煤(mei)(mei)(mei)(mei)層(ceng)氣(qi)(qi)是(shi)(shi)(shi)指(zhi)賦(fu)存(cun)(cun)在煤(mei)(mei)(mei)(mei)層(ceng)中(zhong)(zhong)以(yi)甲(jia)烷為主要成分,以(yi)吸附在煤(mei)(mei)(mei)(mei)基質顆(ke)粒(li)表面為主,部分游(you)離于(yu)煤(mei)(mei)(mei)(mei)孔隙中(zhong)(zhong)或(huo)溶解于(yu)煤(mei)(mei)(mei)(mei)層(ceng)水中(zhong)(zhong)的(de)(de)烴類(lei)氣(qi)(qi)體,是(shi)(shi)(shi)煤(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)半生(sheng)礦產資(zi)源(yuan),屬非常規天(tian)然氣(qi)(qi)。煤(mei)(mei)(mei)(mei)層(ceng)氣(qi)(qi)屬于(yu)自生(sheng)自儲式,煤(mei)(mei)(mei)(mei)層(ceng)既是(shi)(shi)(shi)氣(qi)(qi)源(yuan)巖,又是(shi)(shi)(shi)儲集巖。煤(mei)(mei)(mei)(mei)層(ceng)氣(qi)(qi)主要以(yi)吸附態(tai)(tai)賦(fu)存(cun)(cun)于(yu)煤(mei)(mei)(mei)(mei)孔隙中(zhong)(zhong)(70%~95%),少(shao)(shao)量以(yi)游(you)離狀態(tai)(tai)自由(you)(you)地存(cun)(cun)在于(yu)割(ge)(ge)理(li)(li)和(he)其他裂縫或(huo)孔隙中(zhong)(zhong)(10%~20%),極少(shao)(shao)量以(yi)溶解態(tai)(tai)存(cun)(cun)在于(yu)煤(mei)(mei)(mei)(mei)層(ceng)內的(de)(de)地下水中(zhong)(zhong)。煤(mei)(mei)(mei)(mei)層(ceng)氣(qi)(qi)具特有的(de)(de)產出(chu)機理(li)(li):排(pai)水—降(jiang)壓—解吸—采氣(qi)(qi),煤(mei)(mei)(mei)(mei)層(ceng)氣(qi)(qi)井(jing)(jing)通過排(pai)水來降(jiang)低儲層(ceng)壓力,使(shi)得甲(jia)烷分子從(cong)煤(mei)(mei)(mei)(mei)基質表面解吸,進而在濃度差的(de)(de)作用(yong)下由(you)(you)基質中(zhong)(zhong)的(de)(de)微孔隙擴(kuo)散到(dao)割(ge)(ge)理(li)(li)中(zhong)(zhong),然后再割(ge)(ge)理(li)(li)系統中(zhong)(zhong)運(yun)移,最后在流體勢的(de)(de)作用(yong)下流向(xiang)生(sheng)產井(jing)(jing)筒。
煤層氣有有兩種(zhong)基本(ben)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)因(yin)(yin)(yin)(yin)(yin)類(lei)型(xing):生(sheng)物(wu)(wu)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)因(yin)(yin)(yin)(yin)(yin)和熱成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)因(yin)(yin)(yin)(yin)(yin)。生(sheng)物(wu)(wu)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)因(yin)(yin)(yin)(yin)(yin)氣是(shi)由各類(lei)微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)的(de)一系列復雜作用過程導致有機質發生(sheng)降解而(er)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de);而(er)熱成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)因(yin)(yin)(yin)(yin)(yin)氣是(shi)指(zhi)隨(sui)著(zhu)煤化(hua)作用的(de)進(jin)行,伴(ban)隨(sui)著(zhu)溫度升高、煤分子結(jie)構(gou)與(yu)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)分的(de)變化(hua)而(er)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)的(de)烴類(lei)氣體生(sheng)物(wu)(wu)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)因(yin)(yin)(yin)(yin)(yin)氣可形