讓廢棄礦井煤柱裏的“寶藏”重見天日
春節剛過,晉煤集團煤與煤層氣共采國家重點實驗室實驗員劉健和同事們已經忙碌起來,他們正給一種特殊的小細菌精心配置“營養餐”。
“這個水樣就是我們從煤層中直接抽取出來的原始水樣,水裏微生物的濃度大概是在每毫升10萬到百萬之間。”劉健說,“經過我們設計的營養液成分富集培養以後,微生物的數量就能達到上億或者10億級。”
400倍的熒光顯微鏡下,營養液裏的小細菌就像藍色的精靈,它們穿越上億年的時光隧道,與煤炭結伴而來。在漫長的歲月裏,這些蝸居在地下的古細菌不斷把煤表麵的有機質轉化成煤層氣。
這種叫做煤炭生物成氣的機理,可以將煤層氣從不可再生資源變成可持續資源。該技術並非中國獨有,但國外的技術目前隻適用於褐煤,對無煙煤束手無策。而晉煤的研究團隊隻用了3年時間就讓這些微米級的小生物喜歡上了硬邦邦的無煙煤。
現在,這些小細菌正準備從試管中走出,到萬畝煤田中大顯身手——采工區采氣是晉煤又一項轟動世界的革命性技術,實驗人員將帶著培育好的小細菌鑽進一片采工區做微生物製氣的實驗,讓在廢棄礦井煤柱裏的“寶藏”得以重見天日。
晉煤這個實驗室成立於2011年,成員平均年齡33歲,短短5年間,他們揭開了煤層深處的一個個謎團,創造了22項專利技術,兩次入選國家級重點實驗室。如今,實驗室的年輕技術團隊正在起草第4個煤層氣國家標準,而此前的3個國家標準也都是從這裏誕生的。
無獨有偶,晉城市沁水縣嘉峰村,中國第一個煤層氣工廠化鑽井平台所在地。春節剛過,晉煤集團山西藍焰煤層氣公司水平井鑽機機長徐衛強和他的工友們正在這裏創造一項新的國家紀錄。
這項紀錄就是要把過去漫山遍野的幾十口井變成集中在100米距離內的5口,而抽采的氣量卻能不減反增。5口形似L的氣井紮在兩個煤層裏,像繁茂的枝葉一樣伸展開,把方圓五六公裏的煤層氣源源不斷地抽采出來,這就意味著打井時,鑽杆不僅要在起伏不平的岩層中拐彎,還要“穿針引線”,穿村過河到千米以外。
“以前我們打一個水平井,都在兩個月左右,像現在這個工廠化的鑽井平台,一次性同時打五六口井,我們隻用四個月左右。”徐衛強說,“目前國內L型井的煤層氣井,直井段一般在400米,水平段也就是800米。而我們現在水平段已經突破了1000多米,這200米的延長段就相當於十幾口直井段磕頭機氣量的總和。也就是說,新的技術使得打直井的數量大大減少了,而可以抽采瓦斯的數量大大地增加了。”
上天容易入地難,地麵鑽井拚的是精準的定向能力、完美的泥漿配比和精湛的施工工藝。徐衛強用12年的積累創造了這項獨特的專利技術。
山西沁水煤田蘊藏著世界上最優質的無煙煤和中國探明儲量最多的煤層氣。時光倒退20年,無煙煤還是世界公認的煤層氣抽采禁區,但煤礦安全迫使晉煤人硬是闖入了這裏。20年後,2600多口煤層氣井遍布晉城區塊,每年14億立方米的地麵抽采量位列全國第一。
如今,晉煤集團已經是全國最大的煤層氣開發利用企業。晉煤集團藍焰煤層氣有限責任公司總經理王保玉說:“我們做煤層氣的時候,中國還沒有現成的技術,也沒有任何技術資料,都是新人、新技術,也叫新產業。創新就是我們煤層氣產業發展的根和魂,離開創新,無從談起。”