1、四川廣旺能源發(fā)展（集團(tuán)）有限責(zé)任公司筠連礦區(qū)船景煤礦煤層氣不具備規(guī)模化地面抽采的論證二00九年七月一、概況（一）地理位置船景煤礦位于筠連縣城124。方位平距27km的川南煤田筠連礦區(qū)之東南 端，屬筠連縣鎮(zhèn)舟鎮(zhèn)、維新鎮(zhèn)、樂(lè)義鄉(xiāng)、高坎鄉(xiāng)管轄。地理坐標(biāo)：東經(jīng)10甲 41 15 1043 46 07，北緯27 59 4028 05 00。（二）礦區(qū)范圍2008年11月5日，國(guó)土資源部以國(guó)土資礦劃字2008 063號(hào)批復(fù)了船景 礦井礦區(qū)范圍。船景煤礦劃定批準(zhǔn)礦區(qū)范圍由53個(gè)拐點(diǎn)圈定，礦區(qū)面積約 37.2236平方公里，開(kāi)采深度由700米至0米標(biāo)高，開(kāi)采煤層為2、7號(hào)和8 號(hào)煤層之一、之二共4層。（三）煤

2、層賦存船景煤礦井田內(nèi)宣威組為區(qū)內(nèi)含煤地層，平均厚度135.35m,下段（P2x1） 不含可采煤層，上段（P2x2 ）含煤10層，平均厚7.31m,其中可采煤層為2、 7號(hào)煤層及8號(hào)煤層之一、之二，計(jì)4層，平均總厚度5.73m，可采含煤系數(shù) 為4.2%。各可采煤層特征見(jiàn)表1。（四）煤層氣賦存情況對(duì)井田內(nèi)主要可采煤層測(cè)試結(jié)果表明，各煤層瓦斯含量為023.24 ml/g kR,各煤層瓦斯成份大致一致，以CH4為主，含量在71.2286.43%, 平均在80.26%，重?zé)N很少，瓦斯分帶屬沼氣帶。船景礦井井田勘探煤樣 瓦斯成分及瓦斯賦存形態(tài)分析見(jiàn)表2和表3。煤層 編號(hào)層間 距煤層厚度 最小最大/平均可采

3、區(qū)煤層厚度 最小最大/平均煤層結(jié)構(gòu)可采性穩(wěn)定性20 2.53/0.920.7 1.59/0.98簡(jiǎn)單，一 般含夾矸 12層局部可 采不穩(wěn)定25.9570.2 4.86/1.330.7 2.39/1.08簡(jiǎn)單復(fù) 雜，局部 含夾矸 03層， 一般1層局部可 采不穩(wěn)定2.568-10.28 3.38/1.370.7 2.93/1.26簡(jiǎn)單，局 部含夾矸 02層， 一般1層基本全 區(qū)可采較穩(wěn)定3.738-20.53 5.21/2.070.7 3.8/1.59簡(jiǎn)單復(fù) 雜，局部 含夾矸 03層， 一般1層全區(qū)可 采較穩(wěn)定表1船景煤礦各煤層特征表表2船景煤礦瓦斯含量及各成份含量統(tǒng)計(jì)表煤層號(hào)瓦斯含量 (ml/

4、g - KR)瓦斯成份含量(ml/g kR )CO 2N 2C C 24CH 420 23.87微1.270 23.870 0.190 23.249.10(14)0.14(14)2.46(14)0.02(12)6.48(14)70.82 21.88。3.560 18.990 0.080.08 21.8811.90(18)0.18(19)1.46(18)0.01(16)10.24(19)8-10.15 19.39微0.710 16.790 0.060.02 19.3911.32(18)0.08(18)1.45(18)微(16)9.78(18)8-22.46 19.98微2.420 19.600

5、0.030.05 19.9812.05(19)0.15(19)1.48(19)微(18)10.41(19)注(ml/g - kR)一毫升/克可燃物，極小值極大值 平均值(點(diǎn)數(shù))二、煤層氣資源儲(chǔ)量及評(píng)價(jià)（一）煤層氣資源量區(qū)內(nèi)各煤層可燃物含氣量（q燃）平均為9.112.05 ml/g - kR,折算成 實(shí)際煤層的含氣量（q燃），兩者的折算關(guān)系為：計(jì)算公式：q 煤=（q 燃）x（100-Mad-Ad） /100式中：Mad煤的水分含量；Ad煤的灰分含量。折算后各煤層含氣量平均為6.4810.41m3/t,但2號(hào)煤層3770萬(wàn)噸含 氣量因低于規(guī)范指標(biāo)下限值，因此不作為算量煤層，各煤層的平均含氣量見(jiàn)表

