瓦斯抽彩利用论文范文

我国煤层气抽采技术包括井下抽采和地面开发。井下抽采技术已应用于许多矿区，是煤矿区煤层气开发的主要技术。地面开发技术主要包括原位地面井和采空区地面井抽采技术。

我国矿井瓦斯抽放始于1938年，1940年小规模民用，1952年开始工业应用，首先在辽宁抚顺矿务局龙凤煤矿进行了井下煤层气抽放试验并获得成功，随后逐步推广到各地高瓦斯矿区。20世纪70年代，随着抽放工作的展开，开始尝试将煤层气变害为利，用于生活和工业燃料，并作为化工原料制造甲醇等。20世纪80年代开始在抚顺、阳泉等地开展地面钻井抽采利用技术试验。20世纪90年代，煤矿井下煤层气抽采利用工作普遍在高瓦斯大型煤矿开展。

目前，我国煤矿区煤层气的各种井下抽采技术已十分成熟，并已形成完整的井下抽采技术体系，适合各种地质条件的煤层气抽采。常用的井下抽采技术包括本煤层抽采、邻近层抽采、采空区抽采和综合抽采。2004年全国已有308对矿井建立了矿井瓦斯抽放系统，抽放总量为×108m3。年抽放量超过1×108m3的矿区有阳泉、淮南等7个矿区。

在本次评价的22个重点矿区中，17个矿区开展了矿井瓦斯抽放；146对矿井中，81对矿井布设了矿井瓦斯抽放系统，占55%以上。22个矿区平均瓦斯抽放率为，是全国平均瓦斯抽放率的倍；抽放瓦斯利用率，略低于全国的平均值。17个矿区2004年共抽放瓦斯×108m3，占全国当年总抽放量的52%；利用瓦斯×108m3，占全国当年利用瓦斯的54%。

在17个开展瓦斯抽放的矿区中，2004年瓦斯抽放量超过1×108m3的矿区4个，最高为阳泉矿区，约3×108m3，淮南矿区次之，约×108m3，盘江矿区约×108m3，水城矿区约×108m3；瓦斯抽放量在1000×104m3以上的矿区还有淮北、平顶山、焦作、鹤壁、峰峰、鸡西、鹤岗、晋城、汝箕沟等9个矿区。瓦斯利用量超过1000×104m3有阳泉、淮南、峰峰、鹤岗和汝箕沟5个矿区。

全国煤矿瓦斯开发利用主要有以下特点：

（1)1990年以前，煤矿瓦斯抽采量增长缓慢；近15年来，快速增长；特别是近5年来，从2000年的×108m3增加到2004年的×108m3，年增速超过25%（图9-1）。

（2）煤矿瓦斯排放量高，抽放率较低。2004年，开展瓦斯抽放矿井的瓦斯抽放率平均为；全国矿井年排放瓦斯超过120×108m3，就全国煤矿而言，瓦斯抽放率仅。

（3）煤矿抽放瓦斯甲烷浓度较低。井下抽放瓦斯甲烷浓度一般多在10%～30%，部分矿井抽放瓦斯甲烷浓度超过40%。

（4）煤矿抽放瓦斯利用率低。2004年，抽放瓦斯利用率仅为，低于世界其他主要产煤国（图9-1、表9-1）。

图9-1 全国煤矿瓦斯抽放量年度变化

表9-1 中国与世界主要国家煤矿瓦斯抽放利用情况比较

我国煤矿瓦斯利用尚处于起步阶段。由于集输管网薄弱，全国矿井抽放瓦斯利用率不足50%，很大一部分被排空。利用部分主要是矿区就近居民生活用气，如阳泉、铁法、抚顺等少数矿区抽采瓦斯供应城市民用。少部分用于福利事业及工业原料，我国在晋城无烟煤集团公司等20余个矿区已建立了煤层气发电项目，另有10余个矿区用煤层气生产炭黑产品，而用煤层气作民用燃料的矿区已超过20个，松藻矿务局、抚顺矿务局等地的煤层气化工项目已经投产。目前为止，全国范围内已建成煤层气利用工程100多个，涉及民用、化肥、化工、发电等方面。总的来看，矿井瓦斯抽放率与我国矿井瓦斯排放总量相比很低，利用率也很低。

