盤江礦區(qū)煤層氣資源及開發(fā)前景

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1、盤江礦區(qū)煤層氣資源及開發(fā)前景【摘要】盤江礦區(qū)煤炭資源儲量豐富，2370ｋｍ2井田范圍內(nèi)，有煤炭資源4778億ｔ，煤層多，分布廣，可采煤層總厚15～３０ｍ。向斜翼部含煤帶寬緩平坦，利于煤層氣的富集，煤種以中變質(zhì)煙煤為主，煤層儲氣能力強，煤層甲烷含量為124～１５０ｍ３／t，甲烷資源總量為1092億ｍ３。多年來，盤江礦區(qū)一直致力甲烷抽放工作，具有良好的煤層氣開發(fā)的基礎(chǔ)條件，目前盤江礦務(wù)局已制定了一套完整的煤層氣開發(fā)利用計劃。本區(qū)煤層埋藏較淺，地質(zhì)結(jié)構(gòu)簡單，煤層滲透率較高，市場條件優(yōu)越，具有良好的煤層氣開發(fā)

2、前景。１引言盤江礦務(wù)局是中國500家最大工業(yè)企業(yè)之一，是貴州省重要的煤炭企業(yè)，共有職工25000名。盤江礦務(wù)局現(xiàn)有5座煤礦，其中3座為瓦斯突出礦井，年產(chǎn)煤炭近500萬ｔ，計劃到2000年產(chǎn)煤1000萬ｔ，2010年產(chǎn)煤2100萬ｔ，所產(chǎn)煤炭為低硫、低灰、高發(fā)熱量煙煤和無煙煤。盤江礦區(qū)儲煤面積2370ｋｍ２，可采煤炭儲量948億ｔ，遠(yuǎn)景儲量383億ｔ，煤炭儲量豐富，開發(fā)前景樂觀。盤江礦區(qū)為高瓦斯礦區(qū)，歷史上曾發(fā)生過瓦斯突出事故7次，瓦斯爆炸事故1次。1995年全礦區(qū)甲烷涌出量為15900萬ｍ３，甲烷抽放量為2

3、800萬ｍ３，抽放率約為177%。礦區(qū)煤層氣儲量豐富，總儲量約為1092億ｍ３，為一中型煤層氣資源區(qū)。隨著盤江礦務(wù)局煤炭生產(chǎn)計劃(到2010年，年產(chǎn)煤炭2100萬ｔ)的實施，甲烷抽放、利用工作的進一步加強和提高已迫在眉睫，為了制定合理的甲烷開發(fā)利用計劃，應(yīng)對盤江礦區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造特點、甲烷生儲特征及分布規(guī)律、目前甲烷抽放的技術(shù)狀況、水平等進行細(xì)致的研究。2盤江礦區(qū)地質(zhì)概況及煤層氣資源21礦區(qū)地質(zhì)、煤層條件盤江礦區(qū)位于云南--貴州--桂林復(fù)向斜內(nèi)，礦區(qū)內(nèi)的采掘工程都是沿著與復(fù)向斜軸近似平行的向斜翼展布，四座煤礦

4、位于盤官向斜西翼，一座煤礦位于土城向斜北翼。向斜翼部的開采工作沿構(gòu)造線在極淺部進行，翼部地層產(chǎn)狀平緩，傾角為10°～３０°，翼部寬闊，使開采工作猶如在單斜構(gòu)造上進行?？傮w來說，礦區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡單，內(nèi)有大斷層和小型褶曲破壞了煤層的連續(xù)性。盤江礦區(qū)的開采煤層形成于晚二疊紀(jì)，含煤地層龍?zhí)督M下伏晚二疊紀(jì)玄武巖組，與之成不整合接觸；上覆三疊紀(jì)飛仙官組，與之成整合接觸。龍?zhí)督M包括砂巖、粉砂巖、頁巖和煤層，含煤地層由互層的砂巖、頁巖、煤層、薄層粉砂巖組成，沉積序列自上到下明顯由陸相沉積為主過渡到濱海沉積，下伏玄武巖組由塊狀石灰石

5、層組成。含煤地層共含煤20～３０層，其中可采層10～１５層，可采煤層總厚度為15～３０ｍ，煤層最大間距20ｍ，煤層傾角10°～３０°。根據(jù)我國煤質(zhì)牌號分類法，盤江礦區(qū)的煤種屬氣煤～無煙煤，以氣煤、肥煤、氣肥煤為主。根據(jù)美國ASTM分類法，近75%的煤炭儲量屬于中揮發(fā)性煙煤和高揮發(fā)性煙煤。煤炭總儲量中29%為煉焦煤，而69%為動力煤。２２煤層氣資源２２１煤層氣儲層特征盤江礦區(qū)大部分煤炭儲量是中揮發(fā)性煙煤，煤層儲氣能力很強，在世界各國，中揮發(fā)性煙煤是眾多煤礦煤層氣開發(fā)項目的選擇煤種，盤江礦區(qū)煤層甲烷含量為12

6、4～１５０ｍ３／ｔ，甲烷含量梯度為0352～００８４４ｍ３／t／ｍ(埋深)。雖然無法取得與煤層互層的碎屑巖儲氣特征的有關(guān)具體參數(shù)，但對碎屑巖的調(diào)查結(jié)果表明，這些巖石都沒有硅化，裂隙還處于開裂狀態(tài)，所有這些都顯示了碎屑巖有利的潛在儲氣特征。２２２礦區(qū)各煤層滲透率盤江礦區(qū)煤層滲透率為010～１６５ｍｄ，該數(shù)值反映了盤江礦務(wù)局各礦實際煤層氣抽放條件的變化范圍，據(jù)盤江礦務(wù)局有關(guān)人員稱，3號煤層和5號煤層滲透率低，屬于難抽放煤層；17、18、19、26號煤層滲透率中等，屬于可抽放煤層；12、20號煤層的滲

7、透率最大，屬于易抽放煤層。223儲氣層和圍巖的水文特征盤江礦區(qū)含煤地層出露的含水層是玄武巖組的碳酸巖巖層，它們處于含煤地層的下部，不是煤礦的涌水源。由于含煤地層有非滲透性巖層，而且非滲透巖層將含煤地層同含水層隔開，所以開采過程中，礦井涌水量非常小。224可回收的煤層氣資源儲量預(yù)測(1)現(xiàn)有條件下可回收的煤層氣資源量1995年盤江礦務(wù)局釋放煤層氣的總回收率為177%，甲烷回收總量為2800萬ｍ３，根據(jù)該回收率，盤江礦區(qū)可回收的煤層氣儲量為193億ｍ３。(2)回收工藝改進后的煤層氣資源可回收量人們相信，

8、通過對現(xiàn)有甲烷抽放系統(tǒng)進行系統(tǒng)的研究，能夠找到大大提高甲烷抽放技術(shù)和應(yīng)用工藝有效性的方法。僅僅為大量甲烷提供一種用法，就會使礦井的甲烷抽放全天運行，目前，盤江礦區(qū)甲烷抽放的平均周期僅占煤礦生產(chǎn)時間的873%。通過實施更積極的沿煤層、穿層和采空區(qū)甲烷抽放技術(shù)，可以回收更多的甲烷，目前盤江礦務(wù)局正在考慮實施末采煤層的甲烷地面抽放技術(shù)，該技術(shù)能生產(chǎn)高質(zhì)量甲烷。同時，地面垂直井