煤層氣開采技術(shù)

千里之行，始于腳下。第2頁(yè)/共2頁(yè)精品文檔推薦煤層氣開采技術(shù)煤層氣簡(jiǎn)介

1、定義

煤層氣，是指儲(chǔ)存在煤層中以甲烷為主要成分、以吸附在煤基質(zhì)顆粒表面為主、部分游離于煤孔隙中或溶解于煤層水中的烴類氣體，是煤的伴生礦產(chǎn)資源，屬十分規(guī)自然?氣，是近一二十年在國(guó)際上崛起的潔凈、優(yōu)質(zhì)能源和化工原料。

煤層氣俗稱“瓦斯”，其主要成分是CH4（甲烷),與煤炭伴生、以吸附狀態(tài)儲(chǔ)存于煤層內(nèi)的十分規(guī)自然?氣，熱值是通用煤的2-5倍，主要成分為甲烷。1立方米純煤層氣的熱值相當(dāng)于1.13kg汽油、1.21kg標(biāo)準(zhǔn)煤，其熱值與自然?氣相當(dāng)，可以與自然?氣混輸混用，而且燃燒后很潔凈，幾乎不產(chǎn)生任何廢氣，是上好的工業(yè)、化工、發(fā)電和居民生活燃料。

煤層氣空氣濃度達(dá)到5%-16%時(shí)，遇明火就會(huì)爆炸，這是煤礦瓦斯爆炸事故的根源。煤層氣直接排放到大氣中，其溫室效應(yīng)約為二氧化碳的21倍，對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞性極強(qiáng)。在采煤之前假如先開采煤層氣，煤礦瓦斯爆炸率將降低70%到85%。煤層氣的開發(fā)利用具有一舉多得的功效：潔凈能源，商業(yè)化能產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

2、煤層氣與煤礦瓦斯的關(guān)系與差異

在煤炭工業(yè)界通常將涌入煤礦巷道內(nèi)的煤層氣稱之為煤礦瓦斯（Gassy），其氣體組分除煤層氣組格外，還有煤礦巷道內(nèi)氣體的成分，如氮?dú)猓∟2）、二氧化碳（CO2）等空氣組分以及一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO2）等采礦活動(dòng)所產(chǎn)生的氣體組分。

在煤層氣勢(shì)念引進(jìn)初期，有些學(xué)者為便于業(yè)外人士了解煤層氣，通常在煤層氣一詞后加注“俗稱煤礦瓦斯”。

近年來，國(guó)內(nèi)外有些學(xué)者為區(qū)別兩者之間的概念差異，將通過煤礦井下抽放（GasDrainagein-mine）、采動(dòng)區(qū)（GOB）抽放或廢棄礦井（AbandonedMines）抽排等方式獲得的煤層氣稱為CoalMineethane（縮寫為CMM）。

2、存在形式

吸附于煤內(nèi)表面；以游離態(tài)存在于煤的自然?孔隙中；少量溶解在煤的地層水中。

3、用途

煤層氣（煤礦瓦斯）作為一種十分規(guī)自然?氣，可作為瓦斯發(fā)電、居民生活和工業(yè)鍋爐燃料。煤層氣可以用作民用燃料、工業(yè)燃料、發(fā)電

燃料、汽車燃料和重要的化工原料，用途十分廣泛。每標(biāo)方煤層氣大約相當(dāng)于9.5度電、3m3水煤氣、1L柴油、臨近0.8kg液化石油氣、1.1-1.2L汽油，另外,煤層氣燃燒后幾乎沒有污染物，因此它是相當(dāng)廉價(jià)的清潔型能源。

煤層氣的利用可分為兩類，即能源和原料。

能源——煤層氣發(fā)電，每?jī)|度電排放SO2是煤電廠的千分之一；煤電廠熱效率最高40%，自然?氣電廠可達(dá)56%；煤層氣工業(yè)燃料，鍋爐燃料、金屬冶煉、陶瓷玻璃工業(yè)；城市居民燃?xì)?，煤制氣熱值?14.6kJ/m3)，自然?氣熱值高(35.6kJ/m3)，自然?氣是21世紀(jì)中國(guó)城市民用燃?xì)馐走x燃料；汽車燃料，改善汽車尾氣對(duì)大氣的污染。

原料——煤層氣制合成氨，世界合成氨的73.7%來自自然?氣原料;甲醇80%由自然?氣生產(chǎn)；煤層氣制乙炔，由自然?氣部分氧化法生產(chǎn)乙炔，由乙炔生產(chǎn)PVC制品。