煤层气是生于煤层、吸附于煤层的高效清洁能源，俗称瓦斯。长期以来只采煤不采气的开采方式，不仅造成煤层气这种宝贵资源严重浪费，而且还造成我国煤矿瓦斯事故频发。未经处理或回收的煤层气直接排放到大气中，也造成了严重的环境污染和资源浪费。为进一步加大煤层气抽采利用力度，强化煤矿瓦斯治理，减轻煤矿瓦斯灾害，2006年6月15日，国务院办公厅下发《关于加快煤层气（煤矿瓦斯）抽采利用的若干意见》（国办发[2006]47号）。2007年4月27日，国土资源部出台《关于加强煤炭和煤层气资源综合勘查开采管理的通知》（国土资发[2007]96号），要求对煤炭和煤层气进行综合勘查、开采。

一、加强煤炭和煤层气综合勘查开采是贯彻以人为本，落实科学发展观，建设节约型社会的重要体现

（一）合理利用煤层气是防范煤矿瓦斯事故的根本措施

长期以来，我国瓦斯治理和利用严重滞后，成为煤矿安全生产的最大隐患，瓦斯也因此被称为我国煤矿安全的“第一杀手”。据统计，全国现有2万多个煤炭生产矿山，大多数没有开展煤层气勘查评价。除国有煤矿外，矿井未建抽采系统所占比例为40%，实际在煤矿开采过程中吨煤瓦斯抽采量不足1立方米。我国每年采煤排放煤层气约150亿立方米，其中建有井下抽采系统的高瓦斯矿井抽采煤层气仅为23亿立方米，抽采率只占总量的15%。煤矿安全事故80%与煤矿瓦斯事故有关，加强煤炭与煤层气的综合勘查开采，治理和利用瓦斯，是保证煤矿安全生产、维护人民群众生命财产安全的重要举措，是一项利国安民的“生命工程”。

（二）加强煤炭与煤层气的综合勘查开采，是综合开发利用我国能源资源的有力举措

根据最新一轮资源评估结果，我国埋深2000米以内的煤层气资源储量达万亿立方米，相当于450亿吨标准煤或350亿吨标准油。煤层气资源的开发利用受到国家高度重视，《国务院关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》中明确提出“鼓励瓦斯抽采利用，变害为利，促进煤层气产业化发展”。目前，我国煤层气开发利用已成为发展前景广阔的新兴产业，已经在民用、发电、工业燃料、汽车燃料等多领域利用。随着煤层气抽采利用技术的不断成熟和推广，对缓解我国油气资源紧张状况的作用将越来越大。

（三）加强煤炭与煤层气的综合勘查开采，是改善生态环境的有效手段

煤层气的主要成分是甲烷，所产生的温室效应是二氧化碳的21倍，对臭氧层的破坏力是二氧化碳的7倍。据有关部门估算，全国瓦斯对空排放量占全部工业生产甲烷排放量的1/3左右。近年来，随着煤炭产量的快速增长和煤矿开采深度的增加，这一问题更加突出，已引起国内和国际社会的广泛关注。加强煤层气的开发和利用，可以有效减少温室气体排放，改善大气环境质量。

二、我国煤层气开采情况

1970年的石油危机，使瓦斯这一杀手在美国成为有利可图的新能源，在政府的税收补贴等政策刺激下，1980年全美瓦斯（煤层气）产量不足1亿立方米， 10年后这个数字提高了200倍。

我国煤层大多瓦斯含量较高，全国高瓦斯煤矿的吨煤瓦斯含量平均为6～10立方米，煤层气地质资源量共有36万多亿立方米，与国内目前常规天然气地质资源量大致相当。为了采煤安全，从1950年开始，国内一些大型煤矿开始试验在井下将瓦斯抽出排放，但大多数煤矿不进行瓦斯开采。1991年，在当时的国家能源部牵线下，一家名为美中能源公司的美国公司与山西省晋煤集团合作开采瓦斯，在新片区内的潘庄打下了第一口生产井，每天产气1万立方米。这是中国第一口取得极大成功的地面开采煤层气井。我国也认识到瓦斯前景无限，瓦斯热潮蔓延全国，各地钻出了100多口气井。1996年初夏，煤炭部、地质矿产部、中石油共同成立中联煤层气有限责任公司，成为全国唯一一家专门从事煤层气勘探、开采、销售的企业。鉴于相关技术大多需要从国外引进，国务院专门发文赋予中联煤层气有限责任公司对外合作专营权。

