ICS75.020

CCSE10/19

21

遼寧省地方標準

DB21/T3900—2023

煤礦采空區地面煤層氣排采技術規范

Technicalspecificationofsurfacecoalbedmethaneextractioningoafofcoalmine

2023-12-30發布2024-01-30實施

遼寧省市場監督管理局發布

DB21/T3900—2023

前言

本文件依據GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》給出的規

則起草。

請注意本文件的某些內容可能涉及專利，本文件的發布機構不承擔識別專利的責任。

本文件由遼寧省自然資源廳提出并歸口。

本文件起草單位：遼寧工程技術大學、阜新宏地勘新能源有限公司、遼寧地質工程職業學院。

本文件主要起草人：楊振華、李勝、蘭天偉、陳兆山、范超軍、王軍、肖斌、付興、劉小帥、陳軍

典、普梓昂、賈策、秦廣升、楊雷、文海歐、王磊、孫浩、徐令金、蔣曉鋒。

本文件發布實施后，任何單位和個人如有問題和意見建議，均可以通過來電和來函等方式進行反饋，

我們將及時答復并認真處理，根據實際情況依法進行評估及復審。

歸口管理部門通訊地址:遼寧省自然資源廳，遼寧省沈陽市皇姑區北陵大街29號，聯系電

話

起草單位通訊地址:遼寧工程技術大學,遼寧省阜新市細河區中華路47號,聯系電話

阜新宏地勘新能源有限公司，遼寧省阜新市海州區韓家店鎮西瓦村，聯系電話遼寧地

質工程職業學院，遼寧省丹東市振興區接梨樹大街1號，聯系電話:0415-622880。

II

DB21/T3900—2023

煤礦采空區地面煤層氣排采技術規范

1范圍

本文件規定了煤礦采空區地面煤層氣排采施工過程中各工序的技術要求。

本文件適用于遼寧省區域內煤礦采空區地面煤層氣的排采作業工程。

2規范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T31537-2015煤層氣（煤礦瓦斯）術語

GB/T40546-2021煤層氣井排采工程設計規范

AQ1081-2010煤層氣地面開釆防火防爆安全規程

AQ1115-2018煤層氣地面開發建設項目安全設施設計審査和竣工驗收規范

DZ/T0250-2010煤層氣鉆井作業規范

NB/T10009-2014煤層氣井排采技術規范

SY/T5964-2019鉆井井控裝置組合配套安裝調試與維護

SY/T6921-2019煤層氣井排采安全技術規范

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

煤層氣coalbedmethane

賦存于煤層中與煤共伴生、以甲烷為主要成分的天然氣體。

[來源：GB/T31537-2015，2.1]

采空井goafwell

為排采煤礦采空區（廢棄礦井）煤層氣而在地面施工的鉆井。

井場wellsite

為滿足鉆井、排采等在井口附近地面安裝生產設備的要求，征用的具有一定面積大小的地面空間。

[來源：SY/T6921-2019，3.4]