煤礦瓦斯對(duì)大氣污染產(chǎn)生的溫室效應(yīng)是二氧化碳的20～30倍。煤礦瓦斯的開發(fā)利用，對(duì)改善煤礦平安生產(chǎn)條件、削減溫室氣體排放、庇護(hù)生態(tài)環(huán)境、優(yōu)化能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)清潔能源供給、哺育新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)具有重大意義。

4、技術(shù)現(xiàn)狀

煤層氣的開采普通有兩種方式：一是地面鉆井開采；二是井下瓦斯抽放系統(tǒng)抽出，地面鉆井開采的煤層氣和抽放瓦斯都是可以利用的，

通過地面開采和抽放后可以大大削減風(fēng)排瓦斯的數(shù)量，降低了煤礦對(duì)通風(fēng)的要求，改善了礦工的平安生產(chǎn)條件。地面鉆井開采方式，國(guó)外已經(jīng)使用，我國(guó)有些煤層透氣性較差，地面開采有一定困難，但若樂觀開發(fā)每年至少可采出50億立方米；因?yàn)檫^去除了供暖外沒有找到合理的利用手段，未能充分利用，所以，抽放瓦斯絕大部分仍然排入大氣，花去了費(fèi)用，鋪張了資源，污染了環(huán)境。

近年來隨著阜康礦區(qū)煤炭生產(chǎn)規(guī)模的迅速進(jìn)展，天天由井下抽出的大量瓦斯被排放到大氣中，既鋪張了瓦斯資源，又對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)峻污染。阜康礦區(qū)內(nèi)現(xiàn)有多個(gè)生產(chǎn)礦井，除XXX大黃山豫新煤業(yè)有限責(zé)任公司一號(hào)井抽采瓦斯直接用于發(fā)電之外，其它礦井抽放瓦斯均未舉行利用?，F(xiàn)階段較好的開發(fā)模式是采煤采氣一體化模式。

煤礦瓦斯含有大量的甲烷，屬溫室氣體；煤礦抽采的大量瓦斯直接排入大氣，將對(duì)地球產(chǎn)生溫室效應(yīng)，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)峻污染；煤礦瓦斯是一種高效的清潔能源，對(duì)空直接排放是一種巨大的能源鋪張。因此，必需對(duì)煤礦瓦斯舉行科學(xué)的治理和有效的綜合利用。

煤礦企業(yè)而言，從平安生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)方面考慮，采納地面煤層氣抽采仍然是最好的方式，建議煤炭企業(yè)在地面煤層氣抽采方面取得一定的突破。

5、相關(guān)政策及標(biāo)準(zhǔn)

XXX辦公廳印發(fā)了《關(guān)于加快煤層氣（煤礦瓦斯）抽采利用的若干意見》（國(guó)辦發(fā)〔2023〕47號(hào)），有關(guān)部門出臺(tái)了煤炭生產(chǎn)平安費(fèi)用提取、煤層氣抽采利用企業(yè)稅費(fèi)減免、財(cái)政補(bǔ)貼、瓦斯發(fā)電上網(wǎng)

及加價(jià)、人才培養(yǎng)等扶持政策，初步形成了煤層氣（煤礦瓦斯）開發(fā)利用政策框架

1）《XXX煤層氣勘查開發(fā)利用(2023~2023年)實(shí)施計(jì)劃》(下稱《實(shí)施計(jì)劃》)

2023年5月獲國(guó)家能源局批準(zhǔn)。按照《實(shí)施計(jì)劃》，到2023年新

疆探明煤層氣地質(zhì)儲(chǔ)量550億立方米，啟動(dòng)1~2個(gè)煤層氣開發(fā)示范工程。到2023年，新增探明地質(zhì)儲(chǔ)量800億立方米，煤層氣產(chǎn)能達(dá)到15億立方米/年，煤礦瓦斯抽采量6億立方米。到2023年，基本完

成XXX煤層氣資源潛力調(diào)查與評(píng)價(jià)，新增探明地質(zhì)儲(chǔ)量800億立方米，建成一批煤層氣開發(fā)利用示范工程和煤礦瓦斯抽采利用規(guī)?；V區(qū)，煤層氣產(chǎn)能達(dá)到15億立方米/年，煤礦瓦斯抽采量6億立方米，XXX煤層氣開發(fā)利用初步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

