贵州煤矿区煤层气（瓦斯）高效抽采关键技术研究

作     者：易旺 梁龙军 颜利冲 颜智华 陈捷 高为 娄毅 阳富芹 胡海洋 朱家伟 

作者机构：贵州省煤层气页岩气工程技术研究中心 贵州省煤炭流态化开采重点实验室 贵州省煤田地质局一五九队 贵州乌江煤层气勘探开发有限公司 

出 版 物：《煤炭科学技术》 (Coal Science and Technology)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 

基　　金：贵州省科技计划项目(黔科合战略找矿ZD001 黔科合平台人才-ZDSYS002 黔科合平台人才-CXTD016 黔科合支撑一般054 黔科合支撑一般287) 

主　　题：煤矿区 煤层气(瓦斯) 四区 水平井 一井多用 

摘      要：在“双碳目标背景下，如何解决煤矿区高瓦斯矿井瓦斯超限频发及煤层气地面高效抽采难题，就必须想办法实现煤与煤层气2种资源的高效协同开发。依托国家“十三五和“十四五科技重大专项持续攻关，紧密结合贵州煤矿“四区实际，研究探索以煤矿全矿区、全甜点煤层、全时段的煤层气（瓦斯）“四区联动高效立体抽采模式和技术体系。受煤矿区特殊地质条件的影响，其煤层气抽采及瓦斯治理方式较传统的煤层气开发及井下瓦斯治理技术存在一定差异，特别是在煤矿采空区，当煤层采空后，由于地应力的采后释放与重新分布，在倾向上形成五个应力场，导致临近区域上覆地层会受到不同程度影响，这对煤层气地面开发或瓦斯超前治理带来了新的挑战。现以贵州盘江矿区三脚树矿为例，为实现多薄煤层群发育条件下煤矿“四区煤层气及卸压瓦斯的高效抽采，基于煤矿区采空、采动及原位地层应力分布及时空错位等特点，采用“一区一策，创新探索出具有如下贵州特色的煤矿区“四区联动井上下立体联合高效抽采技术：①通过在采空区布设多功能抽采直井或小斜度定向井，在贵州地区首次实现对采空区上覆煤岩层卸压瓦斯及下伏甜点煤层煤层气高效抽采及开发；②在生产区利用时空错位的特点，针对上保护层开采首采煤层采用“煤层气井+卸压井+井下钻孔多方式抽采模式，在实现煤层气（瓦斯）井上下立体联合抽采的目的同时也有效解决了贵州煤层群发育条件下采煤过程中多源瓦斯涌入采煤巷及上隅角瓦斯易聚集的难题；③在准备区及规划区，结合两区地形及地质特点，采用水平井“井工厂+“两俩对错叠置布井模式，实现了全区域在平面上超前预抽甜点煤层煤层气及后续采动过程中上覆多煤岩层卸压瓦斯的高效抽采，同时以期实现“以井代巷的目标；④针对研究区多薄煤层群发育及采动后上覆地层“三带发育特点，由于“四区角色的不断转变，将先期布设在生产区或准备区的地面煤层气井，采用“桥塞底封+选层射孔工艺，创新井型结构“变身技术来实现“一井多用的目的；真正实现煤层气（瓦斯）井地联合高效协同抽采与利用，也为贵州地区多薄煤层群发育条件下的煤矿区瓦斯治理提供新的技术思路及积累了宝贵的工程经验。