記者5月23日從中國(guó)煤炭科工集團(tuán)（以下簡(jiǎn)稱中國(guó)煤科）獲悉，中國(guó)煤科武漢設(shè)計(jì)院科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)展的“新街臺(tái)格廟礦區(qū)煤-氣資源協(xié)同開(kāi)采理論與技術(shù)評(píng)價(jià)”課題近日順利完成驗(yàn)收。這意味著，該科研團(tuán)隊(duì)在我國(guó)首次深入煤炭與天然氣協(xié)同開(kāi)發(fā)“無(wú)人區(qū)”，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)整裝煤田煤炭與天然氣協(xié)同開(kāi)采領(lǐng)域的空白。
鄂爾多斯盆地儲(chǔ)存著豐富的礦藏資源，是國(guó)家級(jí)重點(diǎn)開(kāi)發(fā)區(qū)域和全國(guó)重要的能源和新型化工基地。地處其中的新街臺(tái)格廟礦區(qū)是煤炭和天然氣資源上下疊置的典型代表。
“在新街臺(tái)格廟礦區(qū)，天然氣井和管線星羅棋布，壓覆了大量煤炭資源，對(duì)煤炭開(kāi)采帶來(lái)重大安全隱患。同樣，煤炭開(kāi)采形成的采空區(qū)導(dǎo)致天然氣鉆井困難、開(kāi)發(fā)受限，煤礦采掘擾動(dòng)影響現(xiàn)有天然氣井及地面設(shè)施設(shè)備安全。”中國(guó)煤科武漢設(shè)計(jì)院智慧礦山院院長(zhǎng)辛德林介紹，因礦權(quán)重疊，多資源協(xié)調(diào)開(kāi)發(fā)機(jī)制不健全，缺乏頂層規(guī)劃和協(xié)調(diào)機(jī)制，且單一礦種開(kāi)采技術(shù)不適用于兩種或多種資源開(kāi)發(fā)等諸多因素，天然氣與煤炭資源協(xié)同開(kāi)采存在協(xié)調(diào)難度大、開(kāi)采成本高、資源浪費(fèi)多、安全隱患大等諸多問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外尚未深度開(kāi)展相關(guān)研究。
中國(guó)煤科武漢設(shè)計(jì)院科研團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)2年科技攻關(guān)，為煤炭與天然氣的協(xié)同開(kāi)發(fā)提供了理論支撐、技術(shù)方法和專項(xiàng)方案。
科研團(tuán)隊(duì)從綜合確保兩種資源高采出率的全新視角出發(fā)，統(tǒng)籌構(gòu)建了煤-氣協(xié)同安全開(kāi)發(fā)的頂層規(guī)劃。與煤炭大規(guī)模采掘煤層不同，天然氣開(kāi)發(fā)依賴于部署開(kāi)發(fā)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(guī)劃成條帶狀，實(shí)現(xiàn)煤炭與天然氣協(xié)同開(kāi)發(fā)，并稱之為“天然氣開(kāi)發(fā)走廊”。
課題小組深入現(xiàn)場(chǎng)，分析了不同天然氣開(kāi)發(fā)井型下的剖面空間關(guān)系，構(gòu)建了可滿足煤-氣重疊區(qū)整體開(kāi)發(fā)要求的天然氣開(kāi)發(fā)走廊體系。根據(jù)走廊體系，針對(duì)臺(tái)格廟整裝礦區(qū)，課題小組提出“四定”模式，即開(kāi)發(fā)模式設(shè)定、走廊位置選定、走廊尺寸確定、開(kāi)發(fā)時(shí)序設(shè)定，并由此構(gòu)建了協(xié)同開(kāi)發(fā)方案。
在天然氣和煤炭的協(xié)同開(kāi)采中還存在大量的工程技術(shù)難題。例如，常規(guī)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(xié)調(diào)開(kāi)采時(shí)安全生產(chǎn)的要求。“如果天然氣井導(dǎo)通煤礦開(kāi)采層上下的承壓含水層，或者是導(dǎo)通了天然氣儲(chǔ)層，那么煤礦將面臨重大安全事故?！闭n題小組成員趙強(qiáng)解釋道。
針對(duì)上述難題，課題小組通過(guò)調(diào)研走訪、理論研究、大量計(jì)算，提出了“五段封堵、三層阻隔、查固補(bǔ)注、分段用材、層層質(zhì)檢”的天然氣廢棄井立體全井段封堵體系，并開(kāi)展了工業(yè)試驗(yàn)。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(guò)廢棄井的適用條件，提出了相應(yīng)的解決方案。
據(jù)介紹，相關(guān)研究成果為能源的安全高效開(kāi)采提供了重要技術(shù)支撐，也為能源行業(yè)綠色發(fā)展提供了新的路徑。
來(lái)源: 科技日?qǐng)?bào)
