新疆焦煤（集团）有限责任公司 830025
摘要：在分析目前煤矿瓦斯治理存在问题的基础上，提出了利用井下水力压裂技术和地面采动井抽采与常规的井下瓦斯抽采技术相结合的综合瓦斯治理措施，分别阐述了煤矿井下水力压裂和地面采动井的原理和应用情况，实践表明:煤矿井下定向压裂增透消突成套技术可有效提高瓦斯抽采率，降低煤与瓦斯突出危险性，改善井下作业环境;地面采动井可“一井三用”，对抽放采动区域瓦斯效果较好。同时瓦斯是一种宝贵而清洁的能源，有很大的利用价值，加大对瓦斯的开发利用，对缓解国民经济发展中能源的供求矛盾，改善我国的能源结构，减少煤矿瓦斯灾害，改善大气环境以及促进我国社会与经济的协调可持续发展等方面都具有重大的现实意义和战略意义。
关键字：煤矿，瓦斯，水力压裂，采动井，瓦斯开发利用
瓦斯的介绍
瓦斯与煤炭伴生、以吸附状态储存于煤层内的非常规天然气，热值是通用煤的2-5倍，主要成分为甲烷。其热值与天然气相当，可以与天然气混输混用，而且燃烧后很洁净，几乎不产生任何废气，是上好的工业、化工、发电和居民生活燃料。瓦斯空气浓度达到5%-16%时，遇明火就会爆炸，这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。瓦斯直接排放到大气中，其温室效应约为二氧化碳的21倍，对生态环境破坏性极强。在采煤之前如果先开采瓦斯，煤矿瓦斯爆炸率将降低70%到85%。瓦斯的开发利用具有一举多得的功效：提高瓦斯事故防范水平，具有安全效应；有效减排温室气体，产生良好的环保效应；作为一种高效、洁净能源，商业化能产生巨大的经济效益。
瓦斯可以用作民用燃料、工业燃料、发电燃料、汽车燃料和重要的化工原料，用途非常广泛
一、瓦斯灾害防治技术评析
1、瓦斯治理存在的问题及解决思路
我国煤储层构造复杂，煤层多强烈变形，多数煤田煤体构造破碎严重，煤质松软、坚固性系数偏小，煤层透气性低，瓦斯抽采效果不佳，造成瓦斯治理困难。而且随着采掘活动向纵深延伸，煤层瓦斯赋存以“三高一低”(高应力、高瓦斯压力、高瓦斯含量及低渗透性)为主要特征，常规的瓦斯抽采技术难以发挥作用，抽采率低下，效果不明显，瓦斯事故仍时有发生，因此，采用强制增透的瓦斯治理和井上下联合抽采的综合治理措施势在必行。防治煤与瓦斯突出规定:“防突工作坚持区域防突措施先行、局部防突措施补充的原则。突出矿井采掘工作做到不掘突出头，不采突出面。未按要求采取区域综合防突措施的，严禁进行采掘活动。”目前煤与瓦斯突出防治主要有开采保护层、水力压裂和钻孔抽采3种技术措施。根据规定，对具有保护层开采条件的煤层应优先开采保护层使煤层整体卸压、消突;但对于不具备保护层开采条件的、单一、低透气性煤层，在实施防突措施时，水力压裂与井下常规瓦斯抽采技术相结合就显的尤为重要了。
二、瓦斯的开发
1、我国瓦斯赋存及分布现状
瓦斯是煤层本身自生自储式的非常规天然气，世界上有74个国家蕴藏着瓦斯资源，中国瓦斯资源量达36.8万亿立方米，居世界第三位。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前，中国瓦斯可采资源量约10万亿立方米。中国瓦斯资源的分布主要受煤炭资源分布的制约，两者的状况基本一致据瓦斯资源评价，我国埋深2000m以浅瓦斯地质资源量约36万亿立方米，主要分布在华北和西北地区。西北地区瓦斯资源量丰富，约占全国总资源量的60%。
2、开发利用现状
瓦斯是近二十年在世界上崛起的新型能源，具有采收率较高、发热量高等优点，但是目前勘探开发成本较高，开发利用技术还有待于进一步提高。在国际上，开发瓦斯的国家在规模、技术、水平和投资各方面都应首推美国。中国瓦斯地面开发始于上个世纪70年代末，上个世纪90年代，瓦斯开发试验出现热潮，在不同地区开展了瓦斯开发试验。瓦斯勘探开发研究均被列入国家重点科技攻关课题，经过近20年发展，取得了重大突破，使瓦斯勘探开发具有了大量的科技储备。2006年，中国将瓦斯开发列入了“十一五”能源发展规划，并制定了具体的实施措施，政府又相继出台了打破专营权、税收优惠、财政补贴等多项扶持政策，鼓励瓦斯的开发利用，瓦斯产业化发展迎来了利好的发展契机。