2）《煤層氣產(chǎn)業(yè)政策》

2023年2月國(guó)家下發(fā)，“加大XXX、遼寧、黑龍江、河南、四川、貴州、云南、甘肅等地區(qū)煤層氣資源勘探力度，建設(shè)規(guī)?；_發(fā)示范工程?！薄皥?jiān)持自主研發(fā)和引進(jìn)相結(jié)合、基礎(chǔ)討論和技術(shù)創(chuàng)新相結(jié)合，加大科技研發(fā)投入，實(shí)施國(guó)家科技重大專項(xiàng)、科技支撐方案、“863”方案、“973”方案和產(chǎn)業(yè)化示范工程，鼓舞企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)和高等院校聯(lián)合開展科技攻關(guān)，加強(qiáng)工程（技術(shù)）討論XXX、重點(diǎn)試驗(yàn)室等創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)，進(jìn)展技術(shù)詢問服務(wù)，提升煤層氣產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新能力?！?/p>

能源局提出的進(jìn)展目標(biāo)是：“十二五”期間，建成沁水盆地和鄂爾多斯盆地東緣煤層氣產(chǎn)業(yè)化基地。再用5-10年時(shí)光，新建3-5個(gè)產(chǎn)業(yè)化

基地，實(shí)現(xiàn)煤層氣開發(fā)利用與工程技術(shù)服務(wù)、重大裝備創(chuàng)造等相關(guān)產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)進(jìn)展。

3）煤層氣（煤礦瓦斯）開發(fā)利用“十二五”規(guī)劃

“國(guó)家強(qiáng)力推動(dòng)煤礦瓦斯“先抽后采、抽采達(dá)標(biāo)”，加強(qiáng)瓦斯綜合利用，支配中心預(yù)算內(nèi)資金支持煤礦瓦斯治理示范礦井和抽采利用規(guī)模化礦區(qū)建設(shè)”

實(shí)施國(guó)家科技重大專項(xiàng)、科技支撐方案、“973”方案、“863”方案，加強(qiáng)基礎(chǔ)理論討論，加快關(guān)鍵技術(shù)裝備研發(fā)，著重解決煤層氣產(chǎn)業(yè)進(jìn)展中重大科學(xué)技術(shù)問題。加強(qiáng)國(guó)際合作和溝通，樂觀引進(jìn)煤層氣勘探開發(fā)利用先進(jìn)技術(shù)。

加快出臺(tái)勘查、鉆井、壓裂、集輸?shù)确矫鏄?biāo)準(zhǔn)。

加強(qiáng)科技攻關(guān)“煤層氣（煤礦瓦斯）科技攻關(guān)“加強(qiáng)重大基礎(chǔ)理論討論、加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)裝備研發(fā)”

4）XXX辦公廳關(guān)于進(jìn)一步加快煤層氣（煤礦瓦斯）抽采利用的意見國(guó)辦發(fā)〔2023〕93號(hào)

“加強(qiáng)政府補(bǔ)貼政策，稅收優(yōu)待政策”，“科研研發(fā)，創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)”

4）《煤層氣（煤礦瓦斯）排放標(biāo)準(zhǔn)（暫行）》

6、國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)介紹

我國(guó)開展煤層氣勘探的企業(yè)并不多，比較有實(shí)力的煤層氣公司更是屈指可數(shù)，主要在山西與河南等地舉行開采，如中石油煤層氣公司、中聯(lián)、奧瑞安、亞美大陸、格瑞克、山西煤層氣公司等，這些企業(yè)大多

是外資企業(yè)

7、煤層氣示范工程

1）中聯(lián)公司沁南煤層氣開發(fā)利用國(guó)家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程

2）國(guó)內(nèi)的煤層氣工業(yè)利用項(xiàng)目主要有：鐵法煤層氣供法庫(kù)縣陶瓷城項(xiàng)目，陽(yáng)泉煤層氣氧化鋁焙燒項(xiàng)目

8、產(chǎn)業(yè)鏈

煤層氣利用

煤層氣綜合利用體系圖

9、建議和措施

1）結(jié)合我國(guó)煤層氣開發(fā)利用的實(shí)際狀況，從平安、能源、環(huán)保要求三個(gè)方面綜合考慮，采取資源先行、上游開發(fā)與下游利用相結(jié)合，煤層氣開發(fā)利用與煤礦平安、環(huán)境庇護(hù)相結(jié)合，煤層氣開發(fā)利用與自然?氣相結(jié)合，根據(jù)先淺后深、先富后貧的挨次樂觀推動(dòng)，把煤層氣開發(fā)利用打造成我國(guó)新的支柱產(chǎn)業(yè)

2）樂觀開展和加強(qiáng)