中国煤矿瓦斯的利用技术

瓦斯利用方式简介摘要：瓦斯作为煤矿开采的副产物，既是一种很强的温室气体，同时也是一种清洁的能源，为了减少瓦斯的排放，可以根据瓦斯不同的浓度选择合理的利用方式。

甲烷浓度在90%以上的瓦斯气，相当于常规天然气；瓦斯气浓度在30%~90%时，可以用于民用燃烧，工业发电，以及进一步提纯制取CNG/LNG等；瓦斯气浓度在8%~30%时，一般用于瓦斯发电；瓦斯气浓度小于8%时，用于蓄热氧化。

关键词：瓦斯；天然气；发电；蓄热氧化；梯级利用1.瓦斯气利用的主要方法概述瓦斯气中的有效成分为甲烷，其余主要是氧气和氮气。

根据甲烷含量的高低，将瓦斯气分为不同品位的瓦斯气，其利用方式也不同。

甲烷浓度在90%以上的瓦斯气，相当于常规天然气；瓦斯气浓度在30%~90%时，可以用于民用燃烧，工业发电，以及进一步提纯制取CNG/LNG等；瓦斯气浓度在8%~30%时，一般用于瓦斯发电；瓦斯气浓度小于8%时，用于蓄热氧化。

2.作为常规天然气利用含甲烷90%以上的高浓度瓦斯相当于常规天然气[3]，其利用技术与常规天然气的利用技术完全一样，无论加工成管道输送天然气、压缩天然气还是液化天然气，在国内外其利用技术都是成熟的，对于能够形成较大集输规模（日处理量几十万到几百万立方米）的高浓度煤层气也已建成许多工程案例，如美国就建有日处理200万m3的高浓度煤层气液化工厂，每年可生产46万t的LNG；中国在山西建有多个高浓度煤层气液化工厂，目前最大规模的工厂日处理煤层气量达100万m3。

现在，国家逐步放开了地面开发煤层气特许经营的范围，越来越多的煤矿将有资格开发地面煤层气。

由于中国大多数煤矿地质结构复杂，以低中煤阶为主，煤层较薄，除沁水煤田等少数矿区外，大部分煤矿高浓度煤层气日抽采规模在几千到几万立方米，一般情况下难以达到可利用的经济规模，造成部分高浓度煤层气只能燃烧放空。

