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        1. 國內首次!中國煤科為煤炭與天然氣協同開采提出解決方案
          2024-05-27 來源:科技日報 2024-05-23

          記者5月23日從中國煤炭科工集團(以下簡稱中國煤科)獲悉,中國煤科武漢設計院科研團隊開展的“新街臺格廟礦區煤-氣資源協同開采理論與技術評價”課題近日順利完成驗收。這意味著,該科研團隊在我國首次深入煤炭與天然氣協同開發“無人區”,填補了國內整裝煤田煤炭與天然氣協同開采領域的空白。

          鄂爾多斯盆地儲存著豐富的礦藏資源,是國家級重點開發區域和全國重要的能源和新型化工基地。地處其中的新街臺格廟礦區是煤炭和天然氣資源上下疊置的典型代表。

          “在新街臺格廟礦區,天然氣井和管線星羅棋布,壓覆了大量煤炭資源,對煤炭開采帶來重大安全隱患。同樣,煤炭開采形成的采空區導致天然氣鉆井困難、開發受限,煤礦采掘擾動影響現有天然氣井及地面設施設備安全?!敝袊嚎莆錆h設計院智慧礦山院院長辛德林介紹,因礦權重疊,多資源協調開發機制不健全,缺乏頂層規劃和協調機制,且單一礦種開采技術不適用于兩種或多種資源開發等諸多因素,天然氣與煤炭資源協同開采存在協調難度大、開采成本高、資源浪費多、安全隱患大等諸多問題,國內外尚未深度開展相關研究。

          中國煤科武漢設計院科研團隊歷經2年科技攻關,為煤炭與天然氣的協同開發提供了理論支撐、技術方法和專項方案。

          0524開采

          天然氣開發走廊井組部署示意圖。

          科研團隊從綜合確保兩種資源高采出率的全新視角出發,統籌構建了煤-氣協同安全開發的頂層規劃。與煤炭大規模采掘煤層不同,天然氣開發依賴于部署開發井組回收地層中的氣體。課題小組提出,將天然氣井口及管線在地面集中規劃成條帶狀,實現煤炭與天然氣協同開發,并稱之為“天然氣開發走廊”。

          課題小組深入現場,分析了不同天然氣開發井型下的剖面空間關系,構建了可滿足煤-氣重疊區整體開發要求的天然氣開發走廊體系。根據走廊體系,針對臺格廟整裝礦區,課題小組提出“四定”模式,即開發模式設定、走廊位置選定、走廊尺寸確定、開發時序設定,并由此構建了協同開發方案。

          在天然氣和煤炭的協同開采中還存在大量的工程技術難題。例如,常規的天然氣井封堵工藝完備成熟,但是并不能滿足兩種資源協調開采時安全生產的要求?!叭绻烊粴饩畬旱V開采層上下的承壓含水層,或者是導通了天然氣儲層,那么煤礦將面臨重大安全事故?!闭n題小組成員趙強解釋道。

          針對上述難題,課題小組通過調研走訪、理論研究、大量計算,提出了“五段封堵、三層阻隔、查固補注、分段用材、層層質檢”的天然氣廢棄井立體全井段封堵體系,并開展了工業試驗。在該封堵體系的保障下,課題小組分析了巷道、探巷、工作面過廢棄井的適用條件,提出了相應的解決方案。

          據介紹,相關研究成果為能源的安全高效開采提供了重要技術支撐,也為能源行業綠色發展提供了新的路徑。


          (責任編輯:王林琳 康子儀)
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