煤层气(矿井瓦斯)综合利用

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1、加强煤层气（矿井瓦斯）综合利用促进阳泉城市经济快速发展前言多年来，煤矿瓦斯一直是煤矿安全生产的重大隐患。煤矿重特大瓦斯爆炸事故时有发生，给人民群众生命财产造成了重大损失；同时，未经综合利用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。煤层气（矿井瓦斯）是赋存在煤层中的一种共生或伴生气体，主要成分为甲烷。它不仅是煤矿生产安全的重大隐患，将其直接排人大气还会造成强烈的温室效应，导致环境破坏。甲烷是一种强烈的温室气体，温室效应是二氧化碳的21～23倍。同时甲烷也是一种洁净的能源，纯瓦斯的热值与常规天然气相当，是一种洁净高效的能源。从定义上来讲，煤层气和瓦斯是有区别的。煤层气

2、是指在成煤过程中形成并以吸附及游离状态存在煤层孔隙和裂隙中的天然气，其主要成分是甲烷；矿井瓦斯是指矿井内以甲烷为主要成分的有害气体的总称。习惯上（煤矿术语）矿井瓦斯通常专指甲烷（也叫沼气）；煤层气也叫煤层瓦斯。在主要成分用途上，煤层气和瓦斯都指的是甲烷。甲烷分子式CH4，分子量16.04。是最简单的有机化合物。甲烷是没有颜色、没有气味、微溶于水的可燃性气体。沸点-161.4℃，密度0.716kg/m3，液态相对密度(水=1)0.42(-164℃)；气态相对密度(空气=1)0.55。引燃温度538(℃)。发热量为33.38～37.11MJ/m3（7972～8864千卡）。甲烷和空气成

3、适当比例的混合物，遇火花会发生爆炸。爆炸上限为15%(V/V)，爆炸下限5.3%(V/V)。化学性质相当稳定，跟强酸、强碱或强氧化剂（如KMnO4）等一般不起反应。在适当条件下会发生氧化、热解及卤代等反应，可以溶于醇、乙醚。阳泉矿区是我国瓦斯利用最早的矿区之一，抽放瓦斯作为燃料已经过了近50年的发展，并逐渐成熟起来。瓦斯作为一种非常规的天然气资源，是一种优质的能源，其浓度在30%～100%时，1立方米的瓦斯相当于1～2Kg煤的发热量（10.47～35.19MJ/立方米）。9可用于城市居民生活燃料、发电燃料、工业燃料和化工原料，具有广阔的市场前景。同时，矿井瓦斯利用工作，能减少排向大

4、气的瓦斯量，从而起到减少环境污染，减轻大气温室效应。（一）煤层气（矿井瓦斯）抽采技术是煤矿安全生产的可靠保障阳煤集团是全国瓦斯最大，最难进行瓦斯抽放的矿区之一。13个矿井均为高瓦斯矿井，其中三个矿井为煤与瓦斯突出矿井。2006年产量3541.69万吨，矿井瓦斯等级鉴定报告测定最大瓦斯绝对涌出量1642.37m3/min，单井最大绝对涌出量414.6m3/min（二矿）。此外，阳煤集团瓦斯突出频繁，建企以来瓦斯累计突出次数6672次（突2972次、喷出约3700次），瓦斯对煤矿安全生产的影响非常严重。研究瓦斯抽采技术是煤矿安全生产的可靠保障。多年的生产实践和血的经验表明，瓦斯治理与利

5、用技术，往往直接影响着煤炭企业和整个城市的经济发展。近年来国家先后出台了一系列鼓励瓦斯抽采和利用的政策，政府支持的力度越来越大。瓦斯抽采的技术手段也逐步成熟，抽采的装备逐步配套完善。煤矿企业和相关科研单位、高等院校合作交流更加深入，探索出了很多实用技术和方法，提高了瓦斯抽采利用率。阳煤集团瓦斯治理的技术经验，凝聚了几代人的心血和汗水，在矿井通风、瓦斯抽放、煤与瓦斯突出预测与防治、瓦斯利用、安全监测监控等方面取得了重大成果，为改善煤矿安全生产的面貌发挥了积极的促进作用，取得了显著的成绩。主要是通过对矿井通风方式、煤层瓦斯抽放方式的不断探索研究，通过对通风与瓦斯抽放设备的重大技术改造和

6、更新，通过大幅度提高瓦斯储存能力和输送能力等一系列措施，从根本上解决瓦斯对矿井的危害，并变害为利，将矿井抽放出的瓦斯加以利用，为居民提供洁净的燃料。阳煤集团曾经试验过并应用过多种通风方式，有U型、Y型、偏Y型、U+L型、U+I型等。在薄煤层综采工作面试验成功并采用“一进两回”U+L型通风方式，外错布置一条专用排放瓦斯巷。这种布置方式成为国内用通风方式解决落山角瓦斯和采空区瓦斯的典范，在全国推广应用。厚煤层综放工作面我们采用“一进两回”U+I型通风方式，内错布置一条专用排放瓦斯巷，这种通风方式有利于解决落山角和采空区瓦斯，并能有效的控制采空区煤层自然发火。这一独特的利用通风方式治理瓦

7、斯技术在国际上处于领先地位。阳泉矿区所属煤层煤体结构致密，煤层透气性差，9属于低透气性煤层，如3号煤层透气性系数仅为0.016m2/(MPa2.d)，是全国最难进行瓦斯抽放的矿区之一。但是，经过多年的研究攻关，在煤炭科学研究总院抚顺分院、重庆分院、西安分院、中国矿业大学等院校的大力支持和协作下，对瓦斯抽放技术从理论到实践进行了不懈的努力和探索，先后对采空区、邻近层、本煤层及其围岩进行了瓦斯抽放试验。综采工作面及综放工作面试验并推广采用了多种抽放方法，主要有：小直径密集