这种开发方式形成的集输规模较小，而市场需要的是1万~5万m3/d的撬装化液化装置。

乏风瓦斯发电技术及开发利用方案一、实施背景随着全球能源需求的不断增长，传统能源资源的供给已经逐渐无法满足需求。

同时，环境污染和气候变化问题也日益严重，迫使各国加大对可再生能源的开发和利用力度。

乏风瓦斯发电技术作为一种可再生能源技术，具有巨大的潜力和优势，可以有效利用煤矿井下乏风瓦斯资源，减少温室气体排放，提高能源利用效率。

二、工作原理乏风瓦斯发电技术是利用煤矿井下的乏风瓦斯，通过瓦斯发电机组将其转化为电能。

具体工作原理如下：1. 采集乏风瓦斯：通过煤矿井下的抽放系统，将乏风瓦斯从煤矿井中抽出。

2. 净化处理：对采集到的乏风瓦斯进行净化处理，去除其中的杂质和有害物质，确保发电过程的安全和稳定。

3. 瓦斯发电：将净化后的乏风瓦斯送入瓦斯发电机组，通过内燃机的燃烧产生高温高压气体，驱动发电机发电。

4. 电能输送：通过变压器将发电机产生的电能升压后，输送到电网中，供应给用户使用。

三、实施计划步骤1. 前期调研：对煤矿井下乏风瓦斯资源进行调查和评估，确定可开发利用的潜力和条件。

2. 建设准备：根据调研结果，确定乏风瓦斯发电站的建设地点和规模，编制建设方案和预算。

3. 建设和设备采购：按照建设方案，进行发电站的建设和设备采购，包括乏风瓦斯采集系统、瓦斯净化处理设备、瓦斯发电机组等。

4. 联调联试：完成设备安装后，进行联调联试，确保系统的正常运行和安全性。

5. 投入运营：通过政府和企业的合作，将乏风瓦斯发电站纳入电网运营，实现正式投产。

四、适用范围乏风瓦斯发电技术适用于具备煤矿井下乏风瓦斯资源的地区，特别是那些乏风瓦斯排放量较大、瓦斯含量较高的煤矿。

在中国，山西、河南、陕西等地区的煤矿具备较好的开发利用条件。

五、创新要点1. 瓦斯净化处理技术：采用先进的瓦斯净化处理设备，有效去除乏风瓦斯中的杂质和有害物质，提高发电过程的安全性和稳定性。

2. 瓦斯发电机组技术：选择高效节能的瓦斯发电机组，提高发电效率和能源利用效率。

瓦斯发电技术与节能减排一、瓦斯发电技术概述瓦斯发电技术是指利用煤矿瓦斯、城市垃圾场气体、污水处理厂气体和生物质废弃物发酵气等废弃气体资源来发电的技术。

从某种程度上来说，瓦斯发电技术可以将原本被视为污染环境的废弃气体资源转化为清洁能源，实现资源的高效利用。

与传统的煤炭发电相比，瓦斯发电技术具有以下显著优势：1. 减少温室气体排放：煤矿瓦斯、城市垃圾场气体和生物质废弃物发酵气等废弃气体资源中含有大量的甲烷，而甲烷是一种温室气体。

通过瓦斯发电技术，可以将这些甲烷转化为二氧化碳和水，从而减少温室气体的排放。

2. 节约能源资源：利用废弃气体资源发电，不仅可以减少对传统煤炭等化石能源的依赖，还可以节约能源资源，降低能源开采成本。

瓦斯发电技术在全球范围内得到了广泛的应用，取得了良好的经济和环境效益。

以下是一些典型的瓦斯发电技术应用案例：1. 煤矿瓦斯发电：中国是世界上最大的煤矿瓦斯排放国，每年的煤矿瓦斯排放量巨大。

为了有效利用这些废弃资源，中国大力推广煤矿瓦斯发电技术。

通过煤矿瓦斯发电项目，可以将煤矿瓦斯转化为清洁能源，减少温室气体排放，改善矿区环境，提高资源利用率。

2. 城市垃圾场气体发电：城市垃圾场是城市固体废物的最终堆放地，堆放的垃圾在分解过程中会产生大量的有机废气。

利用这些有机废气进行发电，不仅可以减少垃圾场的渗滤液和渗滤气排放，还可以实现垃圾资源化利用，减少对传统能源的依赖。

3. 生物质废弃物发酵气发电：生物质废弃物是指农作物秸秆、家禽畜禽粪便、农作物秸秆和城市生活垃圾等有机废弃物。

通过生物质发酵气发电技术，可以将这些废弃物转化为发酵气，再利用发酵气发电，既减少了废弃物的排放，又实现了清洁能源的利用。

以上案例充分展示了瓦斯发电技术在不同领域的应用潜力，对于减少温室气体排放，保护环境，推动可持续发展具有重要意义。

随着全球清洁能源技术的不断进步和成熟，瓦斯发电技术也在不断发展壮大。

未来，瓦斯发电技术有望在以下几个方面取得重大突破和进展：1. 技术成本的降低：目前，瓦斯发电技术的关键在于如何降低技术成本，提高发电效率。

矿井乏风瓦斯利用进展情况汇报近年来，中国在矿井乏风瓦斯利用方面取得了重大进展。

乏风瓦斯是指煤矿开采过程中残留在煤矿岩层中的可燃气体，包括甲烷、乙烷等，它们含量高达20%-50%，矿井内积聚的乏风瓦斯不仅为煤矿安全生产带来了危害，而且也是一种可再生资源，如果能够有效利用，将会为石化、能源、交通等行业提供可再生清洁能源。

