不要一关了之!关闭矿井残存煤层气是“富矿”

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不要一关了之!关闭矿井残存煤层气是“富矿”


8台庞大的瓦斯抽采泵,4960个抽采钻孔,在井下轰隆隆持续进行瓦斯抽采。这是如今重庆能源集团中梁山煤电气公司南矿、北矿井下的工作场景。


据中梁山煤电气公司总经理张邦安介绍,目前抽采钻孔覆盖区域内的瓦斯储量达10亿立方米。但早在2016年12月7日,中梁山煤电气公司南矿、北矿已停止煤炭生产。


有效抽采利用关闭(废弃)矿井残存煤层气(煤矿瓦斯),是近年来煤炭行业持续关注的课题。


应急管理部信息研究院副院长刘文革表示,目前我国废弃矿井残存瓦斯的抽采利用仍存在巨大发展空间。


废弃矿井富集的瓦斯既有安全隐患,又有开发价值











废弃矿井残存瓦斯引发的事故并不少见。
2018年10月1日,河北冀中能源张矿集团宣东矿在关闭封填风井期间发生瓦斯爆炸事故,导致4人受伤,并造成百米以外京张高速公路上的部分车辆受损。
2018年10月15日,重庆市綦江区石壕镇梨园坝矿在工人进行封闭作业时发生瓦斯爆炸,导致5人死亡。
刘文革表示,废弃矿井富集的瓦斯既有安全隐患,又有开发价值。
以中梁山煤电气公司为例,其利用紧靠重庆市主城区的地理位置优势,从1986年开始规模化开发利用瓦斯,30余年累计抽采瓦斯13.4亿立方米,利用瓦斯9.66亿立方米。停产关闭后,该公司继续抽采残存瓦斯。2017年至今,该公司共抽采利用瓦斯1.15亿立方米,收入9200万元(含国家抽采利用补贴),实现利润3082万元。
中梁山煤电气公司在制定关闭两个煤矿的方案时,超前考虑到废弃矿井瓦斯的继续开发事宜,利用保留下来的4960个抽采钻孔(其中80%为预抽采钻孔,20%为煤层采空区抽采钻孔)和关闭矿井时建立的密闭墙上预留的观察孔,成功抽采出两个废弃矿井的瓦斯。
据重庆能源集团科技公司董事长沈大富介绍,我国93%的煤矿都是井工煤矿,残存瓦斯主要存在于井工开采的高瓦斯关闭煤矿。废弃矿井残存瓦斯的来源主要有两个一是保留煤柱、含气岩层、未来得及开采煤层的瓦斯,二是矿井煤炭资源回收不净而未完全解吸的瓦斯。
2010年以来,全国累计关闭煤矿近3万处,‘十三五’末及今后一段时间,还将关闭一批年产30万吨以下煤矿及资源枯竭矿井。国家能源局煤炭司副司长任育之在2019年12月底召开的全国关闭矿井残存煤层气开发利用技术交流会上表示,“这些已关闭和将要关闭的煤矿,有相当一部分是高瓦斯矿井,残存着大量瓦斯。
早在2014年召开的国际煤层气暨页岩气研讨会上,中国矿业大学教授桑树勋就曾介绍,1949年至2012年,我国井工开采的残存煤炭资源总量达582.7亿吨。其中,高阶残煤101.8亿吨,中阶残煤441.7亿吨,低阶残煤39.2亿吨。由于生产矿井部分残存煤炭中的气体尚未完全解吸,且采动影响范围内邻近煤层赋存大量气体,我国残存煤炭赋存煤层气资源总量较大,在1132.7亿立方米至2187.2亿立方米之间
全国关闭矿井残存煤层气开发利用技术交流会披露,2011年以来,全国新增关闭煤矿7800多处,预计2020年关闭煤矿达12000处,2030年达15000处。据测算,全国关闭矿井残存煤层气资源达5000亿立方米,仅山西就有2000亿立方米。


