地面瓦斯区域治理工程
地面瓦斯区域治理工程
导语：在煤炭安全高效开采过程中，复杂条件下的瓦斯抽采与区域治理至关重要，也是煤炭行业涉及瓦斯矿井的开采难题之一。转化果平台推荐的《地面瓦斯区域治理工程》，提出了一种在地面对井下煤层实施纵深多层次、横向多角度、超长度、超高压定向钻孔，以此引导规模化、均质化地面水力压裂治理瓦斯突出的新技术，该技术利用地面钻井、水射流定向钻孔、水力压裂、地面抽采技术，使煤层瓦斯均质化，大幅增加了煤层透气性，提高瓦斯抽采效率，彻底消除了传统掘的进巷道瓦斯治理工艺高成本、高风险、低效率等弊端，实现了低成本、高效率、低风险的瓦斯治理技术的新突破。 煤与瓦斯作为同源共生的能源资源，在我国储量极为丰富，特别是在2000m以浅的瓦斯地质资源量约36.81万亿m³，与陆上常规天然气资源量相当，为我国煤层开采与瓦斯气规模化利用提供了坚实基础。然而，我国超过一半的矿井属于高瓦斯矿井，煤层瓦斯压力和含量较高，容易引发矿井瓦斯动力灾害。因此，研究复杂条件下煤层卸压抽采技术与工艺，提升瓦斯抽采效率和利用率，是目前阶段的重要研究课题。煤与瓦斯作为同源共生的能源资源，在我国储量极为丰富，特别是在2000m以浅的瓦斯地质资源量约36.81万亿m³，与陆上常规天然气资源量相当，为我国煤层开采与瓦斯气规模化利用提供了坚实基础。然而，我国超过一半的矿井属于高瓦斯矿井，煤层瓦斯压力和含量较高，容易引发矿井瓦斯动力灾害。因此，研究复杂条件下煤层卸压抽采技术与工艺，提升瓦斯抽采效率和利用率，是目前阶段的重要研究课题。 1.研究目的 基于安全高效瓦斯抽采技术与工艺研究，改善煤层透气性，提升瓦斯抽采效率，降低瓦斯抽采成本，确保煤层的正常开采。 2.重点研究内容 （1）径向水射流定向钻孔引导煤层水力压裂的地面瓦斯抽采技术及工艺； （2）长距离径向水平井孔高效钻进与控制方法。 （3）水力压裂裂纹扩展形态对煤层增透的影响。 3.主要创新点 本研究项目的主要创新点是： （1）首次提出通过实施地面井在煤层中多层次、多方向、超高压（60-250MPa）、超长度（100-150米）进行定向水射流射孔，引导大规模水力压裂的组合创新工艺。 （2）通过研究方位角、压裂液排量对裂缝扩展的影响规律，以及压裂过程中的波动型压力与二次破裂现象，突破了常规径向射孔和常规压裂裂缝顺地层最大应力方向扩散的难题。 （3）利用地面密集台阵微地震数据采集方法监测定向水力压裂裂缝发展趋势，保证了瓦斯抽采效果。 该技术已在冀中能源峰峰集团九龙矿和羊东矿得到应用，取得显著成效。九龙矿通过地面钻井抽采瓦斯一期工程，自2021年4月开始排采气以来，已累计排采煤层气289.77万m³。羊东矿地面钻井抽采瓦斯一期工程于2024年底完成，6口地面井自2025年1月开始排采气，至2025年6月底，日均排气量达5500m³，累计排气量82万m³。 该技术在降低矿井煤与瓦斯突出和瓦斯异常涌出风险方面具有显著效果，保障了安全生产，为煤矿开辟了能源开发和利用的新途径。该技术尤其在具有高地应力、高瓦斯压力、高地温、低渗透率的复杂煤层中具有较高的推广价值，有望成为未来瓦斯抽采技术的重要发展方向。