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)于煤化(hua)作用早期(qi)階段(泥炭一褐煤)以及煤層形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)以后的(de)構(gou)造抬升階段,因(yin)(yin)(yin)(yin)(yin)此又可分為早期(qi)(原生(sheng))生(sheng)物(wu)(wu)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)因(yin)(yin)(yin)(yin)(yin)氣與(yu)晚期(qi)(次生(sheng))生(sheng)物(wu)(wu)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)因(yin)(yin)(yin)(yin)(yin)氣。
1.早期生物成因氣
早期(qi)生(sheng)物(wu)成(cheng)(cheng)因(yin)(yin)氣形(xing)成(cheng)(cheng)于泥(ni)炭(tan)(tan)—褐煤階段.由(you)于埋藏(zang)淺(qian)(<400m)、溫度(du)低,熱力作(zuo)用(yong)(yong)尚不足以使有(you)(you)機(ji)(ji)質(zhi)結構變化(hua)產生(sheng)氣體(ti)。在此(ci)階段,有(you)(you)機(ji)(ji)質(zhi)成(cheng)(cheng)分與結構的(de)(de)變化(hua)主要通過微生(sheng)物(wu)參與下(xia)的(de)(de)化(hua)學(xue)反應實現。以CH4為主要成(cheng)(cheng)分的(de)(de)生(sheng)物(wu)成(cheng)(cheng)因(yin)(yin)氣.主要是在泥(ni)炭(tan)(tan)沼澤環境中通過微生(sheng)物(wu)對(dui)有(you)(you)機(ji)(ji)質(zhi)的(de)(de)分解作(zuo)用(yong)(yong)形(xing)成(cheng)(cheng)。
2.次生生物成因氣
在(zai)(zai)煤(mei)層后期(qi)抬升階段.煤(mei)層中溫度(du)等環境條件又適宜微(wei)生(sheng)物生(sheng)存(cun)。這些微(wei)生(sheng)物主要通過位于(yu)補給區的(de)煤(mei)層露頭由大氣(qi)(qi)(qi)降水(shui)帶(dai)人.在(zai)(zai)相對(dui)低溫條件下(xia)代謝濕氣(qi)(qi)(qi)、正烷(wan)烴(jing)和其他有機化合物.生(sheng)存(cun)CH_4和CO。在(zai)(zai)含煤(mei)盆地中.次生(sheng)生(sheng)物作用過程活躍并影響氣(qi)(qi)(qi)體(ti)成分的(de)深(shen)度(du)間隔稱(cheng)作蝕變帶(dai),一般位于(yu)盆地邊(bian)緣或中淺(qian)部:不(bu)發(fa)生(sheng)蝕變的(de)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)一般在(zai)(zai)盆地的(de)深(shen)部.稱(cheng)原始氣(qi)(qi)(qi)帶(dai)
3.熱成因氣
從烴(jing)源巖的角度,可將煤(mei)級演化階(jie)段(duan)(duan)分為低成(cheng)(cheng)熟(shu)階(jie)段(duan)(duan)、成(cheng)(cheng)熟(shu)階(jie)段(duan)(duan)、和(he)高(gao)成(cheng)(cheng)熟(shu)階(jie)段(duan)(duan)。在(zai)低成(cheng)(cheng)熟(shu)階(jie)段(duan)(duan)主要形成(cheng)(cheng)生物(wu)氣(qi),而真正的熱成(cheng)(cheng)因氣(qi)形成(cheng)(cheng)于長焰煤(mei)一無煙煤(mei)階(jie)段(duan)(duan)
(1)成熟階段
在熱力作用(yong)下.游記之(zhi)中各種官(guan)能團和側鏈分(fen)別按(an)活化能的(de)大(da)小,依次(ci)發生(sheng)(sheng)分(fen)解,轉化為(wei)具有不同分(fen)子結構(gou)的(de)烴(jing)類。生(sheng)(sheng)物的(de)同位素組成.按(an)活性的(de)大(da)小發生(sheng)(sheng)相應的(de)分(fen)餾效應。
(2)高成熟階段
由于有機質芳香(xiang)結構(gou)上(shang)的大(da)部(bu)分烷(wan)(wan)烴(jing)支鏈(lian)在(zai)成熟階(jie)段已經消耗.化(hua)學反應由以分裂為主轉為芳香(xiang)核之間的縮(suo)合為主.并由此產生大(da)量甲烷(wan)(wan)氣體。在(zai)此階(jie)段,有機質芳香(xiang)度從O.85增至O.97,C原(yuan)子幾乎全部(bu)集中在(zai)芳香(xiang)結構(gou)上(shang)。