在瓦斯开采方面，许多煤矿企业紧紧依靠科技进步，大胆探索，勇于实践，在瓦斯治理和利用方面开展了许多有益的尝试，积累了不少成功的经验，取得了良好的效益。统计结果显示，2005年，全国有147个县（区）实现了高瓦斯矿井瓦斯监控系统联网，60%的低瓦斯矿井安装了瓦斯监控系统，全国施工煤层气井328口，全国煤层气抽采量达23亿立方米，利用总量超过10亿立方米。瓦斯事故逐年下降。

但从全国总体情况看，煤矿瓦斯综合治理和开发利用尚处于起步阶段，还存在许多亟待解决的问题：在瓦斯抽采利用方面，储量与抽采量、抽采量与利用量还不成比例、很不协调，受技术水平不高、抽采工程投入不足、长输管网建设跟不上、激励政策尚不完善等诸多因素制约，瓦斯抽采和利用远远落后于常规天然气。由于瓦斯导致的煤矿生产安全事故不断发生，国家出台了多项鼓励和扶持煤层气抽采利用的优惠政策。2005年，国务院制定了瓦斯集中整治的七项措施；2006年初，国务院进一步提出了“力争用两年左右时间，使煤矿瓦斯爆炸重特大事故有较大幅度的下降”的工作目标。同年，国务院办公厅印发了《关于加快煤层气（煤矿瓦斯）抽采利用的若干意见》，制订了多项促进煤矿瓦斯抽采利用的政策措施。各地制订了煤矿瓦斯治理与利用的总体方案和实施意见，编制完成了煤层气开发利用的 “十一五”规划，组建了瓦斯治理国家工程研究中心和煤层气开发利用国家工程研究中心，在资金、政策、科技等许多方面对瓦斯治理与利用给予了高度关注和积极支持。2007年4月27日，国土资源部出台《关于加强煤炭和煤层气资源综合勘查开采管理的通知》（国土资发[2007]96号，以下简称《通知》），对煤炭和煤层气综合勘查、开采提出了具体要求。

三、加强煤炭和煤层气综合勘查开采应当注意的问题

《通知》规定，煤层中吨煤瓦斯含量高于规定标准且具备地面开发条件的，必须优先选择地面煤层气抽采。煤层中吨煤瓦斯含量必须降低到规定标准以下，方可实施煤炭开采。在执行过程中应当注意以下几个方面的问题：

（一）科学设置煤炭和煤层气矿业权

综合勘查、综合开采的关键是煤层气达到可供开采的条件，有开采价值，这首先要确定吨煤瓦斯含量国家标准。国土资源部根据国家矿产资源规划，综合考虑煤层气、煤炭资源赋存状况和煤炭矿业权设置方案，在煤层气富集地区，划定并公告特定的煤层气勘查、开采区域。新设立的煤炭探矿权、采矿权不得进入国家公告的特定煤层气勘查、开采区域。投资人在申请煤炭探矿权时，应提交煤炭和煤层气的综合勘查实施方案。煤炭煤层气探矿权人在勘查过程中必须综合勘查煤层气资源；完成勘查工作，应提交煤炭和煤层气评审评估报告，论证是否具备开采煤层气的条件。不具备综合勘查、综合开采条件的，可单独勘查、开采；具备开采条件的，则鼓励煤层气开采，先采气后采煤。符合采气条件的发放煤层气开采许可证，不再颁发煤炭的采矿许可证。但为了保护之前投入勘查的合法权益，煤炭探矿权人可以申请划定煤炭采矿权矿区范围。

