影响煤层气开发利用的因素分析.pdf

科技信息SCIENCE TECHNOLOGY INATION2010 年第 7 期 随着气候的变暖，经济发展的方式，势必随着转变。 低碳经济，为 全世界所提倡。经济的发展使能源的需求越来越大，传统的石油，煤炭 使用中产生了大量的CO2，使地球温室效应越来越严重，世界各国都 在寻求新的如风能等没有污染的新型能源，随着煤炭开采深度的不断 加大，煤层瓦斯的涌出量也在加大，这对煤炭的安全开采是个新的挑 战。 传统的瓦斯防治方法就是直接将瓦斯排放到大气中，更加增加了 温室效应的严重性，也污染了环境。 本文对煤层气即矿井瓦斯在其开 发利用过程中存在的影响因素进行了分析，为煤层气的利用，发展低 碳经济，提出了新方向。 煤层气是二十年在世界上崛起的新型能源，俗称“瓦斯”，其主要 成分是甲烷，因产地不同含有少量不同浓度的其他气体。 作为一种洁 净的能源，各国都在开发利用，由于气候的变暖，它的利用越来越重 要， 2007年6月，我国正式发布了中国应对气候变化国家方案。 发 展低碳经济。 甲烷是一种有强烈温室效应的温室气体， 按同等重量气体计算， 其温室效应是CO2的23倍，是排在CO2之后的第二位主要温室气体。 甲烷在大气中的寿命周期比CO2短，约12年，减少甲烷排放量在近期 对减缓大气变暖有重要意义，而且减排成本比CO2低得多。 同时，甲烷 又是一种能源。 回收利用甲烷不仅能够减少温室气体的排放，同时还 可以提供一种可靠的、经济的清洁能源。因此，甲烷的减排是目前全球 气候变化行动计划中最重要的、最经济的举措之一。 1我国煤层气的开发利用现状 我国的煤层气储存非常丰富。 据有关资料，埋深2000m以浅煤层 气地质资源量约36万亿立方米， 其中1000m以浅、1000～1500m和 1500～2000m的煤层气地质资源量， 分别占全国煤层气资源地质总量 的38.8、28.8和32.4。 可采资源总量约10万亿立方米。 煤层气在 我国是新兴的能源，可开发潜力巨大。过去，我国煤矿主要是直接排放 到大气中。 我国煤炭产量全球第一，2010年预计将达到33亿吨。 同 时，产生的矿井瓦斯排放量也是全球第一。 见图1（数据来源于参考文 献1，2） 从图1中可以看出我国的瓦斯排放量在逐年增大，同时，瓦斯的 抽采量增速比排放量低，这主要是因为我国近几年来，煤炭开采力度 加大，随着开采深度加深，瓦斯抽采的难度增大，影响因素增加。 从图 2（数据来源于参考文献2）中，我们可以看到我国的瓦斯抽采出来，但 是其利用率在逐年降低，这就需要我们研究瓦斯利用的技术，尤其是 低浓度的瓦斯利用方法。 2煤层气开发利用的影响因素 2.1煤层气开发中的因素 煤层气利用过程中存在诸多问题，其中开采技术是最主要的影响 因素，煤层气的开采主要来自于煤层中矿井瓦斯的抽采，生产过程中 其主要存在的问题有以下几个 2．1．1煤层的透气性，随着开采的发展，煤层的透气性，越来越低，使 得煤层气的抽采愈加困难，现在主要有爆破增透技术的研究和水力割 缝技术，但都处在研究试验阶段，有些取得了较好的效果，仅仅适用于 某个矿井，大规模推广的技术还有待研究。 2．1．2抽放方法工艺方面。 煤层气的抽放方法很多，一般具体根据矿 井的地质条件选用，从现在的抽采来看，取得较好的效果，都是几种抽 放方法的综合利用，这种联合抽采方法的使用中，主要是抽采管网的 优化，压力和抽采量等方面还没有进行深入研究，这是需要进行努力 的研究方向。 2．1．3抽采时间稳定方面。 煤层气的抽采必须考虑抽采时间的长短和 供气的稳定性。 2.2煤层气利用中的因素 2．2．1储运的影响 煤层气的利用过程中，由于其物理化学的特点，不像天然气已经 有几十年的开采过程，其储运的技术比较成熟。现实过程中，煤层气利 用效率偏低的原因之一就是其储运技术不成熟。煤层气除了采用长距 离的管道输送，但这需要相对稳定的产气量，对供气稳定的要求较高， 而目前煤层气开采技术中稳定的供气供应时间不很长，相对于其他储 运方式来说，必须综合考虑其经济型。