現在位置：范文先生網>理工論文>石油能源論文>甘肅靖遠寶積山礦區煤層氣資源開發利用前景

甘肅靖遠寶積山礦區煤層氣資源開發利用前景

時間：2023-02-20 22:48:51 石油能源論文我要投稿

相關推薦

作者: 楊世龍吳五同(甘肅煤炭工業管理局局長，高級工程師，730000甘肅蘭州)
【摘要】甘肅一些中小型含煤盆地中有小而富的煤層氣礦區，靖遠煤田寶積山礦區就是其中之一。寶積山礦區煤層氣資源可靠，礦井服務年限長，有較完善的瓦斯抽放系統，外部開發條件優越，市場可立足于當地。對這類煤層氣抽放條件成熟的礦區進行開發，投資少，見效快，風險較小，具有商業利用的價值，可建設成一個煤層氣開發基地。

１概況寶積山礦區位于白銀市平川區東北1～６ｋｍ，由靖遠礦務局的魏家地礦(設計能力150萬ｔ／ａ)、大水頭礦(設計能力105萬ｔ／ａ)和寶積山礦(設計能力45 萬ｔ／ａ)組成，總設計能力300萬ｔ／ａ。區內地形平坦，各礦井均有鐵路支線及公路相通，交通便利。礦區含煤面積39?65ｋｍ?２，煤炭探明儲量為4 ?79億ｔ(不包括斷層影響帶的表外儲量3893萬ｔ及“斷層煤”儲量1660萬ｔ)，儲量豐度為1246萬ｔ／ｋｍ?２，保有儲量4?64億ｔ。２地質簡況下侏羅統為粗碎屑巖夾薄煤，局部分布，厚20～３００ｍ，以微交角不整合于上三疊統之上。中侏羅圖1 魏家地礦構造剖面示意圖統龍鳳山組為主要含煤地層，分布普遍，厚14～１２０ｍ，假整合于下侏羅統之上。中侏羅統王家山組由下部砂巖段和上部油頁巖段組成，厚350～３７０ｍ，與下伏龍鳳山組為沖刷接觸或假整合接觸。上侏羅統主要為紅色泥巖，厚237 ～５５４ｍ，與下伏王家山組整合接觸，并被上覆白堊系不整合覆蓋。寶積山礦區構造為一軸向300°～３１０°的復式向斜，略往東南傾伏。煤層傾角一般為5°～２０°。斷層主要有位于礦區西南側的F??１－２?斷層組 (圖1)。該斷層組為逆掩斷層，傾角15°～３０°，其上盤覆蓋了礦區近一半的范圍。F??１－２?斷層組中含有煤系地層斷塊及“斷層煤”。該斷層組不僅是隔水帶(阻隔了白堊系含水層與侏羅系之間的水力聯系)，而且阻礙了下盤煤層中煤層氣的逸散，使“斷層煤”和附近的正常煤層(稱為斷層影響帶)均具有煤與瓦斯突出性質。礦區內自上三疊統至中侏羅統王家山組4套地層中均含有煤層，但主要含煤地層為中侏羅統龍鳳山組，其它地層中只含不可采的薄煤層。龍鳳山組含可采煤層1～３層(實際上為一層煤，由于煤層分岔形成了3層)，主采1層(煤1)。可采煤層總厚8?0～２２?５ｍ。另外，F??１－２?“斷層煤”厚0?33～４５?３４ｍ，平均5?7ｍ。煤類屬弱粘煤，部分為不粘煤，個別為氣煤。 3 煤層氣的基本特征寶積山礦區內的大水頭礦和寶積山礦為高沼氣表1 寶積山礦區1995年瓦斯涌出量礦井相對涌出量 (ｍ?３／ｔ) 絕對涌出量 (ｍ?３／ｍｉｎ) 設計能力 (萬ｔ／ａ) 井煤炭產量 (萬ｔ) 備注大水頭礦 22?7 9?32 105 - 原設計能力21萬ｔ／ａ，1987年起進行改擴建，即將移交生產寶積山礦 26?46 9?13 45 24?4 魏家地礦 45?65 31?11 150 35?2 1989年12月移交投產礦井，魏家地礦為煤與瓦斯突出礦井。礦井瓦斯涌出量大，1995年各礦井相對涌出量22?7～４５?６５ｍ?３／ｔ，最高曾達到164?05ｍ?３／ｔ(魏家地礦，1990)，絕對涌出量9?13～３１?１１ｍ?３／ｍｉｎ，最高為46?73ｍ?３／ｍｉｎ(魏家地礦，1994)(表1)。大水頭礦井在89年以前的生產期間曾出現過瓦斯涌出異常，壇狀冒頂；發生過3次瓦斯爆炸及燃燒事故。89年10月改擴建以來，在斷層帶及其影響范圍內又出現了3次瓦斯涌出異常情況，在井下打鉆時發生過夾鉆、頂鉆、噴孔現象。魏家地煤礦在1977．８～１９９２．１２期間曾發生過14次煤與瓦斯突出( 或傾出)，其中突出煤量100ｍ?３以上者8次，最大480ｍ?３，一次瓦斯涌出量最高達2萬ｍ?３。煤與瓦斯突出深度355～５３０ｍ，范圍為F??１－２?斷層組至F?３斷層之間，而且隨著距F??１－２?或F?３逾近，突出的強度愈大，頻率愈高。突出點附近煤的強度低，節理、裂隙發育，局部呈粉沫狀、糜棱狀或鱗片狀，堅固性系數ｆ＝０?２３～０?５８，最低僅0?17，煤的破壞類型屬Ⅲ-Ⅳ類。寶雞山礦區魏家地等礦井的氣藏類型既有斷層遮擋式、斷層牽引式，也有巖性封閉式。突出危險區域以裂隙瓦斯涌出為主，有利于抽出。目前工作面瓦斯抽出率達32?6～４５?８％。據僅有的資料分析，區內瓦斯風化帶較深，一般為370～５００ｍ(魏家地礦煤層埋深在300ｍ以下)。煤層瓦斯含量4?69～５?６３ｍ?３／ｔ，最高可達表2 寶積山礦區煤層氣含量成分礦井樣品數含量 (干燥基) (ｍ?３／ｔ) 組分濃度 (%) ＣH?４烴 CO?２Ｎ?２大水頭 11 5?02 63?63 11?16 4?33 20?88 寶積山 52 5?63 68?51 5?14 4?73 21?62 魏家地 46 4?69 68?00 6?05 4?35 21?60 表3 寶積水礦區魏家地礦井煤層瓦斯賦存特征瓦斯壓力 (MPａ) 吸附常數ａｂ孔隙率ｋｐ (%) 透氣性系數 (ｍ?３／ａｔｍ?２·ｄ) 比表面積 (ｍ?２／ｇ) 煤厚 (ｍ) 煤厚變化系數 (ｃ) 煤層頂板孔隙率 (%) 吸水性 (%) １?８８１５?８５４０?０４５６７?１９～７?５００?００２３～０?００６７２２?９７１３?１１１２?６２?２０（７）０~４?８７１?２（６）０?４~２?６ 11?01ｍ?３／ｔ以上。瓦斯成份以CH?４為主，但Ｎ?２、ＣＯ?２含量較高，值得注意的是烴含量也較高，最高可達36?26%(表2)。煤層瓦斯賦存特征見表3。寶積山礦區3個礦井均已建立了井下瓦斯抽放系統，但僅魏家地礦有瓦斯抽放資料，采用井下鉆孔抽放和巷道排放相結合的方法。魏家地礦自投產后已抽放的瓦斯總量為1380?99萬ｍ?３(表4)。表4 魏家地礦井瓦斯抽排統計年度礦井瓦斯涌出量 (ｍ?３／ｍｉｎ) 風排量抽放量總量 (ｍ?３／ｔ) 抽