煤(mei)(mei)(mei)層氣(qi)(qi)是煤(mei)(mei)(mei)成(cheng)氣(qi)(qi)中特指(zhi)的部分(fen)。通常是指(zhi)在煤(mei)(mei)(mei)層、炭質(zhi)頁巖(yan)、黑(hei)色泥巖(yan)等(deng)氣(qi)(qi)源(yuan)巖(yan)中儲集的煤(mei)(mei)(mei)成(cheng)氣(qi)(qi)。因此.除了形(xing)成(cheng)煤(mei)(mei)(mei)層氣(qi)(qi)以外.另一部分(fen)煤(mei)(mei)(mei)成(cheng)氣(qi)(qi)則運移出氣(qi)(qi)源(yuan)巖(yan)以外呈分(fen)散或聚集形(xing)成(cheng)賦存
煤(mei)(mei)(mei)層(ceng)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)俗稱“瓦(wa)斯”.其(qi)主(zhu)要成(cheng)分(fen)是(shi)甲烷,與煤(mei)(mei)(mei)炭伴生(sheng)(sheng)(sheng)、以吸附(fu)狀態(tai)儲存于(yu)煤(mei)(mei)(mei)層(ceng)內的(de)非(fei)常規(gui)天然(ran)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi).熱(re)值是(shi)通(tong)用煤(mei)(mei)(mei)的(de)2—5倍.主(zhu)要成(cheng)分(fen)為甲烷。1ms純煤(mei)(mei)(mei)層(ceng)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)熱(re)值相(xiang)當于(yu)1.13kg汽油、1.21kg標準(zhun)煤(mei)(mei)(mei),其(qi)熱(re)值與天然(ran)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)相(xiang)當,可以與天然(ran)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)混(hun)輸混(hun)用.而且燃燒后很(hen)潔凈.幾乎不(bu)(bu)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)任何廢氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi),是(shi)上好的(de)工業、化(hua)工、發(fa)電和居民生(sheng)(sheng)(sheng)活燃料。煤(mei)(mei)(mei)層(ceng)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)濃度達到5%一16%時.遇明火就(jiu)會(hui)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸.這是(shi)煤(mei)(mei)(mei)礦瓦(wa)斯爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸事故的(de)根源。煤(mei)(mei)(mei)層(ceng)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)直接排放到大(da)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)中。其(qi)溫室效應(ying)約為二(er)氧化(hua)碳的(de)21倍,對生(sheng)(sheng)(sheng)態(tai)環境破壞性極強(qiang)。在(zai)(zai)一定過空間(jian)范(fan)圍(wei)內,煤(mei)(mei)(mei)層(ceng)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)比空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)輕(qing),其(qi)密度是(shi)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)0.55倍。稍(shao)有(you)泄漏(lou)(lou)會(hui)向上擴散。只要保持室內空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)流通(tong).即可避免爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸和火災。而煤(mei)(mei)(mei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)、液化(hua)石油氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)密度是(shi)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)1.5—2.0倍.泄漏(lou)(lou)后會(hui)向下(xia)沉(chen)積(ji)。所以危險性要比煤(mei)(mei)(mei)層(ceng)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)要大(da)的(de)多煤(mei)(mei)(mei)層(ceng)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸范(fan)圍(wei)為5—15%。