另外，还有采用常温高压气瓶运 输车，成本很高，具有危险性。现在最需要研究的就是煤层气低温常压 液化槽车运输技术，成本比较低，但没有发展到成熟的技术。 2．2．2煤层气的利用方面 煤层气作为天然清洁的能源，受到了世界各国的重视，煤层气的 利用在美国和澳大利亚等国家利用率很高， 这些国家的技术先进，率 先进行了煤层气开发利用方面的研究。 除了我们经常说起的民用外， 其工业价值相当可观，实际利用中，高浓度的煤层气直接可以工业使 用，低浓度的煤层气和风排的瓦斯是现在利用的难点，技术的原因，低 浓度的煤层气，我国利用率还是比较低的。 3结论 煤层气作为清洁发展机制（CDM）主要关注的能源。发展煤层气的 高效利用等技术，节能减排，减少温室效应，打造低碳经济，是改善全 球大气环境的一个迫切任务，我国煤层气资源丰富，西北地区的含量 高，开采条件好，适用于大规模的开发利用，成立的中联煤层气开发公 司，专注我国煤层气开发，技术研究，使得我国的煤层气利用率逐年 提，其市场前景相当的广阔。因此，解决开发在煤层气（下转第346 页） 影响煤层气开发利用的因素分析 宋丽强 （太原理工大学矿业工程学院山西太原030024） 【摘 要】煤层气作为一种新的能源来利用，减少了环境的污染，符合我们发展低碳经济的要求，文章根据我国煤层气开发利用现状，分析 了影响煤层气开采利用的各方面问题，希望在这些方面进行深入的研究，真正提高其利用效率。发展和利用好煤层气资源，环保经济，打造低碳 经济。 【关键词】煤层气；瓦斯；储运；抽采 图1 图2 ○矿业论坛○ 340 科技信息SCIENCE TECHNOLOGY INATION2010 年第 7 期 滨州黄河河务局下设邹平黄河河务局、惠民黄河河务局、博兴黄 河河务局、滨城区黄河河务局、张肖堂黄河管理处、供水分局、恒达黄 河水利工程维修养护有限公司、 恒泰工程集团有限公司等8个单位。 各县（区）局、管理处、供水公司、养护公司又分别下设13个管理段、5 个闸管所和5个养护分公司等基层单位。 由于各基层单位驻地离市区 乡镇较远，无法铺设供水管网，导致各基层单位普遍存在饮用水供水 量不足，水质不达标等问题，据统计滨州河务局各基层单位共有416 人（包括职工家属等）常年饮用水达不到卫生标准。 1基层单位饮用水现状 滨州黄河河务局基层单位驻地大多分布在黄河大堤两侧， 与县 城、乡镇、村庄都距离较远，无法铺设供水管网。长期以来，职工饮用水 主要靠打井取水（为浅层地下水）及外部买水解决，用水极不方便。 另 外，由于无水处理设备，饮用水未经过处理，水质达不到国家饮用水标 准要求，用水安全得不到保证。 2存在的问题 近几年，各基层单位经济虽然得到发展，但饮水设施建设基本停 留在较低水平，明显滞后于其他基础设施建设。 大部分饮用水工程缺 乏水处理设施，水质达不到国家饮用水标准要求。经调查，造成基层单 位饮用水现状的原因主要为供水设备问题及水质问题两个方面。 2．1供水设备问题 2．1．1各基层单位虽有取水井，但大多为80年代修建，由于受当时资 金条件，没有按照供水工程设计标准进行设计，井深较浅，工程设施简 陋，建设标准低，无水处理设施，管路渗漏严重且布设不科学，经常出 现多人等水的现象，工程供水能力差。 2．1．2控制系统、潜水泵等机电设备老化，电力设施可靠度差，且维修 能力不高，经常因停电或设备故障出现停水现象。 2．1．3取水井使用多年、淤积严重，出水量不足，遇到干旱季节，水位 下降，出水量无法满足日常需求。特别是冬天，有的取水井和输水管道 冻住，致使一冬天无法取水。 2．1．4部分管理段配置了储水罐，但贮水罐经过多年运用，已经锈蚀 漏水，严重影响了正常的运用。 2．2水质问题 2．2．1部分管理段由于受地域条件限制，周围地下水为苦咸水，无法 饮用。 2．2．2随着经济快速发展，污染加剧，多数基层单位驻地周围浅层地 下水水质受到污染。