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盘江矿区煤层气资源及开发前景

时间:2007-1-27栏目:石油能源论文

作者: 徐会军 王万兴(煤炭科技信息研究所,硕士,100713 北京和平里北街21)
【摘要】盘江矿区煤炭资源储量丰富,2370km2井田范围内,有煤炭资源4778亿t,煤层多,分布广,可采煤层总厚15~30m。向斜翼部含煤带宽缓平坦,利于煤层气的富集,煤种以中变质烟煤为主,煤层储气能力强,煤层甲烷含量为124~150m3/t,甲烷资源总量为1092亿m3。多年来,盘江矿区一直致力甲烷抽放工作,具有良好的煤层气开发的基础条件,目前盘江矿务局已制定了一套完整的煤层气开发利用计划。本区煤层埋藏较浅,地质结构简单,煤层渗透率较高,市场条件优越,具有良好的煤层气开发前景。
1  引言



    盘江矿务局是中国500家最大工业企业之一,是贵州省重要的煤炭企业,共



有职工25000名。盘江矿务局现有5座煤矿,其中3座为瓦斯突出矿井,年产煤炭



近500万t,计划到2000年产煤1000万t,2010年产煤2100万t,所产煤炭为低



硫、低灰、高发热量烟煤和无烟煤。盘江矿区储煤面积2370km2,可采煤炭



储量948亿t,远景储量383亿t,煤炭储量丰富,开发前景乐观。盘江矿区为



高瓦斯矿区,历史上曾发生过瓦斯突出事故7次,瓦斯爆炸事故1次。1995年全矿



区甲烷涌出量为15900万m3,甲烷抽放量为2800万m3,抽放率约为177



%。矿区煤层气储量丰富,总储量约为1092亿m3,为一中型煤层气资源区。



随着盘江矿务局煤炭生产计划(到2010年,年产煤炭2100万t)的实施,甲烷抽放



、利用工作的进一步加强和提高已迫在眉睫,为了制定合理的甲烷开发利用计划



,应对盘江矿区的地质构造特点、甲烷生储特征及分布规律、目前甲烷抽放的技



术状况、水平等进行细致的研究。



2  盘江矿区地质概况及煤层气资源



21  矿区地质、煤层条件



    盘江矿区位于云南--贵州--桂林复向斜内,矿区内的采掘工程都是沿着



与复向斜轴近似平行的向斜翼展布,四座煤矿位于盘官向斜西翼,一座煤矿位于



土城向斜北翼。向斜翼部的开采工作沿构造线在极浅部进行,翼部地层产状平缓



,倾角为10°~30°,翼部宽阔,使开采工作犹如在单斜构造上进行。总体来



说,矿区地质构造简单,内有大断层和小型褶曲破坏了煤层的连续性。



    盘江矿区的开采煤层形成于晚二叠纪,含煤地层龙潭组下伏晚二叠纪玄武岩



组,与之成不整合接触;上覆三叠纪飞仙官组,与之成整合接触。龙潭组包括砂



岩、粉砂岩、页岩和煤层,含煤地层由互层的砂岩、页岩、煤层、薄层粉砂岩组



成,沉积序列自上到下明显由陆相沉积为主过渡到滨海沉积,下伏玄武岩组由块



状石灰石层组成。



    含煤地层共含煤20~30层,其中可采层10~15层,可采煤层总厚度为15



~30m,煤层最大间距20m,煤层倾角10°~30°。



    根据我国煤质牌号分类法,盘江矿区的煤种属气煤~无烟煤,以气煤、肥煤



、气肥煤为主。根据美国ASTM分类法,近75%的煤炭储量属于中挥发性烟煤和高



挥发性烟煤。煤炭总储量中29%为炼焦煤,而69%为动力煤。



22  煤层气资源



221  煤层气储层特征



    盘江矿区大部分煤炭储量是中挥发性烟煤,煤层储气能力很强,在世界各国



,中挥发性烟煤是众多煤矿煤层气开发项目的选择煤种,盘江矿区煤层甲烷含量



为124~150m3/t,甲烷含量梯度为0352~00844m3



/t/m(埋深)。虽然无法取得与煤层互层的碎屑岩储气特征的有关具体参数,



但对碎屑岩的调查结果表明,这些岩石都没有硅化,裂隙还处于开裂状态,所有



这些都显示了碎屑岩有利的潜在储气特征。



222  矿区各煤层渗透率



    盘江矿区煤层渗透率为010~165md,该数值反映了盘江矿务局各



矿实际煤层气抽放条件的变化范围,据盘江矿务局有关人员称,3号煤层和5号煤



层渗透率低,属于难抽放煤层;17、18、19、26号煤层渗透率中等,属于可抽放



煤层;12、20号煤层的渗透率最大,属于易抽放煤层。



223  储气层和围岩的水文特征



    盘江矿区含煤地层出露的含水层是玄武岩组的碳酸岩岩层,它们处于含煤地



层的下部,不是煤矿的涌水源。由于含煤地层有非渗透性岩层,而且非渗透岩层



将含煤地层同含水层隔开,所以开采过程中,矿井涌水量非常小。



224  可回收的煤层气资源储量预测



    (1)现有条件下可回收的煤层气资源量



    1995年盘江矿务局释放煤层气的总回收率为177%,甲烷回收总量为2800万



m3,根据该回收率,盘江矿区可回收的煤层气储量为193亿m3。



    (2)回收工艺改进后的煤层气资源可回收量



    人们相信,通过对现有甲烷抽放系统进行系统的研究,能够找到大大提高甲



烷抽放技术和应用工艺有效性的方法。仅仅为大量甲烷提供一种用法,就会使矿



井的甲烷抽放全天运行,目前,盘江矿区甲烷抽放的平均周期仅占煤矿生产时间



的873%。通过实施更积极的沿煤层、穿层和采空区甲烷抽放技术,可以回收更

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