水煤(mei)(mei)(mei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸范(fan)圍(wei)6.2~74.4%.因此(ci).煤(mei)(mei)(mei)層(ceng)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)相(xiang)對于(yu)水煤(mei)(mei)(mei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)不(bu)(bu)易爆(bao)(bao)(bao)(bao)炸.煤(mei)(mei)(mei)層(ceng)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)不(bu)(bu)含CO.在(zai)(zai)使用過程中不(bu)(bu)會(hui)象水煤(mei)(mei)(mei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)那樣發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)中毒現象。
煤(mei)層(ceng)(ceng)氣(qi)可以用(yong)(yong)作民用(yong)(yong)燃(ran)(ran)料(liao)、工(gong)業(ye)燃(ran)(ran)料(liao)、發(fa)電(dian)燃(ran)(ran)料(liao)、汽車燃(ran)(ran)料(liao)和(he)重(zhong)要的(de)化工(gong)原料(liao).用(yong)(yong)途(tu)非常(chang)廣泛(fan)。每標方煤(mei)層(ceng)(ceng)氣(qi)大約(yue)相(xiang)當于(yu)9.5度電(dian)、3m水煤(mei)氣(qi)、1L柴油、接(jie)近0.8kg液化石油氣(qi)、1.1—1.2L汽油,另(ling)外,煤(mei)層(ceng)(ceng)氣(qi)燃(ran)(ran)燒(shao)后幾乎沒有污(wu)染物(wu)。因此它是(shi)相(xiang)當便(bian)宜的(de)清(qing)潔(jie)型能源。
1.落實和完善優惠政策。加大(da)扶(fu)持力度
美(mei)國煤(mei)層(ceng)(ceng)氣(qi)(qi)(qi)(qi)產業(ye)化成功的(de)經(jing)驗表明(ming):在(zai)煤(mei)層(ceng)(ceng)氣(qi)(qi)(qi)(qi)產業(ye)發(fa)展(zhan)(zhan)初期,政(zheng)策(ce)的(de)扶(fu)持和稅收政(zheng)策(ce)的(de)補(bu)貼是煤(mei)層(ceng)(ceng)氣(qi)(qi)(qi)(qi)發(fa)展(zhan)(zhan)的(de)主要推動力。國家支持煤(mei)層(ceng)(ceng)氣(qi)(qi)(qi)(qi)發(fa)展(zhan)(zhan)的(de)政(zheng)策(ce)體系已基本形成,關鍵要把(ba)這些政(zheng)策(ce)落實好、完善(shan)好,給予煤(mei)層(ceng)(ceng)氣(qi)(qi)(qi)(qi)比常規石油天然氣(qi)(qi)(qi)(qi)更(geng)加(jia)優惠的(de)政(zheng)策(ce),逐步引(yin)導企業(ye)成為煤(mei)層(ceng)(ceng)氣(qi)(qi)(qi)(qi)發(fa)展(zhan)(zhan)的(de)主體。政(zheng)府應充分發(fa)揮宏觀調控作用(yong),加(jia)大(da)對煤(mei)層(ceng)(ceng)氣(qi)(qi)(qi)(qi)發(fa)展(zhan)(zhan)的(de)扶(fu)持力度,包括加(jia)大(da)煤(mei)層(ceng)(ceng)氣(qi)(qi)(qi)(qi)勘探、抽采、利用(yong)投資,培(pei)養專業(ye)技術人才,加(jia)強煤(mei)層(ceng)(ceng)氣(qi)(qi)(qi)(qi)管網等基礎(chu)設(she)施的(de)建設(she)。
2.立(li)足科(ke)技(ji)創新和技(ji)術進步。增強煤層(ceng)氣的(de)科(ke)技(ji)保(bao)障能力(li)
加強(qiang)(qiang)煤(mei)(mei)層(ceng)氣(qi)開發(fa)(fa)(fa)利(li)(li)用(yong)(yong)(yong)基礎理論研究和科(ke)技攻(gong)關;加強(qiang)(qiang)煤(mei)(mei)層(ceng)氣(qi)抽采利(li)(li)用(yong)(yong)(yong)重大問題的科(ke)技攻(gong)關,加快(kuai)實施煤(mei)(mei)層(ceng)氣(qi)開發(fa)(fa)(fa)科(ke)技重大專項,加大煤(mei)(mei)層(ceng)氣(qi)開發(fa)(fa)(fa)利(li)(li)用(yong)(yong)(yong)關鍵技術(shu)(shu)、重點裝(zhuang)備研發(fa)(fa)(fa)和推廣應用(yong)(yong)(yong)力度,扎實推進煤(mei)(mei)層(ceng)氣(qi)開發(fa)(fa)(fa)利(li)(li)用(yong)(yong)(yong)示范工程(cheng)建設;鼓勵(li)煤(mei)(mei)層(ceng)氣(qi)開發(fa)(fa)(fa)利(li)(li)用(yong)(yong)(yong)企(qi)業積極開展技術(shu)(shu)創新,攻(gong)克技術(shu)(shu)難題,逐步建立(li)健(jian)全以企(qi)業為主體、市場(chang)為導向、產(chan)學研相結合、適合我國煤(mei)(mei)層(ceng)氣(qi)勘探開發(fa)(fa)(fa)、抽采利(li)(li)用(yong)(yong)(yong)的技術(shu)(shu)體系(xi)。
