注气置换煤层甲烷技术机理的现状

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1、分析·探讨(2012－07)·167·注气置换煤层甲烷技术机理的研究现状夏会辉，杨宏民，王兆丰，陈立伟(河南理工大学安全科学与工程学院，河南焦作454003)摘要:为了深入研究注气置换煤层甲烷技术的机理，在对国内外注气置换煤层甲烷技术机理研究的基础上，得出了注气置换煤层甲烷技术的作用机理主要有5个方面，即注入气体置换作用机理、降低甲烷分压的作用机理、筛滤吸附置换作用机理、提高煤层甲烷扩散－渗流速度作用机理和压裂增透作用机理，并分析了在注气置换煤层甲烷技术机理研究方面存在的问题，探讨了该技术的研究方向。关键词:煤层注

2、气;置换甲烷;机理;煤层气;瓦斯治理;研究现状中图分类号:TD712文献标志码:B文章编号:1003－496X(2012)07－0167－05TheResearchStatusofReplacementCoalBedCH4TechnologyMechanismbyInjectingGasXIAHui－hui，YANGHong－min，WANGZhao－feng，CHENLi－wei(SchoolofSafetyScienceandEngineering，HenanPolytechnicUniversity，Jiao

3、zuo454003，China)Abstract:Inordertodeeplystudythemechanismofinjectinggastoreplacecoal－bedCH4technology，onthebasisofstudyinggasin-jectiontoreplacecoal－bedCH4mechanismathomeandabroad，fivemainaspectsofinjectinggastoreplacecoal－bedCH4mecha-nismareachieved，theyare，t

4、hereplacementactionmechanismofinjectinggas，theactionmechanismofreducingCH4partialpres-sure，theactionmechanismofsieveadsorptionreplacement，theactionmechanismofimprovingthecoal－bedCH4diffusion－seep-agevelocityandtheactionmechanismoffracturingantireflection．Theex

5、istingproblemsofresearchininjectinggastoreplacecoal－bedCH4technologymechanismareanalyzed，thedirectionofthetechnologyisdiscussed．Keywords:coalseaminjectinggas;replacementCH4;mechanism;coalbedmethane;gascontrolling;researchstatus在煤矿生产过程中放散出来的以CH4为主要注气置换煤层甲烷技术无论是

6、在单纯开采煤层成分的煤层气又称矿井瓦斯，是影响和威胁煤矿安气方面，还是在矿井瓦斯灾害治理方面都取得了很全生产的有害气体，排放到大气中会产生严重的温好的效果，但人们对注气置换煤层甲烷技术的机理室效应，但它又是一种洁净、高热值的能源。因此，研究并不透彻，从而阻碍了该技术进一步的推广应将煤层中的CH4开采出来加以利用，不仅可以减少用。因此，在总结国内外关于注气置换煤层甲烷技对环境的污染，降低煤层中瓦斯含量，还可以获得廉术机理研究的基础上，提出了注气置换煤层甲烷技价的能源供应。术机理的新认识，为该技术在煤层气开采和矿井瓦2

7、0世纪末，随着美国圣胡安盆地将CO2注入煤斯灾害治理领域的应用，提供合理的理论依据。［1］层以提高煤层气采出率(CO2－ECBM)实验的成1国内外研究现状功，加拿大、欧盟、日本、中国等国家先后将注气置换关于注气置换煤层甲烷技术机理，国内外研究煤层甲烷技术应用在煤层气开采领域，大大提高了学者进行了大量的研究，并取得了一定的研究成果。煤层气采收率。受前人研究的启发，河南理工大学［2］王兆丰、杨宏民等在阳泉矿区开展了“置换解吸和YukuoKatayama认为，CO2置换CH4的机理抑制解吸技术防治瓦斯突出试验研究”，首次

8、将注是由于二者吸附能的差异，而N2置换CH4是由于二者之间的分压变化形成了新的吸附平衡。气置换煤层甲烷技术应用于突出矿井的瓦斯灾害治［3］Stevens等研究发现，注入CO2有助于维持孔理领域，并取得了显著的促抽消突效果，成果达到国隙压力，可以较好地保护深部煤层中的割理和其它际领先水平。孔隙通道不致于闭合，以开发深部低渗透性煤层中基金项目:国家自然科学基金资