1

DB21/T3900—2023

4采空井排采工作內容與基本原則

排采工作內容

根據煤礦采空區煤層氣資源賦存條件、地形地貌、采空區密閉性、采空區積水情況、采空區煤柱穩

定性、含水層與易坍塌地層情況和采煤方法差異等特點，合理制定排采設備、排采工藝和排采工作制度，

開展排水采氣作業。

排采基本原則

有效控制降壓速率，合理確定井底流壓和套壓，實現采空井穩定生產，提高排采效果。

5采空井設計及鉆井要求

采空井排采靶區和井場位置選擇

5.1.1選取采空區含氣量高、周邊遺留煤炭資源多、地表裂縫不發育的區域作為排采靶區。

5.1.2在排采靶區內選取煤層底板標高較高、不易積水、相對地質構造簡單的區域作為井場位置。

5.1.3煤層自然發火傾向嚴重的采空區，不宜開展采空區地面煤層氣排采。

5.1.4井場邊界應與高壓線、民宅、鐵路、高速路及其他永久性設施保持一定距離，宜遠離學校、醫院

和大型油庫等人口密集、高危性場所。

5.1.5井場雨水排水口宜避開民房、道路和農田等設施。

采空井井身結構設計

5.2.1采空井一般采用三開井身結構（見圖1）。

5.2.2一開結構的鉆進深度應穿過采空區工作面表土覆蓋層及風化帶巖層至穩定基巖層。

5.2.3二開結構的鉆進深度應深入到距煤層最近一層含水層位置。

5.2.4三開結構的鉆進深度應深入到采空區煤層頂板以上裂隙帶。

5.2.5井身結構質量標準要求全井最大井斜小于3°、最大井斜變化率小于1(°)/50m和全井最大井徑擴

大率小于25%。

鉆井要求

5.3.1鉆井施工、設備安裝應符合DZ/T0250和SY/T5964的相關規定。

5.3.2為提高鉆井施工效率、避免液體鉆井液堵塞采空區頂板裂隙帶產氣通道，采空井宜采用壓縮空氣

潛孔錘鉆井技術。

5.3.3一開結構鉆進至穩定基巖層下入表層套管，之后對井壁及套管壁之間的環形空間使用水泥進行封

固，直至井口返出純水泥漿。

5.3.4二開結構鉆進到距煤層最近一層含水層下入技術套管，通過灌注水泥封固；

5.3.5三開結構鉆進到煤層頂板以上采空區裂隙帶，根據現場施工的漏漿(風)情況決定最終止深，下入

篩管完井或裸眼完井。

2

DB21/T3900—2023

圖1采空區煤層氣地面排采示意

6采空井排采設備

排采設備

6.1.1采空井的地面排采設備（見圖2）。

6.1.2采空井采用煤層氣專用螺桿或漩渦增壓機組進行排采。

6.1.3增壓機組前端包括：井口壓力表、井口閘閥、單向閥、過濾器、阻火器、連接軟管。當井口與增

壓機組距離大于50m時，宜在阻火器與增壓機組之間加裝閘閥。

6.1.4增壓機組中端包括：甲烷、氧氣、溫度傳感器。對甲烷和氧氣濃度、進排氣溫度進行檢測、報警

和保護控制。

6.1.5增壓機組后端包括：連接軟管、放空閥、流量計、球閥、集輸站。

圖2煤礦采空區煤層氣地面排采的主要設備

排采設備安全要求

6.2.1井口排采管路與增壓機組之間宜裝設防回流、防火和防爆炸作用的安全裝置。

3

DB21/T3900—2023

6.2.2維護排采管道時，宜提前對管道注氮氣，完全置換管道中的氣體，采取防火、防爆、防窒息、

防中毒等安全措施。

6.2.3經檢測存在一氧化碳的采空井，宜安裝一氧化碳濃度傳感器。

6.2.4增壓機組宜安裝應急放空管，并高于機組頂部。

6.2.5所有電氣設備均可靠接地，接地引下線宜接地良好，接地電阻值≤10Ω。

6.2.6排采設備防火、防爆應符合AQ1081和AQ1115的相關規定。

7排采工藝

排采工藝程序

采空井地面煤層氣排采工藝程序一般包括：前期準備、游離煤層氣排采、采空區排水、穩定生產和

產量衰減等階段。

前期準備

排采前對排采相關設備設施、儀表、管線等進行準備檢查，包括增加機組、井口裝置、地面管線、

閥門、分離器、氣體及液體的計量儀表、計量箱等。

游離煤層氣排采

使用螺桿/漩渦增壓機組排采設備傳播壓力降至采空區裂隙空間,游離煤層氣運移至排采設備內，從

而進一步降低井底流壓，促進采空區殘煤吸附氣的解吸,最終使采空區殘煤解吸速度與排采設備能力平

衡。

采空區排水

采空區積水會極大降低遺留煤炭甲烷解吸量，進而嚴重降低地面采空區井的煤層氣排采量，宜將油

管下入排采泵組合，安裝地面抽水設備進行排水（見圖3）。

圖3煤礦采空區煤層氣井排水采氣示意

穩定生產

4

DB21/T3900—2023

通過固定抽采設備運行頻率,保證井口壓力穩定,合理控制生產壓差,達到穩定產氣的目的。

產量衰減

隨著大量煤層氣的解吸與產出，采空區殘煤吸附氣解吸量逐漸低于排采設備排采量,井口壓力降低

明顯時應提高排采設備運行頻率,否則應停止排采或更換更小功率增壓機組。

8排采資料

生產數據日報表

記錄采空井排采過程中的基礎參數，包括套壓、井底流壓、動液面、日產氣量、日產水量等，記錄

格式見附錄A表A.1。

水質分析數據表