目前，煤矿乏风瓦斯利用技术主要分为三种：直接燃烧、发电、制甲醇。

其中，直接燃烧是目前国内乏风瓦斯利用的主流方式，而发电在不久的将来有望成为领跑利用乏风瓦斯的主流方式，制甲醇作为新型清洁能源，也呈现出强劲发展势头。

直接燃烧技术是以乏风瓦斯的燃烧释放热能，通过燃气炉、空气预热器等进行加热，从而达到净化空气和获得经济效益的目的。

该技术的经济收益主要来自于热能和电能的直接回流，以及节约煤炭的经济效益，但直接燃烧存在不完全燃烧的问题，还可能引起因温室气体排放而带来的环境问题，因此，仅靠直接燃烧技术长期来提供紧迫需求是不够的。

发电是一种较为成熟的技术方式，它通过将乏风瓦斯转化为电能，达到乏风瓦斯的利用目的。

发电技术应用广泛且技术相对成熟，它不仅解决了因乏风瓦斯积聚而导致的安全问题，而且也可充分地利用煤矿乏风瓦斯资源，实现资源的最优化利用，同时也具有环保、节能的特点。

在煤矿乏风瓦斯利用历程中，发电技术正发挥着越来越重要的作用，近年来，国内不论是政策扶持还是技术实践，都表明未来大举发展煤矿乏风瓦斯发电已成为必然趋势。

制甲醇是一种新型化学能源，具有燃烧效率高、清洁燃烧、能够提高燃烧稳定性等特点。

目前，国内的乏风瓦斯制甲醇技术仍处于初步研究阶段，但这种技术被广泛认为是未来煤矿乏风瓦斯利用的重要方向。

制甲醇的技术链包括氢化制一氧化碳、反应制甲烷以及甲醇合成等环节，整个过程大量产生乏风瓦斯，并能够为乏风瓦斯提供有效的利用出路，实现了乏风瓦斯的再生利用和转化。

由此可见，在矿井乏风瓦斯利用方面，我国技术不断进步，不论是直接燃烧、发电还是制甲醇都是目前国内煤矿乏风瓦斯开发的重要方向，未来的煤矿乏风瓦斯利用将成为新型能源的一部分，有望为我国经济发展注入新动能。

煤矿瓦斯抽采技术应用分析摘要：目前，我国已经进人深部开采时代，煤层中的瓦斯含量逐渐增加，这导致瓦斯引起灾害的可能性也大大增加。

为了保证开采的安全性，必须对煤层中的瓦斯进行治理，一种重要的手段是对煤层中的瓦斯进行预抽。

由于我国煤层大多经历了地质构造的作用，煤层透气性较差，直接抽采煤层中的瓦斯存在着很大的困难，为此，需要应用一些强化瓦斯抽采的技术措施。

基于此，文章对煤矿瓦斯抽采技术的应用进行了研究，以供参考。

关键词：煤矿开采；瓦斯抽采；技术措施1瓦斯抽采技术面临的难点分析地面钻井抽采煤层瓦斯的效果比较差，已经很少采用。

目前，中国大多数矿井采用的是井下钻孔抽采煤层中瓦斯的方法。

但是由于我国煤层透气性较差，采用普通的钻孔来进行瓦斯抽采，存在抽采时间长、抽采效果差的不足。

因此为了强化瓦斯抽采，需要采用一些其他技术。

在当前的煤矿瓦斯抽采工作中，主要面临以下方面难点：（1）顺煤层抽瓦斯钻孔施工深度难以满足高效区域抽采的要求。

顺煤层抽瓦斯钻孔施工深度难以满足高效区域抽采的要求，使得大量采用抽瓦斯专用岩巷，工程成本高、施工时间长、产生大量废渣。

（2）缺乏长钻孔轨迹测定技术井下钻孔施工存在风险。

缺乏长钻孔轨迹测定技术，使得抽瓦斯难均匀、易留事故隐患；井下钻孔施工存在风险，远程（或地面）操控成为趋势和难点。

（3）井下抽采的瓦斯浓度低及煤层透气性低。

井下抽采的瓦斯浓度低，不利于安全抽采与输运，也给资源利用带来困难；煤层透气性低，抽瓦斯效果较差，提高透气性和抽采效果是难题；用地面井抽采采动影响区瓦斯效果好，但易受采动破坏，提高其高效服务寿命是难题。

