贵州盘江矿区煤层气开发与利用现状探讨摘要:煤层气的排空不仅是对能源的极大浪费，而且是对环境的严重破坏。
煤层气的抽采与利用一直都是艰难的课题。
贵州盘江矿区近年来对煤层气实行高浓度发电，低浓度发电及民用，特低浓度及乏风瓦斯氧化利用的梯级开发，逐步实现煤层气的“零排放”目标。
对其他矿区今后利用煤层气提供有价值的参考。
关键词:贵州盘江；煤层气；发电与民用；乏风氧化；CDM中图分类号:TD712+.67文献标识码:A 文章编号:1008-8725（2011）05-0242-03Study on Exploitation and Utilization of Coal Bed Gasin Panjiang Coal Mine in Guizhou ProvinceHE Ming-hua 1,YUAN Mei 1,2,WANG Zhen 1,CHEN Wei-cai 3（1.Mining College of Guizhou University,Guiyang 550003,China; 2.The Guizhou Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Non -metallic Mineral Resources,Guiyang 550003,China; 3.Technology Center,Panjiang Coal Electricity Group,Liupanshui 553536,China ）Abstract:The exhaust of coal bed gas is not only a waste of resources,but also a damage toenvironment.The extract and utilization of coal bed gas is always a difficult subject.Recentyears,PanJiang coal mine in GuiZhou province have taken coal bed gas to generate electricityin high density and low density,for civil use,to exploit coal bed gas to generate electricity inextraordinary low density of gas and utilization of VAM,and come to the "zero exhaust"objectof coal bed gas in stages.The experience will provide a valuable reference to utilize coal bedgas to other coal mines in the furture.Key words:guizhou panjiang;coal bed gas;generate electricity and civilization;VAM gasoxidation;CDM收稿日期:2010-08-12;修订日期:2011-01-21基金项目：贵州省科学技术基金资助项目[黔科合J 字(2008)2010]；教育部春晖计划资助项目（Z2007-1-52012）；贵州省科技厅社会发展攻关项目[黔科合SZ 字(2009)3032]作者简介:何明华（1980-），男，贵州黔西人，贵州大学在读硕士研究生，研究方向：矿井灾害防治，E-mail:h_minghua@ 。
何明华1，袁梅1,2，王珍1，陈伟才30引言煤矿瓦斯也称煤层气，是一种以吸附状态为主，生成并储存在煤系地层中的非常规天然气。
煤层瓦斯不仅是煤矿事故的罪魁祸首，也是环境污染的头号杀手，抽排瓦斯对大气产生的温室效应是CO 2的21倍左右。
近年来，国内外纷纷投入对瓦斯利用的研究，在技术上取得了重大突破（特别是低浓度瓦斯发电技术的成熟），我国也出台了相应的政策，积极鼓励和推动煤层瓦斯相关项目的研究利用。
贵州盘江矿区为加快对瓦斯的利用进程，改善矿区环境，减轻对大气的污染，专门组建了贵州盘江煤层气开发利用有限责任公司，来开发利用整个矿区（包括土城矿、月亮田矿、山脚树矿、老屋基矿、火铺矿）抽采的瓦斯。
目前已基本形成高浓度瓦斯发电，低浓度瓦斯发电及民用，特低浓度瓦斯及乏风瓦斯氧化利用的梯级开发。
1国内外煤层气开发及利用技术现状分析目前全球煤层气储量约124.8万亿m 3，其中90%分布在12个主要产煤国家，我国的煤层气储量约（1.贵州大学矿业学院，贵阳550003；2.贵州省非金属矿产资源综合利用重点实验室，贵阳550003；3.盘江煤电集团公司技术中心，贵州六盘水553536）问题探讨第30卷第5期2011年5期煤炭技术Coal Technology Vol.30,No.05May,2011种信息进行查询提供了极大的方便。
参考文献：[1]王凤斌，段隆振，李向东，等.UM L 面向对象建模在管理信息系统中的应用[J].计算机与现代化，2005（2）：20-23.[2]张平，马德云.我国竞技体育数据库管理系统的应用现状与对策研究[J].体育科技文献通报，2006，14（3）：82-82.[3]杨廷双.面向服务的综合信息服务系统的设计与实现[J].北京工业大学学报，2005，31（4）：411-414.[4]马小军，周海燕.综合性运动会体育比赛软件系统的设计开发[J].微型机与应用，2002，21（5）：37-39.（责任编辑赵勤）1111111111111111111111111111111111111111111111111111130～35万亿m3，居世界第三位。