6、4。船景礦井內(nèi)煤炭資源豐富，共有煤炭資源量13703.2萬(wàn)噸，另有高硫煤（含 硫量大于3%）的資源量10254.2萬(wàn)噸，瓦斯含量較高，具有較豐富的煤層氣資 源。現(xiàn)采用容積法計(jì)算各煤層的煤層氣資源量：計(jì)算公式：Q=Mxq式中：Q一煤層氣資源量（萬(wàn)m3）;M一煤炭資源量（萬(wàn)噸）q一煤層氣含量（m3/t.煤）根據(jù)上述公式算區(qū)內(nèi)煤層氣資源量為20.49億m3。各煤層煤層氣資源量 見(jiàn)表5.表5煤層氣資源量計(jì)算表煤層 號(hào)保有資源儲(chǔ) 量（萬(wàn)噸）煤層含氣量（m3/t）煤層氣資源量（億 m3）煤層氣資源/ 儲(chǔ)量類(lèi)別備注74516.910.244.63推測(cè)資源量保有資源儲(chǔ)量中 含高硫煤保有資 源儲(chǔ)量8-17115

7、.89.786.958-28554.710.418.91合計(jì)20.49（二）煤層氣資源評(píng)價(jià)根據(jù)煤層氣資源/儲(chǔ)量規(guī)范（DZ/T0216-2002 ），煤層氣儲(chǔ)量評(píng)價(jià)主要從儲(chǔ)量規(guī)模、儲(chǔ)量豐度、埋深和煤層含氣量等要素進(jìn)行評(píng)價(jià)，詳細(xì)評(píng)價(jià)表見(jiàn) 表6、表7、表8、表9。表6儲(chǔ)量規(guī)模評(píng)價(jià)分類(lèi)煤層氣地質(zhì)儲(chǔ)量x 10m3船景礦井儲(chǔ)量乂1新船景礦井類(lèi)型特大型3000大型3003000中型30 300小型 3020.49小型表7儲(chǔ)量豐度評(píng)價(jià)分類(lèi)煤層氣地質(zhì)儲(chǔ)量豐度x 10m3/km船景礦井豐度乂10m3/km船景礦井類(lèi)型高3.0中1.0 3.0低0.5 1.00. 5505低類(lèi)特低1000中5001000600中淺5

8、00表9煤層含氣量評(píng)價(jià)分類(lèi)含氣量m3/t船景礦井含氣量m3/t船景礦井類(lèi)型貧氣12三、船景礦井煤層氣不具備規(guī)模化地面抽采條件的論證（一）地面瓦斯抽采系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀世界上利用了面鉆井技術(shù)抽瓦斯的歷史不長(zhǎng)。目前，美國(guó)、加拿大、澳 大利亞等國(guó)家在該領(lǐng)域的研究、勘探、抽采利用方面處于世界領(lǐng)先地位，尤 其美國(guó)利用地面鉆孔水力壓裂抽采瓦斯技術(shù)，率先實(shí)現(xiàn)地面瓦斯抽采規(guī)模開(kāi) 發(fā)，成為商業(yè)化地面鉆井抽采瓦斯比較成功的國(guó)家，也是迄今為止地面鉆井 抽采瓦斯量最高的國(guó)家。我國(guó)瓦斯地面開(kāi)發(fā)可追溯到上世紀(jì)70代末，原煤炭科學(xué)研究院撫順研究 所曾在撫順、陽(yáng)泉、焦作、白沙、包頭等高瓦斯礦區(qū)，以解決煤礦瓦斯突出 為主要目的，施工

9、了 20余口地面瓦斯抽排試驗(yàn)井。但由于當(dāng)時(shí)井位選擇和技 術(shù)、設(shè)備等條件限制，試驗(yàn)未取得生產(chǎn)效果。上世紀(jì)90年代初，隨著美國(guó)瓦斯地面開(kāi)發(fā)技術(shù)的傳入，我國(guó)開(kāi)始引進(jìn)國(guó) 外瓦斯地面抽采和井下壓裂技術(shù)，在不同地區(qū)開(kāi)展了瓦斯開(kāi)發(fā)試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)十 余年的瓦斯勘探和開(kāi)發(fā)試驗(yàn)，在沁水盆地南部晉城礦區(qū)取得了重大突破。沁 水盆地是當(dāng)今我國(guó)瓦斯勘探開(kāi)發(fā)程度最高的盆地，含煤地層主要是上石炭統(tǒng) 太原組和下二疊統(tǒng)山西組；煤層厚度大，分布穩(wěn)定，熱演化程度高，生氣量 大；煤層割理發(fā)育，構(gòu)造線交匯部位裂隙發(fā)育，瓦斯產(chǎn)出條件好；煤層上覆 有效厚度較大，水動(dòng)力條件好，瓦斯保存條件有利。20世紀(jì)90年代兩淮礦區(qū)在地面勘探和開(kāi)采煤層氣方面做