3、瓦斯开发方式与设备
瓦斯的开采一般有两种方式：一是地面钻井开采；二是井下瓦斯抽放系统抽出。地面钻井开采的瓦斯和抽放瓦斯都是可以利用的，通过地面开采和抽放后可以大大减少风排瓦斯的数量，降低了煤矿对通风的要求，改善了矿工的安全生产条件。对于地面钻井开采方式，我国有些煤层透气性较差，地面开采有一定困难，由于过去除了供暖外没有找到合理的利用手段，未能充分利用，所以，抽放瓦斯绝大部分仍然排入大气，花去了费用，浪费了资源，污染了环境。
三、瓦斯开发利用过程中面临问题及对策
面临的问题
难题一：管道建设滞后
中国瓦斯产业发展迟缓，造成这种情况的原因有很多，首当其冲的是管道运输问题。瓦斯长输管网建设滞后，管道短、管径细、分布碎，开发与输送衔接不畅，制约了瓦斯资源的大规模开发利用，造成开采量上不去，开采多了又卖不掉。
目前国内瓦斯管道多是局部联网，难以形成规模。据了解，目前国内瓦斯企业除中石油外，全都没有自己的长距离输气管道，供给中石油管道的瓦斯受到价格和数量限制，只能就近销售或小规模液化。长输管道公司对瓦斯市场的垄断、独立建设管道的资金压力成为横亘在开发瓦斯企业面前的一座大山。
难题二：价格打压企业积极性
国务院有关文件规定，国内瓦斯价格由供需双方协商确定，不实行国家定价。对瓦斯勘探开发作业的设备等免征进口关税和进口环节增值税，并进行一定的开发补贴。 但实践中，瓦斯的生产商不但“占不了什么便宜”甚至有“赔本”的危险。瓦斯价格目前执行的是与天然气价格挂钩，但一些地方政府干预瓦斯价格，造成瓦斯价格比天然气价格还低。低气价虽然对居民有利，但是企业的利益难以保证。
相关建议对策
（1）加强宏观调控，完善煤炭和瓦斯资源政策法规体系
由于瓦斯不同于石油等资源，在短时间内难以获得可观的经济效益，瓦斯产业化开发必须已靠政府在政策，科研，资金上给予支持。而煤炭与瓦斯是两个独立的矿种，赋存于同一个空间，但开采方式截然不同。煤炭作为我国一次性能源主体地位，今后相当一段时间不会改变。开发利用瓦斯要与煤炭开发利用相互协调，要通过立法手段，充分发挥政府在调度社会资源、组织协调，及时解决矿权重叠矛盾方面的主导作用，保障瓦斯资源与煤炭资源勘察、开采的时空配置合理有序，实现两个行业之间良好运作，互利共赢，形成瓦斯与煤炭总和开采模式，加快我国瓦斯产业步伐，保障煤矿开发安全。
（2）借鉴国外技术，结合自身特点，自主创新，寻找适合自己的开发道路
我国瓦斯开发利用相对于世界滞后，也就是说我们必须借鉴国外的一些可靠经验，加强对外合，引进先进技术来发展自己。但同时，我国瓦斯分布状况又有着独特的地方，比如在地质构造，产状，埋藏条件等诸多方面不同于其他地方，应该采用什么手段，哪些方法可以直接引进，哪些又必须特殊对待的值得我国瓦斯开发利用的产业企业认真考虑，开拓。因此，我们既要集思广益，又要独立创新，要结合本国瓦斯赋存特点，设计出一条适合自己发展的道路。
四、结论
我国在瓦斯赋存、瓦斯涌出规律方面，通风、抽放治理瓦斯方面，煤与瓦斯突出发生机理、防治技术方面，以及瓦斯利用等方面均建立了相应的学科、研究体系，并在上述瓦斯研究方面取得了丰硕的成果，为煤矿安全提供了强有力的技术保障。但是，瓦斯利用还没有进入实质性商业开发，没有取得真正的突破性进展。 尤其是我国瓦斯储层与美国相比普遍存在“三低”现象，从理论和技术方面都存在若干关键性难题。目前我国技术人员虽然已基本掌握关于瓦斯开发的常规技术。然而，由于我国地质条件复杂，因此，我国的瓦斯研究在关键技术的攻、已有成果的推广应用及成果转化方面还有诸多工作要做。
论文作者:付龙飞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第10期
论文发表时间:2018/8/30
标签：瓦斯论文; 煤层论文; 开发利用论文; 我国论文; 资源论文; 井下论文; 技术论文; 《建筑学研究前沿》2018年第10期论文;