我国煤矿瓦斯抽采利用现状及存在问题分析.pdfVIP

我国煤矿瓦斯抽采利用现状及存在问题分析1 王力，翟成，陆海龙，王欣 中国矿业大学安全工程学院，江苏徐州 (221008) E-mail：hllvyy@163.com 摘 要：本文分析了我国煤矿井下瓦斯抽采技术与利用途径，并且基于对我国历年井下瓦斯 抽采量、利用量进行统计分析，阐明我国煤矿瓦斯抽采利用现状，指出当前我国煤矿瓦斯抽 放与利用是矛盾的统一体；针对我国煤矿瓦斯抽采利用存在的问题，提出对策，并对今后我 国煤矿瓦斯抽采利用的发展方向提出了建议。 关键词：煤矿瓦斯；抽采；利用 中图分类号：TD712 文献标识码：A 矿井瓦斯是与煤炭共生的绿色能源，中国煤矿瓦斯资源量达31 万亿m3 。全国煤矿每年 向大气排放的瓦斯多达150 亿m3 以上，通过对煤矿瓦斯抽采利用不仅可以保证煤矿的安全 生产，而其具有良好的经济效益和社会效益。近年来煤矿瓦斯抽采利用已经纳入“十一五” 规划项目，然而我国煤矿瓦斯的抽采利用依然存在很多问题，所以要加大力度改善我国瓦斯 抽采利用现状，使我国井下瓦斯工业尽快发展壮大，缓解能源紧缺的压力，变害为宝，造福 人民。 1. 瓦斯抽采利用技术及方法 1.1 瓦斯抽采技术 我国机械抽采瓦斯始于1938 年，1952 年开始工业应用，我国煤矿井下瓦斯抽采技术， [1] 大致经历了四个发展阶段 ： ① 高透气性煤层预抽瓦斯阶段：20 世纪 50 年代初期，我国在抚顺高透气性特厚煤层 首次采用井下巷道和钻孔预抽煤层瓦斯，而且把抽出的瓦斯作为民用燃料加以利用。 ② 邻近层卸压瓦斯抽采阶段：20 世纪 50 年代中期，对于煤层群中首采层瓦斯涌出量 比较大的阳泉矿区，在工作面回风巷和运输巷打上向穿层钻孔抽采邻近层卸压瓦斯，取得了 满意的效果，以后邻近层卸压抽采瓦斯技术在我国得到了推广应用。 ③ 低透气性煤层强化抽采阶段：从20 世纪60 年代开始，对预抽效果较差的低透气性 高瓦斯煤层及突出危险煤层，试验了多种强化抽瓦斯的方法，如煤层高中压注水、水力冲孔、 水力压裂、水力割缝、松动爆破等。 ④ 高产高效矿井（工作面）综合抽采瓦斯阶段：从20 世纪80 年代开始，随着机械化 采煤的迅速发展，开采强度大幅度提高，开采层、邻近层、采空区的瓦斯涌出也急剧增加， 3 3 有的采煤工作面瓦斯涌出量已达 70m /min～80m /min 。单一的抽采方法已无法满足安全生 产的要求，开发了综合抽采瓦斯技术。 [2] 目前，我国煤矿井下瓦斯抽采技术及方法主要有 ： ① 从抽采部位上分，有开采层瓦斯抽采、邻近层瓦斯抽采以及采空区瓦斯抽采； ② 从抽采时间上分，有采掘前预抽、边采边抽以及采后抽； ③ 抽采管道形状上分，有钻孔抽采、巷道抽采以及采空区插管抽采。 1 本课题得到国家自然科学基金资助项目50574093 ）, 国家重点基础研究发展计划（2005cb221506 ） 的资助。 -1- 1.2 瓦斯利用途径 瓦斯用途目前主要分为两大类：一是作燃料，二是作化工原料。瓦斯作燃料按行业门类 分为：民用燃料、发电用燃料、工业用燃料、汽车用燃料和气体工业用燃料及其它类燃料。 瓦斯化工有两条途径：一是瓦斯化工，另一条是合成气化工。 现有煤矿瓦斯利用以民用和工业燃气为主，已达到80%，瓦斯发电则是主导发展方向， 瓦斯化工也具有广阔的市场前景。 图1 瓦斯利用途径分类统计 Fig1 The way of the methane utilization 瓦斯民用的基本技术条件为：①瓦斯浓度大于 30