10、了大量工作，先 后施工測(cè)試井14 口，壓裂試生產(chǎn)井8 口，但產(chǎn)氣效果均不理想，日產(chǎn)量達(dá)不 到商業(yè)開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)。2002年以來(lái)，淮南礦區(qū)不斷創(chuàng)新抽采理念，積極試驗(yàn)地面 鉆井抽采采動(dòng)區(qū)、采空區(qū)瓦斯，到目前為止，共施工地面鉆井12 口，其中7 口取得成功，4 口失敗，1 口正在考察中。地面鉆井抽采瓦斯技術(shù)，雖在國(guó)外已作過(guò)研究和試驗(yàn)，但主要是針對(duì)煤 層賦存穩(wěn)定、滲透性好的煤層，少數(shù)低透氣性煤層礦區(qū)也曾配合水力壓裂等 措施進(jìn)行過(guò)地面鉆井抽采瓦斯，但產(chǎn)氣效果不理想。與本礦井同屬西南的云南省新莊礦區(qū)觀音山礦井開(kāi)發(fā)業(yè)主云投奧電扎西 能源有限公司與澳大利亞米切爾鉆井公司在觀音山井田內(nèi)已進(jìn)行過(guò)地面鉆井 瓦斯抽采試驗(yàn)。

11、根據(jù)其目前的試驗(yàn)情況，實(shí)驗(yàn)處于停滯狀態(tài)，效果較差。(二)煤層氣規(guī)?；孛娉椴蓷l件分析借鑒國(guó)外地面瓦斯抽采成功經(jīng)驗(yàn)，從目前我國(guó)主要含煤盆地瓦斯開(kāi)發(fā)試 驗(yàn)成果來(lái)看，煤層氣規(guī)?；孛娉椴蓱?yīng)具備如下幾個(gè)條件：1、資源條件煤層厚度25m，連續(xù)性好，以保證有足夠數(shù)量和穩(wěn)定的瓦斯資 源量；煤層滲透率越大越好；(3 )煤層平均瓦斯含量2 85m3/t(4)適宜規(guī)模化、集中化開(kāi)采。實(shí)踐證明，埋深300m以上的煤層一般具有較高的瓦斯含量，3001000m 是具有瓦斯資源開(kāi)發(fā)潛力的煤層埋藏深度。煤層厚度大是瓦斯高產(chǎn)富集的重要因素之一，因?yàn)槊簩雍穸却?，瓦斯?資源量以及鉆井有效見(jiàn)煤段的比例相應(yīng)也大。煤層滲透性是影響瓦

12、斯可采性的關(guān)鍵因素之一，滲透率的大小直接影響 瓦斯在煤層中運(yùn)移難度。一般來(lái)說(shuō)，煤層的滲透性一部分來(lái)自煤層割理，另 一部分來(lái)自構(gòu)造裂隙。美國(guó)東部盆地進(jìn)行地面瓦斯抽采的最低要求我括：煤層累計(jì)厚度3m, 平均瓦斯含量2 5.7m3/t，滲透率0.1md，深度 1220m，鏡質(zhì)體反射率 0.75%。澳大利亞進(jìn)行地面瓦斯的采的最低要求包括：?jiǎn)蚊簩雍穸葢?yīng)3m,平均 瓦斯含量2 7.1m3/t,灰分含量 2,項(xiàng)底板條件非砂巖。根據(jù)美國(guó)地面抽采瓦斯的經(jīng)驗(yàn)，煤階以低-中揮發(fā)分煙煤為主，而且至今 尚無(wú)地面抽采無(wú)煙煤礦區(qū)的先例。究其原因，在于高煤階煤儲(chǔ)層滲透率對(duì)應(yīng) 力敏感性強(qiáng)，應(yīng)力滲透率衰減快；高吸附性、微孔性，自

