煤矿瓦斯利用现状及发展方向

煤矿瓦斯利用现状及发展方向

摘要：在我国一次性能源消费中煤炭一直占主导地位，瓦斯作为煤炭开采过程

中的伴生产物，一直是威胁矿井安全生产的主要灾害之一，并且随着煤层开采条

件的变化和开采工艺的变革，瓦斯灾害的防治难度不断增大。基于此，着重从瓦

斯预测技术、瓦斯抽采利用技术、煤与瓦斯突出防治技术、瓦斯煤尘爆炸防治技

术和瓦斯预警与监测监控技术等方面介绍了瓦斯防治技术的最新进展情况，鉴于此，本文是对煤矿瓦斯利用现状及发展方向进行研究和分析，仅供参考。

关键词：瓦斯预测技术；瓦斯抽采利用技术；煤与瓦斯突出防治技术

引言

据研究表明，我国埋深2000m以浅的煤层气地质资源储量约36.81万亿m3，如果可以将煤层气(煤矿瓦斯)开发实现商业化、规模化，不但可以使煤矿瓦斯防

治工作取得显著成效，而且可以满足在新常态下我国经济可持续发展对能源提出

的新需求。因此，摸清煤层气(煤矿瓦斯)开发利用状况，客观分析其开发利用中

存在的问题，并提出如何更加高效开发和利用煤层中蕴含瓦斯资源的相关建议，

对保障煤矿安全生产、增加清洁能源供应、保护生态环境有着重要意义。

一、瓦斯防治技术研究进展

瓦斯对矿井安全的威胁主要有爆炸、煤与瓦斯突出和窒息几种形式，因此防

治瓦斯灾害主要围绕防治瓦斯积聚、防治瓦斯爆炸及防治煤与瓦斯突出等几个方

面入手，其技术研究集中在瓦斯预测技术、瓦斯抽采技术、突出防治技术及瓦斯

监测监控技术等方面。

1、瓦斯预测技术

矿井瓦斯涌出量预测是矿井和采区通风设计、瓦斯抽采设计、瓦斯管理和煤

层气资源评估的依据。目前普遍应用的主要有矿山统计法和分源预测法。矿山统

计法是根据对本矿井或邻近矿井实际瓦斯涌出资料，经过统计分析得出矿井瓦斯

涌出量随开采深度变化的规律，以预测新采区或新矿井瓦斯涌出量的方法。该方

法建立在大量的统计资料基础上，预测精度较高。分源预测法是随着我国瓦斯含

量测定技术和瓦斯赋存规律研究的进展，在“七五”、“八五”期间提出并建立的。

其实质以煤层瓦斯含量为基础，根据煤层瓦斯赋存规律、煤层开采方法、地质条件、采掘接续以及采动影响下瓦斯解吸与运移规律等，按照矿井各瓦斯涌出源的

涌出规律，计算出各源的瓦斯量，最后根据源、汇关系计算出采掘工作面、采区

和矿井的瓦斯涌量。矿井瓦斯涌出量分源预测法经过20多年的攻关研究，预测

准确率可达85%以上，目前已在全国普遍应用。

煤层瓦斯含量是煤层瓦斯赋存的主要参数之一，是矿井瓦斯涌出量和煤层突

出危险性预测的重要依据。根据应用范围其测定方法可分为地勘时期煤层瓦斯含

量测定法和井下现场应用的煤层瓦斯含量测定法。2种方法都需采取煤样装入密

封容器，测定其解吸量、损失量和残存量(实验室测定)。近年来瓦斯含量测定技

术取得长足进展，研发了井下煤层密闭取样装置、煤层瓦斯含量快速测定技术等，解决了硬煤压风取样温升加速瓦斯解吸、松软煤层取不到样或取样时间过长、损

失量估算误差大等难题，实现了长钻孔定点取样，快速测定瓦斯含量。

2、瓦斯抽采与利用技术

我国煤矿瓦斯抽采技术大致经历了4个发展阶段:一是高透气性煤层瓦斯抽采

阶段(20世纪50年代初期);二是邻近层卸压瓦斯抽采阶段(20世纪50年代中期);三是低透气性煤层强化抽采瓦斯阶段(20世纪60年代);四是综合抽采瓦斯阶段(20世

