煤矿区煤层气立体抽采：三区联动与模式创新

"煤矿区煤层气三区联动立体抽采理论与模式是针对煤炭与煤层气资源安全高效开发的研究成果，旨在解决两者在开发过程中的时空矛盾。该理论基于煤炭开发的时空接替规律，将煤矿区分为规划区、准备区和生产区，并在各区域内采用不同的瓦斯抽采技术。规划区采用地面钻井排采，准备区实施地面与井下联合抽采，生产区则进行本煤层钻孔抽采，以确保煤炭生产的安全与效率。通过建立煤矿安全生产容许最高瓦斯含量数学模型、煤层瓦斯压力数值模拟模型以及煤层气立体抽采优化专家系统，该理论创建了三区联动的区域递进式立体抽采模式，即‘晋城模式’。此模式提高了煤炭资源的采出率，有效衔接了煤矿瓦斯井下抽采和地面原位抽采两种产业模式，从而解决了煤层气开发与煤炭开采的时空冲突问题。" 本文详细探讨了煤矿区煤层气的开发利用策略，提出了创新性的“三区联动立体抽采理论与模式”。首先，理论依据煤炭开采的时间空间规律，将矿区划分为三个阶段：规划区、准备区和生产区，每个阶段对应不同的抽采方法。规划区主要通过地面钻井进行煤层气的预先排放，减少后续开采时的瓦斯隐患。准备区阶段，地面与井下的联合抽采技术被应用，以进一步降低煤层内的瓦斯压力，为煤炭开采创造安全条件。到了生产区，利用本煤层钻孔抽采，可以直接在开采煤炭的同时抽取瓦斯，保证生产过程的安全性和效率。 此外，这一理论还构建了关键的数学模型和技术支持系统。煤矿安全生产容许最高瓦斯含量数学模型用于确定安全作业的瓦斯浓度阈值，保障矿工的生命安全。煤层瓦斯压力数值模拟模型则用于预测和控制瓦斯压力变化，防止瓦斯爆炸事故的发生。煤层气立体抽采优化专家系统则是对整个抽采过程进行智能优化，以最大化资源利用效率和经济效益。 通过实践这一“晋城模式”，不仅提升了煤炭资源的采出率，而且成功地连接了井下抽采和地面原位抽采两种独立的产业模式，使得煤层气开发与煤炭开采得以在同一时空下和谐共存。这种模式对于促进煤炭与煤层气资源的协同开发，提高能源利用率，减少安全事故，以及推动绿色可持续发展具有重大意义。煤矿区煤层气三区联动立体抽采理论与模式为煤炭行业提供了新的思路和解决方案，对于我国乃至全球的煤炭产区具有广泛的借鉴价值。