当前煤层气利用产量最高，商业开发最成功的国家是美国，从上世纪70年代就已起步，现在已进入稳定上升期，其次是加拿大、澳大利亚、英国等[1-2]。
我国起步较晚，发展缓慢，近年来开始引进国外开发技术，开展了煤层气的勘探试验，取得了实质性突破。
当前，国内外对煤层气的开发利用，一般根据抽采瓦斯的浓度分别采用不同的利用技术[3-5]（见表1）。
2盘江矿区煤层气抽采及利用现状2.1贵州省煤层气资源的优势及不利因素分析贵州省煤层气储量丰富，资源集中，品位好，区位好，有利于环境保护，相对于国内其他省份有着开发利用的明显优势[6]。
但同时，由于贵州地质构造比较复杂，煤层厚、埋藏深、透气性差，抽放有效半径小，煤层气含量高，抽放时间短，边采边抽使得预抽总量少等等原因，导致抽放效果差，抽采率低下[7]。
2.2盘江矿区煤层气抽采与利用现状盘江矿区位于贵州的西部，是我国重要的瓦斯富集区之一。
2000年以前，盘江矿区抽采煤层气大部分都直接排空没有利用，这不仅大大增加了温室气体的排放，而且还浪费了宝贵的清洁能源。
近年来，盘江矿区开始对抽采的煤层气进行开发及利用，并对抽放工艺进行了如下改造：（1）通过高位抽放、埋管抽放、底板抽放、长钻孔抽放及本煤层预抽改善煤层的透气性；（2）加大主要通风机功率，解决回风巷瓦斯超限问题；（3）改进瓦斯抽采设备，将原有的瓦斯抽放泵更换为大功率的瓦斯泵。
通过以上措施，目前整个盘江矿区透气性系数都得到了很大的提高，几年来效果显著。
目前，盘江矿区对煤层气的抽采率居于全省前列，远远高于贵州省全省的平均水平（16%）。
2009年抽采率达60%以上，预计2010年抽采率将提高至70%左右。
2001-2008年的抽采量、利用量与利用率对比情况如表2与图1所示，从图上可看出，通过一系列技术措施对抽采工艺的改进，盘江整个矿区的各矿井抽采量逐年上升，并从2005年起趋于稳定。
3盘江矿区煤层气抽采工艺及利用现状盘江矿区对煤层瓦斯的开发利用，分以下几步进行，前期主要是高浓度及低浓度的瓦斯发电，目前已基本成熟并趋于稳定，第二步是对三角树、月亮田、土城三矿区进行瓦斯民用，目前正在建设当中，下一步将进入风排瓦斯的利用阶段，逐步实现煤层瓦斯“零排放”的最终目标。
3.1发电（1）盘江地区瓦斯贮量：盘江地区属于低浓度瓦斯，抽采贮量2009年为1.64亿m3，2010年为1.8亿m3，预计2011年可达2亿m3。
目前抽采出来的瓦斯浓度介于10%~30%之间，其中浓度为20%以下的抽出瓦斯量占总抽采量的65%~70%，浓度为30%以上的占15%左右。
完全可达低浓度瓦斯发电的要求，发出的电比较稳定，既不浪费气源，又把所有机组的负荷带起来。
（2）发出的电用途：盘江矿区目前所用的是由“胜利油田动力机械集团有限公司”制造的“低浓度瓦斯发电机组（500~600kW）”发电。
发出的电主要返输矿井进行自用，用于以下方面：①带动主要通风机；②带动瓦斯抽放泵；③供井下变电所用电。
（3）瓦斯发出电的优缺点：因矿区抽出瓦斯浓度比较稳定，所以发出的电在正常运转时，与大电网输送的电量相比，相对有如下特点：①水电容易受枯水期影响，而瓦斯发电能保证不受大电网影响，形成很好的良性循环，从局部上有明显优势；②从整体上看，瓦斯发电明显受抽采量的影响，负荷不足，与大电网相比，电量明显悬殊。
（4）经济效益：目前盘江矿区用大电网的电价为0.67元/kW·h，而由盘江煤层气公司输送的瓦斯发电电价为0.464元/kW·h，平均每千瓦时电价差为0.206元。
以矿区金美公司为例，每年耗电总量约为7亿多kW·h，用瓦斯发出的电量为1.5亿kW·h，这样相对于全部用大电网的电，矿区每年可节约用电成本3090万元。
矿区抽出的瓦斯又以0.20元/m3的价格供应给煤层气公司，这样以2009年的抽采总量1.64亿m3计，又可为矿区创收3280万元。
两项表1不同浓度煤层气的利用技术CH4浓度利用技术特高浓度（大于60%）高浓度（在30%～60%之间）低浓度（在8%～30%之间）特低浓度（在4%～8%之间）抽排瓦斯浓度小于4%及乏风瓦斯提纯利用高浓度瓦斯发电机组发电低浓度瓦斯安全输送及发电技术发电燃油引燃式瓦斯发电机组发电氧化处理，先发电后制冷、制热，进行热量梯度使用表2盘江矿区各矿2001-2008年瓦斯抽采量、利用量与利用率统计表年度土城矿/万m3月亮田矿/万m3山脚树矿/万m3老屋基矿/万m3火铺矿/万m3总抽采量/万m3利用量/万m3利用率/%2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 20081444.502028.662146.452912.503711.003356.003929.004004.001486.701033.362050.502430.103192.002731.502849.002663.891064.90819.451478.632464.403349.003453.003571.003477.991468.701268.781442.702355.502472.002727.201825.002146.321522.201739.481404.251584.202309.002746.802548.002587.396987.006889.738522.5311746.715033.0015014.5014722.0014879.59198.8218.2286.0256.0651.0828.01464.21623.02.853.173.362.184.335.519.9510.91图1盘江矿区2001-2008年的煤层气抽采量与利用量统计图何明华，等：贵州盘江矿区煤层气开发与利用现状探讨第5期·243·煤炭技术第30卷·244·相加，矿区对抽采瓦斯利用可获利6370万元/a。