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煤田地质与勘探

第 38卷

内煤层的展布状况、构造分布和水文地质条件等控
制程度高, 煤层气井部署成功率高；煤矿区煤层气
勘探开发受煤炭生产的制约, 煤层气井网部署受煤
炭采掘规划、煤炭采掘巷道及工作面的布置, 以及
煤炭采掘速度等方面的限制；受煤炭生产的制约 ,
地面煤层气井的服务年限通常比较短, 煤层气勘探
开发要求在较短的时间内尽可能地降低煤层中的瓦
斯含量以满足煤矿安全生产的需要, 煤矿区煤层气

务年限和煤炭采掘规划；

d. 煤 层 气 井 应 首 先 布 置 在 煤 炭 首 采 区 和 瓦 斯

含量相对较高的区域；

e. 井网部署紧密、合理、简单, 并尽力依托煤

矿现有设施, 减少投资, 降低成本；

f. 有利于矿区可持续发展, 充分考虑煤炭及煤

层气资源的有效合理利用, 并有利于环境保护及能
源结构优化等。

开发项目的产能规模建设不仅要考虑开发规模、项
目投资, 而且还要考虑煤炭生产规划；受煤炭生产

2.2
2.2.1

煤层气开发方案

总体部署

的影响, 煤层气地面开发井的形式会发生变化, 气
井产能接续设计相对困难；高瓦斯矿井或煤与瓦斯
突出矿井的相关瓦斯测试资料和抽放资料, 可为地
面煤层气开发方案的设计提供参考。

目前, 我国的煤矿区煤层气开发处于探索和起

步阶段, 如何协调煤层气开发与煤炭生产的关系？
如何合理确定气井的抽采时间？一系列问题都需要
通过研究和探索加以解决。结合多年来的煤炭生产
实践以及煤层气研究, 笔者以晋城矿区 A 井田为例,
就这些问题进行了研究, 以期对我国煤矿区煤层气
开发和瓦斯治理有所启示。

根据晋城矿区煤炭生产矿井的分布、瓦斯灾害

程度, 以及目前煤层气勘探现状的分析, 确定煤层
气开发首先在矿区东部 A 井田进行。

A 井田面积为 74.33 km2, 构造简单, 陷落柱发

育, 3 号、9 号、15 号煤层稳定可采。3 号煤层稳定,
厚度 4.45~8.75 m, 一般为 5~7 m；9 号煤层较稳定,
厚度变化不大, 多为 1~2 m；15 号煤层稳定, 厚度
1.80~5.45 m, 一般为 3~4 m。煤层气含量较高, 煤层
气勘探测试气含量为 7.18~21.28 m3/t。井田内有一
大型煤炭生产矿井, 目前主采 3 号煤层, 采用走向
长壁综采放 顶煤采煤法, 工作面长 1 500~3 000 m,

1 矿区概况

工作面之间距离 250~260 m, 生产能力 10×106 t/a。
自 2006 年开始, 晋城煤业集团在该区进行煤层气开

晋城矿区位于山西省沁水煤田南端, 区内构造

简单, 以褶皱为主, 断层稀少。含煤地层为石炭系太
原组和二叠系山西组, 含煤 10 余层, 主采煤层为山
西组 3 号煤层和太原组 9 号、15 号煤层。

区内大多数矿井为高瓦斯矿井或煤与瓦斯突出

矿井, 在生产过程中需要进行瓦斯抽采, 但单纯地
依靠井下瓦斯抽放并不能解决矿井安全生产问题。
自 1994 年开始进行地面煤层气勘探试验, 到目前为
止已完成煤层气垂直井 1800 余口。

发, 目前已完成煤层气井 300 余口, 目标煤层为 3
号、9 号、15 号煤层, 全部进行了压裂排采, 单井产
气量多在 1 000 m3/d 左右, 套压 0.2~0.4 MPa。

考虑井田内生产矿井的煤炭采掘规划、目前区

内煤层气开发状况、煤层气产业特点以及国内外煤
层气开发的经验, 采取“总体部署, 远近统一, 分期
实施 ”的策略进行煤层气开发部署 , 做到煤层气开
发与煤炭采掘有效协调。遵循先近后远的开发原则,
首先在规划的煤矿采掘区进行, 然后逐步向远离目

2

2.1

开发部署设计

部署原则

前煤炭采掘区推进。鉴于目前区内的煤炭采掘现状
及煤层气勘探现状, 将该区划分为近期煤层气开发
区和远期煤层气开发区两部分, 煤层气开发也相应