煤层气抽采“三区联动”模式的规划

文/梁建光

煤层气抽采“三区联动”模式的规划

文/梁建光

为实现煤炭与煤层气两种资源的安全高效协调开发，提高煤炭资源采出率，实现煤矿瓦斯井下抽采和地面抽采两个独立产业模式的有效衔接，解决煤层气开发与煤炭开采的时空矛盾，山西焦煤集团公司探索应用了 “三区联动”模式，并进行规划研究，提高了矿井瓦斯防治与利用的综合管理水平。

一、“三区联动”规划定义

“三区”指生产区、准备区、规划区。

生产区为采掘作业区，在此区域本煤层瓦斯抽采已经基本结束，采掘活动只开展上、下邻近层的瓦斯抽采与治理，基本实现抽采与作业相对分离，该区域处于生产作业的时间称为生产期。

准备区一般为3~5年后开采的井田区域，在此区域进行井上下立体抽采，即地面钻孔与井下区域预抽同步进行（开拓巷道可以进入），对以后的采掘区域进行有效预抽，该区域处于准备作业的时间称为准备期。

规划区一般为5~10年后开采的区域井田区域，在此区域只开展地面钻井瓦斯抽采工作，地面水平井预抽时间不低于5年，地面立井预抽时间不低于10年，该区域处于规划期的时间称为规划期。

二、“三区联动”规划内涵

图1 煤矿区瓦斯“三区联动”立体抽采模式

三、“三区联动”规划目标

“三区联动”规划要全面考虑、统筹布局，对矿井生产规划必须有指导性和前瞻性。高瓦斯、突出矿井必须进行“三区联动”规划。高瓦斯、突出矿井“三区联动”规划必须进行批复，要根据生产衔接对“三区联动”规划每年进行修订并备案。每三年组织相关部门对矿井“三区联动”规划进行一次全面检查并组织各矿井重新编制规划。

四、“三区联动”规划内容

说明矿井目前矿井抽采掘衔接情况，各点瓦斯参数及治理现状；说明“三区”划分依据及划分情况；说明“三区联动”瓦斯治理措施；说明瓦斯治理“三区联动”效果分析。

五、“三区联动”规划办法

各子公司总经理为本公司所辖范围内高瓦斯、突出矿井“三区联动”规划实施总负责人，负责成立构建“三区联动”模式工作领导组及“三区联动”规划的实施。

各子公司总工程师为本公司所辖范围内高瓦斯、突出矿井“三区联动”规划实施的技术总负责人，负责规划、技术方案等的审定及落实。

各子公司通风处负责对矿井 “三区联动”规划各项技术方案的执行情况、各项工程建设情况等进行监督、检查。

各矿矿长为“三区联动”规划实施的负责人，负责成立本矿“三区联动”规划实施领导组及“三区联动”规划的实施。

各矿总工程师为本单位“三区联动”规划实施的技术负责人，负责规划的编制、修订，并组织制定、审核实施过程中各项技术方案等。

各矿井必须严格按照两级集团公司审定的规划组织实施，并制定“三区联动”规划实施细则及考核办法，定期对各实施部门进行考核。

丁珰微微冷笑，道：“小丫头，你良心倒好侍剑惊呼一声，转身便逃。丁珰哪容她逃走？抢将上去，双掌齐发，击中在她后心，侍剑哼也没哼，登时毙命。

集团公司每年组织相关部门对矿井进行一次全面检查，确保矿井“三区联动”模式构建工作稳步有序推进。

六、“三区联动”规划编制

1．规划概述

规划概述要求简述矿井情况，规划编制由来。简述规划编制依据的相关行业规定、标准、公司文件、矿井有关技术资料等。明确规划的指导思想，即：山西焦煤集团公司所辖全部煤与瓦斯突出及高瓦斯矿井必须按本编制提纲要求，以“三区联动”为指导思想对矿井生产及瓦斯治理进行规划。

编制“三区联动”瓦斯治理规划时应符合瓦斯治理工程应体现安全第一、技术经济合理原则，因地制宜地采用新技术、新工艺、新设备、新材料；编制规划要根据现有生产区的实际情况综合考虑未来矿井生产条件的变化、现已掌握的井田地质资料及瓦斯赋存资料合理划分“三区”；“三区联动”规划要有机协调煤矿地面瓦斯抽采、井下区域预抽与采掘生产的关系，合理安排“三区”接替关系，保证有足够的工程施工及抽采时间；简述规划存在的不足，规划编制过程中存在的尚不能确定的、尚需完善的事项等。

