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科技攻关助力山西废弃矿井采空区煤层气开发取得突破—— 我国千亿方“废弃”煤层气资源有望得到释放

   在日前公布的2020年度山西省科学技术奖励项目名单中,“废弃矿井采空区地面煤层气抽采技术研究及示范”项目获得科技进步一等奖。该项目深入开展废弃矿井采空区煤层气富集规律、资源评价及井位优化研究,形成了成套地面抽采工艺和技术体系,通过在晋城、西山、阳泉等多个矿区的推广应用,累计施工抽采井100余口,抽采利用煤层气超亿立方米。

  煤炭是我国的主体能源,经过长期开采之后,采空区和废弃关闭矿井数量众多,赋存有巨大的煤层气资源量。据中国工程院预测,到2030年,我国废弃矿井将达1.5万处,赋存非常规天然气近5000亿立方米。国家能源局2020年5月发布的《关于推进关闭煤矿瓦斯综合治理与利用的指导意见(征求意见稿)》明确指出:“煤矿关闭退出后,矿井内残存的煤矿瓦斯易引发次生灾害,威胁周边生产生活安全,同时增加温室气体排放。”废弃关闭矿井中的煤层气如不加以利用,会通过各种裂隙不断从井下向地面逸散,不但污染环境,还发生过多次安全事故,是巨大的环境和安全隐患。

  据了解,煤层气作为一种较强的温室气体,逸散后的温室效应是二氧化碳的21倍,以我省目前废弃矿井采空区煤层气已利用量1.28亿立方米计算,相当于减排二氧化碳192万吨。因此,对煤炭采空区和关闭矿井内煤层气(瓦斯)进行科学有效的抽采利用,不仅可以消除废弃矿井采空区赋存瓦斯积聚造成的安全隐患,还能将废弃资源“变废为宝”,为煤炭产业实现“碳达峰、碳减排”目标创造新的“碳减排”来源。

  “废弃矿井采空区地面煤层气抽采技术研究及示范项目”是山西省煤基重点科技攻关项目,由晋能控股集团煤与煤层气共采国家重点实验室、华新燃气集团蓝焰煤层气公司、中国矿业大学(北京)和太原理工大学四家单位“产、学、研、用”联合攻关。经过数年共同研发,目前已在废弃矿井采空区煤层气钻井技术、抽采工艺、装备研发、瓦斯利用等方面形成了一套较为成熟的技术体系,并制定颁布了山西省地方标准一项,填补了国内空白。通过近年不断在山西晋城、西山、阳泉等煤矿区进行抽采实践,成效显著,单井日产量最高达到8000立方米,抽采甲烷浓度平均保持在50%以上,最高达99%,对于我国废弃矿井及采空区煤层气开发具有强大的示范效应和推广意义。

  记者了解到,相比一般煤层气开采,废弃矿井及采空区煤层气抽采具有开发成本低、施工环节少、产能释放快的优点,具有可观的商业开发价值。随着该项技术的不断突破,必将对我省建设国家非常规天然气基地,大力实施煤成气增储上产起到积极促进和补充作用。(王龙飞 李超)


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