鄂爾多斯盆地儲存著豐富的礦藏資源，是國家級重點開發區域和全國重要的能源和新型化工基地。地處其中的新街臺格廟礦區是煤炭和天然氣資源上下疊置的典型代表。近日，中國煤科武漢設計院首次深入煤炭與天然氣協同開發“無人區”，以《新街臺格廟礦區煤-氣資源協同開采理論與技術評價》課題順利驗收為標志，填補了國內整裝煤田煤炭與天然氣協調開采領域的空白。

“在新街臺閣廟礦區，天然氣井和管線星羅棋布，壓覆了大量煤炭資源，對煤炭開采存在重大安全隱患。同樣的，煤炭開采形成的采空區導致天然氣鉆井困難、開發受限，煤礦采掘擾動影響現有天然氣井及地面設施設備安全。”中國煤科武漢設計院智慧礦山院院長、煤炭行業工程設計大師辛德林介紹說。歸根到底，因礦權重疊，多資源協調開發機制不健全，缺乏頂層規劃和協調機制，且單一礦種開采技術不適用于兩種或多種資源開發等諸多因素，天然氣與煤炭資源協同開采存在協調難度大、開采成本高、資源浪費多、安全隱患大等諸多問題，其相關研究國內外尚未深度開展。

在“碳達峰、碳中和”目標、生態文明建設和“六穩六保”等總體要求下，國家能源集團新街能源公司聯手中石油長慶油田分公司提出明確需求，中國煤科武漢設計院科研團隊歷經兩年科技攻關，為煤炭與天然氣的協同開發提供了詳細的理論支撐、技術方法和專項方案。

中國煤科武漢設計院科研團隊從綜合確保兩種資源高采出率的全新視角出發，統籌構建了煤-氣協同安全開發的頂層規劃。與煤炭大規模采掘煤層不同，天然氣開發依賴于部署開發井組回收地層中的氣體。課題小組提出，將天然氣井口及管線在地面集中規劃成條帶狀，可以實現煤炭與天然氣協同開發，并稱之為“天然氣開發走廊”。

課題小組深入現場，分析了不同天然氣開發井型下的剖面空間關系，構建了可滿足煤-氣重疊區整體開發要求的天然氣開發走廊體系。根據走廊體系，針對臺格廟整裝礦區，課題小組提出“四定”模式，即開發模式設定，走廊位置選定，走廊尺寸確定，開發時序設定，并由此構建了協同開發方案。這套頂層規劃有效解放了礦區的資源壓覆，實現了礦權雙方的利益最大化。

在天然氣和煤炭的協同開采中還存在大量的工程技術難題。例如，常規的天然氣井封堵工藝完備成熟，但是并不能滿足兩種資源協調開采時安全生產的要求。課題小組成員趙強解釋：“如果天然氣井導通煤礦開采層上下的承壓含水層，亦或者是導通了天然氣儲層，那么煤礦將面臨重大安全事故?！贬槍γ禾亢笃诨夭傻男枨?，課題小組通過調研走訪，理論研究，大量計算，提出了“五段封堵、三層阻隔、查固補注、分段用材、層層質檢”的天然氣廢棄井立體全井段封堵體系，并開展了工業試驗。在該封堵體系的保障下，課題小組分析了巷道、探巷、工作面過廢棄井的適用條件，提出了采掘工作面理論定位和安全揭露、處置和通過廢棄天然氣井的方案。工程技術的突破性研究成果為構建安全高效的能源開采提供堅強保障。

中國煤科武漢設計院聚焦保障能源開采安全，不斷摸索前進，以切實行動推動國家重點開發區多資源協調開發建設，為構建集約高效、智能安全、生態和諧、科學發展的現代化特大型示范礦區提供重要技術支撐，也為能源行業綠色和諧發展提供了新的路徑。