纪80年代开始)。2014年，我国煤层气(煤矿瓦斯)抽采量达170亿m3，利用77

亿m3，其中，井下瓦斯抽采量133亿m3、利用量45亿m3;地面煤层气产量37

亿m3、利用量32亿m3。近年来我国煤层气(煤矿瓦斯)抽采利用情况如图1。

图1 近年来我国煤层气(煤矿瓦斯)抽采利用情况

二、相关建议

“十三五”期间，我国能源战略转型和科技创新为煤层气(煤矿瓦斯)产业提供了

难得的历史机遇。

1、创新体制机制，强化顶层设计

首先，统筹煤层气、煤炭资源勘查开采布局和时序，合理确定煤层气勘查开

采区块。第二，提高煤层气最低勘探投入标准，促进煤层气开发企业加大勘探力度，加快重点区块勘探开发。第三，加快煤层气(煤矿瓦斯)标准体系建设。建立

煤层气标准协调机制，落实标准制定责任，强化标准立项、起草、审批、发布、

修订全过程的协调管理。第四，重视发展规划。各地方按照国家发展规划的总体

要求，紧密结合本地区发展实际，制定本地区煤层气规划及实施方案，使发展重

点落到实处。第五，深入研究产业科学发展的指标体系，结合地方实际提出发展

目标和任务。

2、大力推进科技创新

继续以国家科技重大专项、科技支撑计划等为依托，引导企业加大科技创新

投入，鼓励与国外研究机构开展技术合作，围绕各类示范工程，加快基础理论研

究和关键技术、装备研发。推进煤矿瓦斯防治和煤层气开发工程中心、重点实验

室等创新平台建设，提高自主创新能力。通过科技创新，解决我国煤层气勘探开

发适配性差的问题，最终形成适应性强的煤层气勘探开发系列技术和工艺。

3、转变发展方式，提升发展质量

首先，完善以社会投资为主，政府适当支持的多元化投融资体系。充分依托

投融资平台，鼓励商业模式创新，建立多元化、多渠道的投融资机制。第二，利

用互联网，大力推进科技创新。要在继续加快煤层气基础理论研究和关键技术、

装备研发的基础上，以“数据共享”为原则统一布局科技创新服务平台建设，不但

提高自主研发和集成创新能力，而且为“互联网+煤层气”科技产业发展打造坚实基础。第三，创新人才培养模式。创新人才培养引聘模式，为行业发展建立智库，

为各级政府觉得提供高层次咨询，为科技创新提供科技攻关人才。

4、强化工作组织领导，加大政策扶持力度

研究制定相关开发利用管理办法，规范指导产业健康发展。督促各产煤省(区、市)政府加快推进省级煤矿瓦斯防治办公室标准化建设，落实各级政府和企业主体

责任。继续实施目标管理，对规划主要指标设置年度目标，分解到有关产煤省(区、市)和重点企业，定期考核通报。此外，按照国办发〔2013〕93号文件要求，各

产煤省(区、市)要结合本地区实际，完善煤炭生产安全费用、瓦斯发电上网及加

价等政策的配套措施，进一步提高企业积极性。

结束语

通过多年来广大科技工作者和煤矿工作者的不断努力，我国现有煤矿瓦斯防

治技术的研究正逐步走向成熟，取得了一系列卓有成效的成果，为我国煤矿安全

生产工作做出了巨大的贡献。但随着我国社会科学技术的进步，应用于煤矿的开

采方法、开采工艺不断变革，再加上我国对煤矿安全生产要求日益提高，对新技术、新装备、提高管理水平等提出的新的要求。因此，要继续加大技术和装备研

发力度，不断完善科技创新体系，拓展新成果的椎广应用范围，提高科学管理水