煤气层抽采技术及其应用探讨

　　摘要：我国作为世界第一产煤国，发生煤矿事故也最严重，事故的主要原因是煤气层灾害，而煤气层抽采技术是防治煤矿煤层气灾害事故的根本措施。如今，煤炭业发展迅猛，矿井数剧增，因此矿井需要抽采煤气层，急需煤气层抽采枝术的迅速发展与有效应用。文章介绍了煤层气抽采技术及其应用，总结出了煤层气抽采的技术关键与安全对策。 

　　关键词：煤矿事故；煤气层；抽采技术；安全技术措施；煤炭业 

　　煤层气又被称为“瓦斯”，通常产生于煤炭产生过程中。据相关数据显示，从泥炭发展到无烟煤的整个过程中，每吨煤都会释放产生出高达50～300立方米的煤层气，煤层气中含量最多的组成成分是甲烷，因此煤层气是一种可再生的清洁能源。我国煤层气储量非常大，据相关统计，我国煤层气的存储量达到36.8万亿立方米，此外，还有许多煤层气资源还正处于勘探状态。煤层气的抽采具有非常重要的作用，对于缓解国家资源短缺局面具有非常重要的意义，此外，煤层气的抽采对于保护生态环境、提高社会经济效益具有直接的影响力。但是我国的煤矿绝大部分是开采出来的，煤层进行开采出来的煤炭开采特别困难。虽然随着我国煤炭工业的进步，整体矿采规模逐渐增大，相应的新技术不断引进。这些年以来，我国在井底下进行的煤层气抽采很好，但是效率很低、利用率也特别低。这种不好的现实情况使得我们国家工业发展水平一步步走向不乐观，因此应该提高煤层气抽采水平，缓解能源压力。 

　　1 我国煤层气抽采的发展 

　　1.1 总体情况 

　　我国煤层气资源量特别巨大，虽然随着近年来我国煤矿产业的飞速发展，加上国家所需煤层气资源的不断提升，使得我国煤层气的抽采量不断增加。但由于技术等方面的原因，大部分资源在现有开发技术水平下难以被广泛利用。这情况就是，我国的抽采在总体的量上来说一直增加，可是效率很低、抽采效果也很不好。因此，我国煤层气的整体开发进度远远低于国家相关政策规划要求，距离世界发达国家之间还有很大一段差距，远远达不到西方发达国家的平均水平。 

　　总的来说，我国目前煤矿井下抽采煤层气利用情况为：井下抽采是刚开始的阶段，利用量特别小，利用率也很低，没有形成大的规模，整体煤气层的抽采有待提升。除此之外，我国目前的主要抽采煤层气矿区虽然有很多，但其中问题也颇多。由于煤气抽采中使用的技术难以满足实际工作施工过程要求；相应的煤气抽采设备陈旧不堪，不能实现煤气抽采的正常作业；抽采的煤气的存储利用效率低下，每年大量煤层气泄漏到太空中去，浪费了大量的宝贵资源。据相关报道，我国煤层气抽采量大幅度提升，但是整体利用率不足一半，其中技术的原因成为制约我国煤层气产业发展的根本原因，我国煤层气产业需要在抽取和利用的整个阶段的广度和深度方面有待发展。 

　　1.2 煤层气抽采的意义 

　　煤层气是一种可再生能源，是一种相对干净的化石能源，在当今能源转型社会建设过程中扮演着非常重要的角色。根据我国十三五规划的建议，为推动我国能源转型，建设资源节约型社会，推动社会低碳循环发展，需要积极开发天然气、煤层气、页岩气，因此加快推进煤层气的抽采具有非常重要的现实意义。煤层气是造成煤矿瓦斯事故、威胁煤矿工人生命安全的直接因素，加强对煤层气的抽采是预防煤矿瓦斯事故的最为重要的措施，对于提高采矿作业的安全性、化解煤矿生产的安全隐患具有非常有利的作用。因此对煤层气的开发利用是十分重要的，这样不仅能够获得较为清洁的能源资源，而且能够对煤矿工人的生命安全保驾护航。通过抽采煤层气这种清洁能源，可以降低煤炭能源的相对消耗，缓解了当前国家面临的资源短缺问题，而且使用过程中减少了二氧化碳废气的排放量，为保护环境做出贡献。 