2．描述现状

矿井井田范围和井田面积，资源储量、批准的生产能力、现开采煤层。所在地理位置，交通、地形地貌等。井田地层及构造。断层、褶曲、陷落柱、剥蚀带发育情况及其分布规律。批准开采煤层、煤层层数、厚度及可采煤层煤种、倾角、节理、层理发育情况。煤层顶底板岩性特征、结构及变化规律；煤层结构，煤层露头（含隐伏露头）及风氧化带情况。井田水平划分、采区划分、大巷布置、采掘工作面及采掘工艺情况。矿井煤层瓦斯含量情况、瓦斯等级，矿井瓦斯及二氧化碳相对涌出量、绝对涌出量；煤层瓦斯压力、井田瓦斯赋存规律；各可采煤层煤尘爆炸性鉴定资料、煤层自燃倾向性鉴定资料和自然发火期统计资料；矿井煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险性。矿井通风情况、矿井瓦斯抽采情况、矿井防治煤与瓦斯突出情况、矿井监测监控系统情况、矿井防灭火情况。

3．“三区”的划分

矿井“三区”的划分以现有抽掘采衔接为依据，又要为地面及井下瓦斯抽采措施的采取预留足够的空间与时间。详述“三区”的范围、面积及位置等情况。说明“三区”转换时间节点，即规划区何时转入准备区、准备区何时准入生产区等。根据现有技术水平及矿井概况，综合考虑未来技术的发展、情况的变化论述 “三区”排布的合理性。其中要全面分析采掘工艺水平，“三区”煤层赋存情况、通风抽采现状及技术发展规划情况。

4．“三区联动”瓦斯治理措施

根据对“三区”的划分，倒排“三区联动”措施。“三区联动”本质就是将不同瓦斯治理措施在空间与时间上进行协调，充分发挥不同瓦斯治理措施的优势，实现瓦斯超前治理和井上下联合抽采。

规划区瓦斯治理措施以地面瓦斯抽采钻孔为主，要详细说明规划区内钻孔布置情况、钻孔密度、施钻方式、瓦斯输送方式、瓦斯利用方式等。要全面分析矿井已经掌握的地质资料、瓦斯赋存资料、地面情况判断有无必要采取地面瓦斯抽采措施。其中地面瓦斯抽采措施施工与否应遵循这样的原则，即地面钻孔全寿命期内抽采瓦斯理论经济效益（理论经济效益即不考虑运输成本，只考虑瓦斯本身能够产生的价值）与钻孔施工成本持平，则应采用地面钻孔抽采瓦斯；否则不应采用地面钻孔抽采进行瓦斯治理。在采取地面瓦斯治理措施的前提下，要因地制宜地选择最适合本矿井情况的地面抽采方式。根据地面钻孔施工工艺与矿井煤层瓦斯赋存情况选取最优方式，根据矿区地表形态、瓦斯富集情况，最终确定钻孔形式、密度、数量，附图说明。

地面钻孔瓦斯抽采对于煤炭企业具有重要意义，是煤炭、煤层气两种资源实行一体化开发的关键，具体有以下二个方面：一是在时间上，保持瓦斯预采与矿井的开发协调一致，努力实现煤层气井“地质勘探、采前抽、采动抽、采后抽”的一井多用；二是在空间上，保证地面煤层气抽采井位的布置与矿井开拓与采掘布置衔接相适应。

要详细说明准备区巷道开拓情况、瓦斯治理工程安排，钻孔工程等。结合其在规划期瓦斯治理情况在准备区综合采用地面钻孔与井下瓦斯区域预抽措施，综合措施的采取应保证此区域进入准备区瓦斯治理采用地面钻孔瓦斯抽采与井下区域瓦斯抽采相结合的方式，如仍需补充地面钻孔则地面钻孔采取原则与规划区原则一致。区域预抽钻孔主要在应用于以下区域的预抽工作：地面瓦斯抽采钻孔布置空白带、地面瓦斯抽采理论经济效益为负的区域、地面抽采维持较高浓度需以井下钻孔补充抽采的。准备期内瓦斯治理措施必须满足进入生产期后实现瓦斯治理与采掘作业分离的要求。

生产区要实现采掘作业与瓦斯治理工程相分离，主要采用高抽巷、底抽巷及穿层钻孔治理邻近层瓦斯，在本煤层采掘过程中要超前探测地质构造，如存在可能导致局部瓦斯赋存异常的地质构造，必须补充本煤层瓦斯治理措施。生产区根据其在准备期抽采情况，原则上只采用邻近层瓦斯治理措施控制采掘期间瓦斯涌出量，但如判断存在特殊地质构造应补充本煤层瓦斯抽采措施。

5.“三区联动”综合效果分析

对比说明采取“三区联动”瓦斯治理措施前后抽掘采衔接情况变化，五年之内情况分年论述，并简述十年内情况变化。“三区联动”规划列入“一通三防”专项检查、专项“会诊”、标准化检查等当中，注重日常的管理，综合推进，全面实现瓦斯治理向科学化轨道迈进。

（作者单位：山西焦煤集团公司）

（责任编辑：周琼）