2008年，我局委托滨州市疾病预防控制中心对目 前取水井进行取样化验检测。 主要检测项目有PH值、色度、混浊度、 臭和味、肉眼可见物、硫酸盐、氯化物、总硬度、溶解性总固体、氟化物 等10项指标。 经过检测，各水样都存在2项以上指标不达标，主要是 混浊度、 肉眼可见物、 氟化物、 总硬度、 溶解性总固体超标。 按照 GB5749-2006生活饮用水卫生标准， 各水样均属于不合格饮用水，长 期饮用会给职工的身体健康造成危害。 3拟采取的措施 针对基层单位面临的饮用水现状问题， 为保证职工用水安全、方 便、及时，不影响日常工作的顺利进行，拟新打深水井确保水源并配备 相应供水设备等配套设施加以解决。 经过地质勘查部门的实地勘查， 我局各基层单位深水井深度在300-400m之间。 4饮水工程建设建议 4．1从思想上引起重视。 有的职工缺乏应有的卫生常识，对饮用深井 水误认为口感无异常的水就是好水，但是长期饮用易导致水源性地方 疾病，所以要加强教育，提高认识。 认识到引水安全的重要性和迫切 性，尽快解决。 4．2饮水安全工程建设，应根据具体情况，设置必要的水净化设施， 向用水户提供水质达标、卫生的生活饮用水。同时，应建立社会化的水 质监测服务体系，对供水水质进行监测、提供水质检测服务，完善供水 水质保障体系。 4．3因地制宜，合理确定工程方案。 根据经济条件和单位发展状况， 合理选择饮水工程的类型、规模及供水方式。 首先考虑当前的现实可 行性，同时兼顾今后长远发展的需要。 水源选择应符合当地水资源管 理的要求，根据区域水资源条件选择水源，优质水源优先满足生活用 水需要。 对水源有保证、居住较集中的单位，应建设集中式供水工程， 并尽可能适度规模，供水到户。 4．4加强质量监督，确保工程早日发挥效益。 供水工程是重要的基础设施， 其质量直接关系到职工的饮水安 全。所以供水工程的设计要由专业部门来实施，由于工程规模较小，不 具备招标条件的，可由类似工程经验的单位承担施工。施工前，应进行 施工组织设计、编制施工方案、建立质量管理体系，明确施工质量负责 人和施工安全负责人，施工过程中，应作好材料设备、隐蔽工程等中间 阶段的质量验收，作好材料设备采购、设计变更验收等记录。施工单位 应按设计图纸和技术要求进行施工，需要变更设计时，应征得建设单 位同意，由设计单位负责完成。 通过层层管理，确保工程持久发挥效 益。 ［责任编辑王静］ 滨州黄河基层饮用水现状思考 刘路 1 兰超 2 曹列研 1 （1．滨州供水分局山东滨州256600；2．滨州恒达养护公司山东滨州256600） 科 （上接第340页）利用过程中各环节的技术问题，对我国的能源利用， 世界的环保又重要的意义， 从根本上解决好制约煤层气发展的问 题，真正做到高效利用，打造低碳经济。 【参考文献】 ［1］帕梅拉富兰克林．中国煤矿瓦斯利用项目的机遇．中国煤炭，2009（1）． ［2］翟成，林柏泉，王力．我国煤矿井下煤层气抽采利用现状及问题．天然气工业， 20087． ［3］李红艳，贾林祥．煤层气液化技术．中国煤层气，2006（7）． ［4］黄盛初，刘文革，赵国泉．中国煤层气开发利用现状及发展趋势．中国煤炭， 20091． ［5］胡予红．加强通风瓦斯利用，实现减排目的．中国煤炭，2009583-85． ［6］刘平，胡敏．浅谈煤矿瓦斯的综合利用．中州煤炭，2009（7）． ［7］李丹，敬加强，白林．天然气储运技术研究．管道技术与设备，2009（1）． ［8］郑乃国．瓦斯抽放及技术研究.煤炭技术，20086． ［9］刘泽功．煤矿抽放瓦斯技术现状及展望.中国煤炭，2000，（8）. ［10］王红岩，李景明，赵群，林英姬.中国新能源资源基础及发展前景展望.石油 学报，20093. 作者简介宋丽强（1980.7），男，在读研究生，太原理工大学矿业工程学 院，专业为安全技术及工程。 ［责任编辑王静］ ● 科 ● ○河务专论○ 346