根據排采動態分析需求，開展采出水化驗分析，形成水質分析數據表，記錄格式見附錄A表A.2。

氣體組分數據表

根據排采動態分析需求，開展采出氣化驗分析，形成氣體組分數據表，記錄格式見附錄A表A.3。

5

DB21/T3900—2023

附錄A

（資料性）

生產報表格式

表A.1-A.3給出了生產數據日報表式樣。

表A.1生產數據日報表式樣

生產層位：生產井段：

工作制度液柱（m）日產量（m3）壓力（MPa）累計產量（m3）備注

日期

沖次/液柱液柱井底流壓設計

頻率設計降幅氣水套壓氣水

（次/min）高度日降幅流壓日降幅降幅

6

DB21/T3900—2023

表A.2水質分析數據表式樣

PH值：氣味：顏色：透明度：懸浮物：沉淀物：

項目含量方法項目含量方法

K+Na+Cl-

2+2-

CaSO4

2+2-

MgCO3

3+-

FeHCO3

2+-

FeNO3

3+-

AlNO2

+-

NH4OH

陽離子總值陰離子總值

總硬度總礦化度

備注

7

DB21/T3900—2023

表A.3氣體組分數據表式樣

原始氣體各組分含量（）去除氧氣后各組分含量歸一化（）

樣品%%

總和總和

編號

N2O2CO2CH4C2H6C3+N2CO2CH4C2H6C3+

8

DB21/T3900—2023

參考文獻

[1]國家安全生產監督管理總局.煤層氣地面開采安全規程（試行）.2012年2月22日.

[2]孟召平,劉世民著.煤礦區煤層氣開發地質與工程[M].北京：科學出版社,2018.

[3]DB14/T2049-2020煤礦采空區（廢棄礦井）煤層氣地面抽采安全規范.

9

DB21/T3900—2023

目次

前言..................................................................................II

1范圍.................................................................................1

2規范性引用文件.......................................................................1

3術語和定義...........................................................................1

4采空井排采工作內容與基本原則.........................................................2

5采空井設計及鉆井要求.................................................................2

6采空井排采設備.......................................................................3

7排采工藝.............................................................................4

8排采資料.............................................................................5

參考文獻.........................................................................9

I

DB21/T3900—2023

煤礦采空區地面煤層氣排采技術規范

1范圍

本文件規定了煤礦采空區地面煤層氣排采施工過程中各工序的技術要求。

本文件適用于遼寧省區域內煤礦采空區地面煤層氣的排采作業工程。

2規范性引用文件

下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本

文件。

GB/T31537-2015煤層氣（煤礦瓦斯）術語

GB/T40546-2021煤層氣井排采工程設計規范

AQ1081-2010煤層氣地面開釆防火防爆安全規程

AQ1115-2018煤層氣地面開發建設項目安全設施設計審査和竣工驗收規范

DZ/T0250-2010煤層氣鉆井作業規范

NB/T10009-2014煤層氣井排采技術規范

SY/T5964-2019鉆井井控裝置組合配套安裝調試與維護

SY/T6921-2019煤層氣井排采安全技術規范

3術語和定義

下列術語和定義適用于本文件。

煤層氣coalbedmethane

賦存于煤層中與煤共伴生、以甲烷為主要成分的天然氣體。

[來源：GB/T31537-2015，2.1]