2煤矿瓦斯抽采技术的应用研究2.1做好瓦斯监测工作煤矿瓦斯监测是进行瓦斯防治的基础，其有效性对于煤矿安全有着重要影响。

在进行瓦斯监测时，需做好以下几方面工作：（1）要检查一些关键位置处瓦斯探头的完好性。

瓦斯探头是监测瓦斯的重要设备，其主要功能是测量空气中的瓦斯浓度，但由于煤矿井下恶劣的生产环境，瓦斯探头很容易损坏。

浅析煤矿瓦斯治理中的钻探技术及防治摘要：在矿井工作中，如果发现瓦斯含量超标或发生泄漏，很容易造成重大的安全事帮。

因此，在进行矿井安全生产的过程中，要加强对矿井瓦斯的监控和控制，才能确保矿井生产的正常进行，并能有效地保障工作人员的生命。

基于此，文章主要分析了煤矿瓦斯治理中钻探技术的应用。

关键词：煤矿瓦斯治理；钻探技术；防治1煤矿瓦斯治理的概念煤矿瓦斯治理是指对煤矿开采过程中产生的瓦斯进行有效的控制和利用的过程。

煤矿瓦斯是在煤矿开采过程中释放出来的一种有害气体，主要成分为甲烷。

煤矿瓦斯治理的目的是通过采取各种措施，包括瓦斯抽放、瓦斯抑制和瓦斯利用等，将瓦斯排放到安全范围内，以保障煤矿生产的安全和环境的健康。

2煤矿瓦斯治理中钻探技术的应用2.1地面瓦斯抽采为了使地下抽采的效益最大化，必须加大定向钻探等技术的实际推广和使用。

该技术的特点是在煤矿顶部设置钻台，然后在整个矿井进行抽放。

该技术是在地表进行竖向钻孔，钻孔后沿着煤层的真实走向，在煤层的上部、下部和中部进行钻孔，然后沿着煤层的真实方位进行水平钻孔。

定向钻探开采煤层气的原理与常规开采方法大同小异，都是利用抽水、抽吸、排出煤层气，最终进行开采。

不同之处在于，常规开采方式只采用垂直井进行开采，定向钻探开采则是在原有方向上增设水平井，沿煤层方向进行采集，不仅采集区域较广，工作效率也大大提高。

2.2井下瓦斯抽采利用井下钻孔来进行瓦斯抽放，是在井下巷道内进行钻井作业，既可以穿越煤层，又可以沿着煤层的方向进行开采。

在国内，这一领域的技术有：第一，利用顺层密井对该煤层进行抽放。

该技术适合于地区性的煤层开采，可有效地减少煤层和煤层的实际含气量，并可解决煤层的防突问题。

一般情况下，井眼深度大于80m，井眼间距在3～5m，预抽周期不低于6个月。

在布孔工艺中，斜布或交叉布孔可以有效地改善实际的抽气效果，而通过横向布置可以加强该煤层的实际抽气，并在斜布后进行抽气。

该工艺的最大特点是不设专用井眼、便于施工、经济实用；不足之处是需要进行全面的治理，对坚硬度高、渗透率一般的煤层进行抽采，而强度不强的低层会造成钻孔困难，实际的抽放效益非常有限，在渗透率不高的煤层中，更是很难取得应有的效果。

2019年8月2019年第8期0引言煤矿瓦斯也叫矿井瓦斯，主要成分为CH 4，是煤的伴生矿产资源。

在煤矿开采过程中，通常会伴随着瓦斯气体的释放。

CH 4是一种强烈的温室气体，温室效应约是CO 2的21倍。

如果将含有大量CH 4的煤矿瓦斯直接排入大气，不仅是巨大的资源浪费，还会造成强烈的温室效应。

1煤矿瓦斯综合利用概况煤矿瓦斯分为高浓度瓦斯和低浓度瓦斯，它们被广泛应用于发电、居民用气、汽车燃料等领域。

高浓度瓦斯是指CH 4体积分数在30%以上的瓦斯，低浓度瓦斯是指CH 4体积分数在30%以下的瓦斯。

2008年4月，环境保护部、国家质量监督检验检疫总局发布的GB 21522—2008煤层气（煤矿瓦斯）排放标准（暂行）规定，自2010年1月1日起，现有矿井及煤层气地面开发系统，煤矿瓦斯抽放系统的高浓度瓦斯（CH 4体积分数≥30%）禁止排放。