开发利用正当其时,安全环保又经济











近年来,我国对煤层气资源的开发利用日益重视。
2016年,《煤层气(煤矿瓦斯)开发利用“十三五”规划》将关闭矿井瓦斯开发利用示范工程列入其中,提出实施废弃矿井残余瓦斯抽采利用示范工程,研发推广废弃矿井残余瓦斯抽采利用技术。
同年,国家能源局将关闭矿井残余瓦斯抽采利用列入煤矿瓦斯防治和煤层气开发利用重点工作之一,同时将关闭矿井瓦斯开发利用系统列入2016年、2017年和2018年中央预算内资金支持范围。
“开发利用这些瓦斯,效益多元,意义重大,正当其时。”任育之表示。他指出,目前开发废弃煤矿残存瓦斯,既有技术支撑,又有良好效益,符合国家经济发展中对加大清洁能源开发利用力度的期待。
安徽理工大学能源与安全学院教授薛生表示,废弃矿井中的瓦斯既污染大气,又威胁矿井安全,抽采出来的瓦斯却是清洁能源。废弃矿井瓦斯抽采可作为非常规天然气抽采利用的新增长点。
山西燃气集团总经理王保玉认为,废弃矿井瓦斯抽采效益体现在三方面一是安全效益,可化解煤矿井下瓦斯积聚带来的安全风险,保障煤矿生产;二是环保效益,可减少温室气体排放;三是经济效益,可变废为宝,开发利用清洁能源。
山西省自然资源厅油气处副处长王俊明同样认为,探索开发利用废弃矿井瓦斯资源可增加山西省清洁能源供应,防范瓦斯溢出事故,减少安全隐患,有利于相邻煤矿安全生产,减少温室气体排放。
据了解,世界发达产煤国家很早就在进行废弃矿井残存瓦斯抽采利用,并已积累了成熟的经验目前,国内许多矿区借鉴国外的成功做法,已经涌现出一些代表性企业和示范性项目。
山西燃气集团蓝焰煤层气公司在实践中初步形成了废弃矿井瓦斯资源评价、开发设计、钻井施工、安全抽采、运行管理、合理利用等一系列技术工艺,使抽采试验实现了过程可控、利益可期。
“与整装瓦斯矿区的地面抽采相比,废弃矿井的瓦斯抽采虽然可持续时间短,但具有成本较低、见效较快、单井出气量大等优势目前,山西燃气集团蓝焰煤层气公司已建成投运采空井22口,平均日产气量约4.2万立方米,并且实现了一定的盈利。”山西燃气集团蓝焰煤层气公司相关负责人说。
山西省在采空区瓦斯抽采上积累了比较系统的经验。对煤炭与煤层气矿业权重叠区范围内的采空区,他们采取井上下联合的方式抽采,同时签署煤层气与煤炭矿业权重叠区资源利用和安全互保协议,加强重叠双方的协调、合作,稳步推进煤炭采空区瓦斯抽采试验,规避了矿业权的纷争。


我国废弃矿井煤层气资源的开发利用,有优势有劣势











目前,业内有专家认为,虽然西方发达国家的经验有借鉴意义,但我们应该走自己的路。
我国对于废弃矿井煤层气资源的开发利用,优势是残煤和残气量大,闭矿后未进行地面排水,有利于气体的保存,而且地面开发技术较为成熟;劣势是闭矿后缺乏长期持续的监测,矿井封闭不严可能导致瓦斯逸散。此外,我国废弃矿井的瓦斯地面抽采,还处于起步阶段,基础理论研究、开发利用技术、产业支持政策等都没有跟上。
中国工程院院士袁亮表示,废弃矿井残存瓦斯抽采面临的问题,主要是勘查开发缺少行业技术标准,废弃矿井瓦斯二次成藏机理与分布特点的评估缺少科学性。废弃矿井残存非常规天然气种类较多,其分布及迁移规律、采动解析—扩散—特征都有待研究探索。煤矿盖层封盖能力评价、资源量评估、井下工程改造、矿井水涌出预测及控制等关键技术研发也急需加大力度。关闭矿井管理的政策法规和技术标准不健全,蕴藏的煤层气资源所有权尚不清晰,开发面临法律和经济风险。
王保玉表示我国废弃矿井大多是小矿,遗留煤炭多,残存瓦斯量大,但基础资料严重缺失,抽采选区近似“黑箱”操作,气井成功率较低,投资风险大;可抽采的空间极为分散,单井产量有限,管道输送也成本甚高。这两个问题,对矿井残存瓦斯抽采利用客观上形成制约。
针对目前存在的问题,袁亮建议,要对主要产煤区进行一次专题调研,以便有针对性地采取对策。
晋煤集团相关负责人建议,一是简化采空区、废弃矿井煤层气矿业权审核程序。将采空区、废弃矿井煤层气资源视为可再生能源,不再单独设立矿业权。审核备案取消煤层气勘查许可证和采矿许可证等前置条件。二是鼓励煤层气勘查开发企业与煤炭矿业权人开展合作,建立合理的权责和利益分配机制,合作攻关、制定标准、建立制度,推动试点范围扩大。三是出台支持集装箱式煤层气移动发电项目的政策,为煤层气移动发电上网提供方便。
“废弃矿井残存瓦斯开发的不确定因素较多,开发风险大,需要在贷款、税收、财政等方面对煤矿关闭地区的土地、环境治理和招商引资方面加大扶持力度,鼓励抽采废弃矿井瓦斯,以增加矿区及周边社区清洁能源供应。”刘文革说。
据了解,国家能源局煤炭司已经起草了促进关闭矿井瓦斯治理与利用的相关文件,希望各地对废弃矿井瓦斯治理与利用给予重视,积极推动这项工作有序开展。


来源:中国煤炭报  者:李北陵 张启兵 编辑:陶冉

责任编辑张小燕

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