13、封閉性效應(yīng)明顯； 高煤階煤束縛水飽和度大，相對(duì)滲透能力低；經(jīng)歷的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)期次多，其反 復(fù)加壓和卸壓，滲透性損害極大；煤基質(zhì)收縮能力弱，瓦斯抽采過(guò)程中其滲 透率較難得到改善。實(shí)施煤層氣資源集中開(kāi)發(fā)、整裝開(kāi)發(fā)的第一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)是煤層氣礦業(yè)權(quán) 的配置。因?yàn)樗鼪Q定著一個(gè)煤層氣資源區(qū)塊（無(wú)論大小）煤層氣的生產(chǎn)方式、 運(yùn)輸方式和市場(chǎng)用戶(hù)的選擇。船景煤礦可采厚度在0.75.21m,煤層穩(wěn)定性較差。根據(jù)鄰近礦井情況和煤層滲透率 0.1md。船景礦井煤層氣儲(chǔ)量規(guī)模和儲(chǔ)量豐度較低，加之資源分布于丘陵、山地 類(lèi)地理環(huán)境，對(duì)集中開(kāi)采、輸送和利用不利，難以集中化、規(guī)?；_(kāi)采。2、技術(shù)條件根據(jù)目前國(guó)內(nèi)和國(guó)際的地面規(guī)模抽采成

14、功的經(jīng)驗(yàn)，均是在煤層埋深適中、 厚度大、含氣量高，具備良好的煤層氣資源條件；地層產(chǎn)狀平緩，斷層少， 煤層割理發(fā)育和滲透率較高，具備良好的煤層氣開(kāi)發(fā)地質(zhì)條件的地區(qū)。與本礦井同屬西南的云南省新莊礦區(qū)觀音山礦井開(kāi)發(fā)業(yè)主云投奧電扎西 能源有限公司與澳大處亞為切爾鉆井公司在觀音山井田內(nèi)已進(jìn)行過(guò)地面鉆井 瓦斯抽采試驗(yàn)。采用代麥克辛鉆井技術(shù)，由地面鉆兩個(gè)分支水平井，再與垂 直井匯接，井入煤層的水平孔沿煤層走向距離煤層頂板2m定向鉆井，進(jìn)入煤 層的水平孔孔徑120mm，每口分支井長(zhǎng)1625m，煤層內(nèi)水平孔長(zhǎng)935m，非煤系 孔長(zhǎng)690m，垂直井深550m。按照預(yù)計(jì)在煤層內(nèi)每米水平鉆孔日產(chǎn)氣10m3，一 組代麥

15、克辛井一年產(chǎn)氣610萬(wàn)10m3，連續(xù)抽采一年半后，可將代麥克辛井控 制區(qū)域內(nèi)煤體瓦斯含量降到5 m3/t以下，其每組井投資約140萬(wàn)美元。根據(jù) 其目前的試驗(yàn)情況，效果較差。根據(jù)船景礦井的煤層氣資源賦存情況，目前 在船景礦井采用規(guī)?；簩託獬椴杉夹g(shù)還不具備。（三）政策符合性分析根據(jù)國(guó)家發(fā)改委組織編制的煤層氣（煤礦瓦斯）開(kāi)發(fā)利用“十一五” 規(guī)劃，“十一五”期間，地面抽采瓦斯的重點(diǎn)是建設(shè)沁水盆地和鄂爾多斯盆 地東緣兩大瓦斯產(chǎn)業(yè)化基地。根據(jù)國(guó)家礦產(chǎn)資源規(guī)劃，綜合考慮煤層氣、煤炭資源賦存狀況，筠連礦 區(qū)未列入煤層氣勘查、地面開(kāi)采區(qū)域。船景礦井礦區(qū)范圍內(nèi)目前未設(shè)置煤層 氣勘探、開(kāi)采礦權(quán)。因此，不滿(mǎn)足“新設(shè)立的煤炭探礦權(quán)、采礦權(quán)不得進(jìn)入 國(guó)家公告的特定煤層氣勘查、開(kāi)采區(qū)域”。（四）船景礦井適宜的煤層氣抽采方式參考鄰近芙蓉礦區(qū)的抽采經(jīng)驗(yàn)，煤層透氣性系數(shù)普遍較低，屬較難抽采 煤層。本井田瓦斯地質(zhì)條件和災(zāi)害程度與芙蓉礦區(qū)白皎煤礦和芙蓉煤礦類(lèi)似， 他們?cè)谕咚钩椴煞矫娣e累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，為本井田瓦斯抽采提供了技術(shù)支持 和保障。根據(jù)礦井開(kāi)采煤層瓦斯涌出量大小和來(lái)源，結(jié)合煤層賦存情況和鄰近芙 蓉礦區(qū)的瓦斯抽采經(jīng)驗(yàn)，礦井瓦斯抽采方法為采用底板巷道系統(tǒng)對(duì)煤層進(jìn)行 預(yù)抽和卸壓抽采，同時(shí)輔以本煤層預(yù)抽和采空區(qū)抽