该标准未对低浓度瓦斯的排放做出规定。

2010年以前，根据国家安全生产监督管理局（国家煤矿安全监察局）颁布并于2005年1月1日起实施的《煤矿安全规程》中“利用瓦斯时，瓦斯浓度不得低于30％”的规定，CH 4体积分数低于30%的煤矿瓦斯都被直接排空。

2010年1月21日，根据国家安全生产监管总局令（第29号）《关于修改〈煤矿安全规程〉部分条款的决定》，该项规定修改为：“抽采的瓦斯浓度低于30%时，不得作为燃气直接燃烧；用于内燃机发电或作其他用途时，瓦斯的利用、输送必须按有关标准的规定，并制定安全技术措施。

”取消了对低浓度瓦斯利用的限制[1]。

目前，CH 4体积分数在30%以下的煤矿低浓度瓦斯的利用，主要有三种途径：瓦斯浓缩提纯、内燃式发电和蓄热式氧化利用。

近年来，中国煤矿瓦斯抽采量和利用量显著增加，但利用率的增长较为缓慢。

目前，中国煤矿瓦斯利用率仍不足40%。

1.1高浓度瓦斯的利用CH 4体积分数高于80%的较高纯度瓦斯，约占煤矿瓦斯总量的1%，由于CH 4含量很高，可直接用于燃气发电，也可用于城市燃气，还可以作为原料气，用于天然气化工。

煤矿瓦斯治理史上的一场世界性革命——瓦斯消溶剂及其应用技术记者李建伟瓦斯事故频发，矿工因瓦斯事故造成家毁人亡的惨状将成为历史，造福社会，利国利民的一项全新瓦斯治理技术——瓦斯消溶剂及其应用技术在我国诞生，这是洛阳保矿安矿山设备有限公司发明的一项专利技术。

中国工程院卢建章院士，惊叹地对发明人讲：“该项专利技术及其产品如果普遍推广应用，不亚于水稻之父袁隆平对国家的贡献，这是世界性的技术革命!”这是记者在6月21日由河南省洛阳市人民政府在黑龙江省七台河市、黑龙江省龙煤集团新兴煤矿举行的“发明专利瓦斯消溶技术成功应用发布会暨媒体见面会”上了解到的。

瓦斯消溶技术——改写瓦斯治理史瓦斯是煤炭开采的伴生物，只要开采煤炭就会有瓦斯产生。

自1834年法国的鲁阿雷煤田依萨克矿井发生世界上第一次煤与瓦斯突出动力现象后，世界各主要产煤国都发生过瓦斯事故。

世界各国都在全力研究消除瓦斯事故的技术。

目前，世界上治理瓦斯的办法主要有：瓦斯抽放、煤层注水、瓦斯排放、加强通风、杜绝引爆火源、开采保护层等。

这些传统瓦斯治理方法存在的主要问题有：投入比较大，带来生产成本居高不下；瓦斯抽放率低；管理难度大，容易出现管理漏洞；抽放或排放瓦斯占用采掘工作的有效时间，导致采掘效率低。

以上方法主要针对治理游离态瓦斯，而对吸附态瓦斯基本上没有办法。

这些方法治理瓦斯的最终效果是：数十人乃至上百人的瓦斯伤亡事故仍年年发生！这说明：用矿井通风、瓦斯抽放等物理方法和预测、装备、管理等人为手段，不能可靠防治煤矿瓦斯灾害! 迄今在世界范围内，突出的机理还未得到根本解决，大型或特大型突出还没有真正得到预测和控制。

但是，瓦斯消溶剂及其应用技术的产生，却改写了这种历史。

众所周知，瓦斯是由植物纤维质被厌氧菌分解而成。

瓦斯消溶剂是用生物技术筛选、培育、驯化的一种绿色无毒无害(可食)的液态嗜瓦斯菌。

它通过高压被注入煤层后，能在5~60分钟内吞噬煤层中的瓦斯，形成无毒无害且对煤质无影响的脂质有机物，附着在煤的分子表面及裂隙、层理中煤的表层。