放量 (萬ｍ?３) １９９０２６?０８６?０３２?０８１６４?０５２３?０１９９１３９?２６５?２４４?４６１２７?５１４６?１９１９９２３６?３０２?５３３８?８２７９?０９１４７?０３１９９３３７?７２６?６３６４４?３５６８２?６３３８０?８０１９９４４６?７３５９?２８３２３?３０１９９５３１?２３４５?８２３５６?４３１９９６年 1-3月 104?24 ４煤層氣開發利用建議目前，我國煤層氣勘探、開發試驗項目均在中、東部地區，而甘肅尚未被列為國家重點煤層氣開發區。甘肅省境內除了位于鄂爾多斯盆地西南緣的平涼-慶陽含煤區外，其余侏羅系含煤與煤層氣的盆地大多是中小型陸相含煤盆地，面積小者只有數十平方公里，大者也不過上萬平方公里。但象寶積山礦區，3個礦井的煤層氣小而豐富，資源可靠，埋藏淺，外部開發條件良好，并且一直在進行著以安全采煤為目的的瓦斯抽放，有良好的開發利用前景。至今煤層氣從礦井抽出后就地放空，未能收集和利用，是十分可惜的。然而當地就是市場，一旦回收進入市場，就會具有經濟價值。可以說盡快開發利用寶積山礦區煤層氣的條件是成熟的，如地質條件清楚、成氣與氣藏條件具備、抽排與監測控制系統現成等。因此，加強在煤層氣資源豐富的礦區開展開發利用評價研究很有必要。主要應對產氣層(煤)特征、蓋層及氣藏類型進行評價，重點是優選有利的開發地區，部署井位，進行勘探開發評價，以便推動整體工作的開展。《中國煤層氣》第2期(1995)唐曉東、孟英峰所作的“我國煤礦抽放瓦斯利用方案的研究”一文中指出：在常溫、低壓(0?4～0?8MPａ)下進行的變壓吸附凈化技術，設備簡單，裝置可橇裝化；其采用活性炭吸附貯運凈化瓦斯也是在常溫、低壓(3～６ＭＰａ)下，可適用于我省寶積山礦區魏家地礦等3個礦井抽放瓦斯的利用。將煤層氣抽出就地凈化、壓縮和吸附，用低壓鋼瓶貯運，即可作為礦區汽車燃料和普通燃料等。 5 可以獲得一定的效益甘肅省靖遠煤田寶積山礦區在現有條件的基礎上，只需少量投資，增加地面收集、輸送、銷售方面的供氣設備、器具，就能建成一個煤層氣開發基地。當煤炭產量達到設計能力，并且優化井下抽放系統，從井下每年都可抽放煤層氣2000 萬ｍ?３以上，按0?5元／ｍ?３計算，每年可獲得1千萬元的銷售收入。即使近期達不到設計能力，以減半計算，預計每年也能獲得500萬元的經濟收益。考慮到礦區礦井服務年限較長，累計的經濟效益將很可觀。從社會效益考慮，煤層氣的開發利用可大大改善井下安全生產條件，能減少環境污染，又能獲得潔凈能源。以煤層甲烷1000ｍ?３相當于3～４ｔ煤炭的利用效率計算，利用煤層氣無疑于額外地獲得了一個小煤礦。此外，通過開發利用寶積山礦區各礦井的煤層氣，還可以為小而富的煤層氣礦區(井)提供開發利用煤層氣的經驗。▲

【甘肅靖遠寶積山礦區煤層氣資源開發利用前景】相關文章：

淺談地方資源中寫作素材的開發利用08-15

水土資源開發利用效益狀況調研報告08-21

初中數學課程資源開發利用探討08-20