（二）妥善解决煤炭和煤层气矿业权交叉重叠问题

实际工作中出现的煤炭煤层气交叉重叠，大致有这么几种情况：已经授予煤层气矿业权之后，又设置了煤炭矿业权，并另外授予煤层气开采企业；还有一种是采矿权人为了留足后备资源，占有矿区面积很大，实际造成采气、采煤互相压覆重叠。矿权重叠带来煤炭和煤层气企业生产互相干扰、利益产生纠纷等问题。《通知》对防止、解决煤炭、煤层气资源矿业权重叠问题提出具体处理意见，一是国家划定并公告设立特定的煤层气勘查开采区域，新设立的煤炭探矿权、采矿权不得进入；二是依法清理，各省级国土资源管理部门对本辖区内煤层气探矿权进行一次全面检查，对未达到最低勘查投入的，缩减勘查区块面积或不予延续，情节严重的，依法吊销勘查许可证；三是双方采取协议合作方式解决。 在《通知》下发前，煤炭、煤层气企业双方达成安全生产协议，双方按协议办理，加强煤炭、煤层气勘查开采合作。《通知》下发前矿权发生重叠而没有签订协议的，按照“先采气，后采煤”的原则，由双方协商，综合勘查、综合开采。6个月内，双方协议不成，由国土资源管理部门依据《国务院办公厅转发国土资源部等部门对矿产资源开发进行整合意见的通知》（国办发[2006]108号）精神，按照采煤采气一体化、采气采煤相互兼顾的原则，支持煤炭国家规划矿区内的煤炭生产企业综合勘查开采煤层气资源。

（三）防止借勘查开采煤层气之名对煤炭资源 “跑马圈地”

《通知》为避免借勘查开采煤层气之名对煤炭资源 “跑马圈地”，做了两方面的规定：第一，要求煤炭矿业权人综合勘查开采煤层气资源。经勘查、论证，在以下三种情况下，煤炭探矿权人可依法获得煤炭采矿权：①采用露天开采方式采煤的；②采用井工开采方式，煤层中吨煤瓦斯含量低于国家规定标准的；③采用井工开采方式，煤层中吨煤瓦斯含量达到国家规定标准但不具备规模化地面抽采和开发利用条件的。第二，改变煤层矿业权出让方式，加强管理煤层气矿业权。煤层气探矿权出让由原来以申请在先原则为主，改变为招标方式，同时要求煤层气矿业权人对煤炭资源进行综合勘查评价，但煤层气探矿权人不得以勘查煤层气的名义开采煤炭及其他矿产资源。

煤层气矿业权人不能直接申请其矿区范围的煤炭矿业权。通过论证，不具备规模化地面抽采条件或经地面抽采后煤层气含量降至国家规定标准以下的区块，煤层气矿业权人应及时办理煤层气矿业权区块注销手续。国土资源管理部门应采用竞争方式依法有偿出让煤层气退出区块的煤炭矿业权。原煤层气矿业权人可参与竞标，在同等条件下优先。竞得煤炭矿业权的申请人，在按规定向国家缴纳煤炭矿业权价款的同时，还需向原煤层气矿业权人支付其综合勘查煤炭资源投入的补偿。

（四）已取得煤矿矿业权的矿业权人应当对煤炭和煤层气进行综合勘查

《通知》下发前已取得煤炭、煤层气探矿权或采矿权的矿业权人，应按本通知要求做好以下工作：已依法取得煤炭或煤层气勘查许可证的探矿权人，应对勘查区块范围内的煤层气或煤炭资源进行综合勘查、评价，提交煤层气和煤炭综合勘查报告，并按有关程序进行储量评审（估）、备案；已依法取得煤炭采矿许可证的采矿权人，在本矿区范围内以地面抽采方式开采煤层气的，应依法补办煤层气采矿许可证；进行井下煤层气回收利用的，不再另行办理煤层气采矿许可证，但应切实采取措施，不断提高煤层气回收利用水平。

煤矿井下煤层气（瓦斯）抽采，是利用煤层巷道，或从煤矿井下巷道中向煤层内钻孔，将正在采掘或准备采掘的煤层内的煤层气预先抽出并进行资源化利用，使巷道和采掘工作面的煤层气（瓦斯）浓度降低到安全标准以下，从而达到安全生产和煤层气利用的目的。

我国于1949年在抚顺龙凤矿开始正式进行瓦斯抽采工作，经过近60年的发展，有了较大的发展和提高，在矿井瓦斯抽采技术及方法上积累了许多经验。目前，我国矿井瓦斯抽采技术及方法主要有：

1）根据抽采对象分，有开采层瓦斯抽采、邻近层瓦斯抽采、围岩抽采以及采空区瓦斯抽采。

2）根据抽采方法不同可分为钻孔法抽采、巷道法抽采、混合法抽采、地面钻井抽采（地面垂直井和水平井抽放）。

3）根据抽采与采煤时间顺序可分为采前预抽、边掘边抽、边采边抽及采后抽放。