　　2 我国煤气层抽采技术的相关问题 

　　2.1 煤层气抽采的方法 

　　目前，煤层气开发的主要方式包括井下煤层气抽采和地面钻采煤层气，但井下煤层气抽采产量较小，煤层气的利用率较低，甲烷浓度不高（20%～50%），但安全性较好。通过地面钻采方式则产气量大、产气时间长，甲烷含量高（大于90%），可以支撑大规模的商业化利用，但这对煤层气资源量、煤层地质构造、含气量、渗透率、地理环境等都有较高的要求，煤层气地面开采和井下开采有很多不同之处。有在平地进行开采的技术，该开采技术主要包含了四种方法：一是挖掘技术；二是完井技术；三是采气技术；四是产出水和煤层气采集和处理系统。 

　　在井底进行抽采的技术一般会牵扯到五方面，就是五种方法：一是区域性治理煤层气技术；二是钻孔准备技术；三是钻孔抽采技术；四是随机性的抽采技术，能解决它们很多突然的变化和困难的难题，有效消除突发性的灾难危险；五是一边挖掘一边进行抽采的抽采技术，能够降低矿采矿井中煤层气的相对含量，降低煤层气发生爆炸的可能性。 

　　2.2 我国煤层气抽采的未来发展 

　　为了加大煤层气抽采和利用的力度，我国科研技术人员研发出了五种新的抽采技术，大大地提高了煤层气的抽采率：一是可以进行一层层拆卸、解压。通过逐层降低煤层气整体压力的方法，大幅度泄压后的煤层气通过相应的输出管道不断输出，完成煤层气的抽采作业；二是煤与煤层气共同进行采技术，在进行煤矿采煤作业时，采取先抽采煤层气、后采煤作业的步骤，使得煤与煤层气的采集过程同时进行，加快矿产开发进程；三是一体化增透卸压抽采技术；四是在很大空间上的上部进行煤层拆卸解压缩，这也是一种好的、见效快的抽采 

　　方法。 

　　3 煤层气抽采的安全解决方法 

　　3.1 抽采方法的使用 

　　煤层气地面开采方法主要有两种：一是在煤炭矿采区内直接开采煤层气；二是通过管道运输到远离采矿作业平台的其他地区进行抽采。要进行采前预抽的选择，对还没有进行拆卸解压缩的煤气层进行煤层气抽采，而且要在煤层开采之前就能预先抽采出来，另外要进行边采边抽的选择，对于邻近层煤层气抽采要预防煤层气大量涌入开采层综采工作面。当矿井里面有太多能够进行抽采的大煤层时，上下左右前后挨着的那些层会受到正在进行抽采的那层煤气层的影响，产生畸变、肿胀等问题。如果这样的话，煤层之间就会出现断裂，形成的间隙就会造成煤层气的向外泄露，对整个抽采过程形成安全隐患。 

　　3.2 进行抽采时的安全解决方法 

　　在井底下进行煤层气抽采需要考虑多方面因素，需要密切配合好上下平台之间的关系，最主要的是做好下面的抽采的工作，才能打下好的基础。钻研一种从地面进行钻孔用来制造煤层气的方法等，还要改变观念，那就是对煤层气采用抽采的方式，把它作为煤气层开采的方式进行严谨的过程管理。另外，很重要的是，我们要持续钻研，研究煤层气抽采的新方法，提高我们的水平。目的是为了充分地合理地利用珍贵的煤层气，因此相关部门需要大力传播先进的煤层气抽采新方法、新思想，不断完善煤层气抽采流程和相应的技术设备，提高整体抽采作业的水平，让这里的抽采量不会发生太大的改变。 

　　4 结语 

　　煤层气的抽采在整个国家资源开采过程中起着越来越重要的作用，对于缓解国家资源短缺状况，遵循国家实施的资源节约型、环境友好型社会的发展方向有着非常重要的作用，除此之外，在整个煤矿采集过程中，煤层气的抽采直接关系整个煤矿的安全生产，因此加快煤层气的抽采非常重要。针对当前我国煤层气抽采过程中存在的诸多问题，相关部门需要积极引进先进思想方法，革新技术设备，不断提升我国煤层气抽采水平。 

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