的生活用气提供保障。

“一方面,南、北矿停止原煤生产后,较长时间内30万人的生活用气将得不到稳定保障。另一方面,井封了,地下遗留的丰富煤层气等资源将被弃之不管。张邦安介绍,中梁山煤田瓦斯储量极为丰富,-20米水平以上可采瓦斯储量为13.18亿立方米,而远景资源1500米以浅的可采储量达250亿立方米。为此,集团公司对中梁山矿区作出了对关闭煤矿煤层气开发利用的大胆探索。

政策支持,推动关闭矿井资源开发利用

“中梁山矿区对关闭煤矿煤层气开发利用的大胆探索,得益于各级的理解与支持。”张邦安说。

在正式实施关闭煤矿煤层气开发利用之前,重庆能源集团委托煤炭科学技术研究院编制了《南、北矿关闭退出保留瓦斯抽采系统安全评估报告》和《南、北矿关闭退出保留瓦斯抽采系统安全技术方案》,为该项目的顺利实施奠定了基础条件。同时,重庆煤监局、市能源局、市国资委积极支持协调,市国土局积极配合延续采矿权证相关事宜。重庆市政府召开专题会研究中梁山矿区保留矿井瓦斯抽采系统,最终同意保留矿井瓦斯抽采系统。

立体抽采,多工艺保障抽采稳定可靠

为了保障抽采的稳定性,中梁山矿区积极探索从原始区到地面的立体抽采。

原始区抽采。按照有关要求,矿井关闭退出保留井筒进行瓦斯抽采不允许再施工抽采钻孔,所保留下来的4960个抽采钻孔中80%左右为原始抽采钻孔,即为原来的预抽钻孔。原始区抽采钻孔封堵效果好,煤系地层孔隙、微裂隙分布均匀。根据观测数据,多数预抽钻孔抽采时间可达10年以上。

采空区抽采。主要是针对已开采煤层采空区,利用原有的抽采钻孔,对浓度高的钻孔进行接抽。此类钻孔在4960个钻孔中占20%左右,对矿井瓦斯抽采量是一个补充。

溶洞裂隙抽采。中梁山矿区溶洞裂隙较为发育,井巷揭露出来较多的溶洞裂隙,且含有较大量及浓度较高的瓦斯。为防止瓦斯涌入井巷导致瓦斯超限,中梁山矿区通过建立一定厚度的密闭进行封堵,在密闭上预留观察孔及抽采钻孔。当瓦斯浓度达到20%以上,就接入抽采管路系统进行抽采利用。

密闭抽采。为确保矿井井巷安全,建立了大量密闭。随着时间的推移,部分密闭内积累了大量的瓦斯。当密闭内瓦斯浓度超过20%,就接入抽采管路系统进行抽采利用。

地面抽采。中梁山矿区进行了地面煤层气抽采与煤炭地下气化项目的探索与尝试,采用煤炭地下气化技术和先进煤层气抽采工艺技术,协调开发煤层气与煤炭资源。

多管齐下,确保抽采安全万无一失

在关闭矿井瓦斯抽采中,中梁山矿区一直坚持从严管理、精细化管理、规范化管理不动摇。虽然停止了煤炭开采,但与抽采相关的管理机构、人员未削弱,安全装备投入上未减少,执行制度、规范标准上未打折扣,严格按煤矿安全监督管理模式进行管理运行,实施综合保障,提升抽采的可靠性。

一是实施水力增透。矿区原始瓦斯抽采有1/3的区域实施了水力增透措施,主要包括水力割缝及水力压裂。采用“钻扩一体化”装置对抽采钻孔进行水力割缝,割缝钻孔单孔瓦斯抽采浓度提高了5~20%,单孔瓦斯抽采量增加了3~5倍。

二是实时抽采监测监控。为进一步强化矿井瓦斯抽采监测监控、计量管理,中梁山矿区南矿、北矿均装备了瓦斯抽采计量在线监控系统,实现了对矿井各水平抽采干、支管流量、浓度、压力、温度等参数的实时自动监测监控、分析。在抽采系统出现异常时及时报警,帮助迅速查找瓦斯抽采系统故障原因和处置隐患。

三是实时防火监测监控。因矿区煤层均具有自然发火倾向性,对采空区进行自然发火监监控。主要采取人工取样的方式进行,严格监控采空区、抽采钻孔内气样参数变化情况。

2017年至今,南矿、北矿未发生一起轻伤及以上事故。

深挖潜力,地企携手开发旅游项目

“只要是资源就有其自身价值,如何充分挖掘其潜力,是我们努力的方向。关停矿井资源丰富,若利用得当,价值极大。”张邦安说。

关闭矿井煤层气开发利用的成功实践,不仅继续为范围内工业与民用供给了安全可靠的清洁能源,而且经济效益可观,为企业转型发展提供了一定的资金保障。这坚定了中梁山矿区人积极探索关闭矿井资源开发利用更多可能性的信心。

“我们还充分利用矿山文化特点以及区域优势,积极探索开展矿山旅游项目。目前,由九龙坡区政府牵头推动,拟利用现有井巷开展矿洞文化旅游——地心之旅项目,这在重庆还是首例。”张邦安对中梁山矿区关闭矿井的资源科学开发利用充满信心。

 
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