煤层气的综合利用

煤层气的综合利用

朱长征

平顶山天安煤业股份有限公司安全技术培训中心河南省平顶山市467000

摘要：我国是煤炭大国，每年排放煤层气近200亿立方，既污染环境，又造成资源浪费，所以应加强煤层气的有效利用，改善国家能源结构，改善生态环境。

关键词：煤层气；开发；利用

1、煤层气概论

煤层气是煤炭的伴生气体，是以甲烷为主的有害气体，无色、无味、无臭，可以燃烧、爆炸，难溶于水，扩散性很强，浓度较高时，还会引起窒息事故，它在煤炭生产中，容易造成重特大的安全事故，造成重大人员伤亡和财产损失。同时甲烷是造成环境温室效应的三种主要气体(甲烷、二氧化碳和氟利昂)之一，其温室效应很强，比二氧化碳作用大20倍。甲烷排入大气，不仅因其温室效应将引起气候异常，而且还消耗大气平流层的臭氧，它对臭氧层的破坏能力是二氧化碳的７倍，削弱了地球对太阳紫外线侵袭的防护作用，危害人类健康。我国每年因采煤向大气排放的甲烷量为150—200亿立方，占世界采煤排放甲烷总量的三分之一，据世界首位。

煤层气主要成分(通常占90%以上)是甲烷(CH4)。在常温下其热值为34—37兆焦/每立方米（MJ/M⁳），与天然气的热值相当，是一种很好的高效清洁气体燃料，属于非常规天然气，可以作为新的接替能源加以开发利用，长期以来，煤矿为了避免瓦斯爆炸事故而采取的最主要方法是“通风”，即向矿井内鼓入大量空气，把矿井中的煤层气排出放空，这样既浪费了资源，同时污染了环境，破坏了生态，如能将抽出的瓦斯有效利用，是变害为利的重要措施。矿井瓦斯的有效利用在发达国家发展较早，美国于1976年开始了煤层气的开发利用工作。美国对煤层气的开发利用采取了大幅度退税等优惠政策，使美国成为目前煤层气开发利用最成功的国家，美国煤层气开发只用十年时间就走上商业规模利用的道路，煤层气已成为美国的重要能源，1999年产量约350亿立方米，从而引起世界产煤国家的关注，掀起开发利用煤层气的热潮。英、德、澳大利亚、波兰、印度、加拿大、俄罗斯等20多个国家相继开展了煤层气的研究与开发试验，其中澳大利亚在低渗透率煤层中开发煤层气的研究中取得了重要进展。

2、我国煤层气现状

我国煤层气有效利用起步较晚，资源较为丰富，估算煤层气总量为30—35万亿立方米，大体与我国的天然气资源总量相当，位居世界第3位。在当前我国一次性液态能源不足，制约我国经济可持续发展的情况下，煤层气资源的开发和利用，对缓解我国能源供应紧张状况，意义重大。我国一千多个县赋存有煤，到目前为止，全国已钻成煤层气勘探和生产试验井近百，最高单井日产气量达1万立方米以上，显示出了潜在的商业化开发前景，但是，到目前为止，却还没有形成规模化的商业产销体系。

煤层气的开发、利用，在增加新的洁净能源，改善我国的能源结构，保护生态的同时，还能有效改善煤矿的安全形势，2005年家大力提倡煤层气的开发、利用，2015年和2004年煤矿安全事故比较，煤矿因瓦斯造成的事故减少了83%，因瓦斯造成的人员伤亡减少了85%，所以煤层气有效利用，前景是非常乐观的。

平煤集团近几年也积极展开煤层气的开发、利用。如平煤十矿，平煤十矿是高瓦斯矿井，每日瓦斯涌出量超过4万立方米，其中超过3万立方米的瓦斯被有效利用，利用率达到72%，主要利用方式为：食堂烹饪用气、三产燃气用气、部分住宅小区用气等，每年因利用瓦斯产生的效益超过了300万元。还有一个具备代表性的是平煤四矿，平煤四矿瓦斯有效利用从2004年开始，通过瓦斯抽采-燃烧发电-余热制冷-矿井降温等一系列循环利用，达到变废为宝、改善矿井气候条件的目的。但目前为止，全国的瓦斯利用率还很低，平均利用率仅达32%，还有很大的利用空间。国家现对煤层气的开发进行统一的规划，扩大煤层气的开发和使用规模，加强管网的建设。随着西气东输管道的建成，给煤层气产业的发展带来新的机遇。我国主要的煤层气盆地，如鄂尔多斯盆地、沁水盆地等，都在西气东输管道的沿线，就近生产的煤层气通过加压就可以直接输入天然气管道，这大大节约了煤层气生产企业对长输管线的投资。“十五”规划纲要中，政府已将煤层气列入了能源发展规划，对煤层气开发利用提供财政支持和政策优惠。目前，我国除建设主干管网以外，还应发展井口电厂。在矿区开展发电项目具有良好的市场条件，矿区的生产、生活需要大量电力，建立小型电厂可解决部分自用电，如果是规模较大的电厂，除自用外还可将电以市场价出售给当地电网。在我国现实条件下，小型和中型发电项目的建设，需要国家、地方和电力行业给予多方面的支持，才能尽快地完成煤层气发电从试验到小规模生产再到大规模生产的过程。

3、结束语

虽然现在充分、有效利用煤层气还有很多困难，也会有很大的资金投入，但坚持开发、利用煤层气不仅变害为利，增加新的洁净能源，而且能改善我国的能源结构，况且煤层气产业的特点是投入高，周期长，经济效益开始得晚，但持续的时间越久，总经济效益越高，所以从长远来看，煤层气的开发、利用，是势在必行、利国利民的。

参考文献

[1]煤矿瓦斯抽采和瓦斯灾害防治.胡千庭.中国矿大出版社（2007-11版）.

[2]燃气燃烧和瓦斯爆炸.伯纳德•刘易斯.中国建筑工业（2007-01版）.