3.加強煤層(ceng)氣開發利用的監督管理
建(jian)立(li)健全煤(mei)層(ceng)(ceng)氣(qi)開發(fa)利用(yong)的(de)(de)監督管(guan)(guan)理(li)(li)體系,明(ming)確政府各有(you)關部門的(de)(de)監督管(guan)(guan)理(li)(li)職(zhi)責,完善相(xiang)關立(li)法(fa)及(ji)政策(ce),制定嚴(yan)格(ge)的(de)(de)勘探(tan)開發(fa)煤(mei)層(ceng)(ceng)氣(qi)的(de)(de)準入標準,加強宏(hong)觀調控和管(guan)(guan)理(li)(li),實施采氣(qi)采煤(mei)一(yi)(yi)體化。堅持國(guo)家統一(yi)(yi)規劃、總體開發(fa),穩(wen)步有(you)序地推(tui)進煤(mei)層(ceng)(ceng)氣(qi)開發(fa)和利用(yong)。
4.加強(qiang)國際合作交流,完善煤(mei)層(ceng)氣抽(chou)采利用標準
積極開(kai)展和(he)(he)加(jia)強對外合(he)作交流,借(jie)鑒(jian)(jian)美國(guo)、加(jia)拿(na)大、澳大利(li)亞(ya)和(he)(he)俄羅(luo)斯等(deng)煤(mei)(mei)層氣利(li)用技術發(fa)展較快國(guo)家在開(kai)采(cai)利(li)用方面的經驗(yan),利(li)用國(guo)外資金(jin)和(he)(he)先(xian)進技術,結合(he)我國(guo)實際情況(kuang),提高煤(mei)(mei)層氣的抽(chou)采(cai)利(li)用率和(he)(he)開(kai)發(fa)利(li)用水平。進一步完善煤(mei)(mei)層氣抽(chou)采(cai)利(li)用標準(zhun),借(jie)鑒(jian)(jian)國(guo)際標準(zhun),加(jia)強研究,加(jia)強溝通(tong),努力(li)使煤(mei)(mei)層氣的安(an)全(quan)生(sheng)產標準(zhun)、抽(chou)采(cai)利(li)用標準(zhun)、減排標準(zhun)協調起來,確保(bao)煤(mei)(mei)礦安(an)全(quan)生(sheng)產和(he)(he)資源的有效利(li)用,加(jia)快煤(mei)(mei)層氣產業的發(fa)展。
1.良好的資源和政策條件
我(wo)國煤(mei)層(ceng)氣資源十分豐富,在區(qu)域分布(bu)、埋藏深度(du)等方面(mian)也有(you)利(li)于(yu)規劃開發(fa);我(wo)國己基本(ben)形成了國家支(zhi)持(chi)(chi)煤(mei)層(ceng)氣抽采利(li)用的政策(ce)體系(xi),并且支(zhi)持(chi)(chi)力度(du)不斷加大,各地和企業的積極性空前高漲(zhang),煤(mei)層(ceng)氣抽采利(li)用的政策(ce)環境(jing)(jing)、社會(hui)環境(jing)(jing)十分有(you)利(li)。
2.煤礦安全形(xing)勢嚴峻(jun),變害為利
中國有近八成的(de)(de)(de)重大煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)事故都(dou)禍起瓦斯(si)(si)2009年(nian),全國26個產煤(mei)(mei)省(sheng)(區(qu)、市)煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)共(gong)發生瓦斯(si)(si)事故143起、死(si)亡(wang)710人;煤(mei)(mei)層氣的(de)(de)(de)抽采利用,可以有效(xiao)降低(di)煤(mei)(mei)層中的(de)(de)(de)甲烷含量,實現煤(mei)(mei)炭在低(di)瓦斯(si)(si)狀態下(xia)開(kai)采,保(bao)障煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)的(de)(de)(de)生產安全,減少礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)難的(de)(de)(de)發生。煤(mei)(mei)層氣開(kai)發利用量不斷增(zeng)加,煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)(kuang)瓦斯(si)(si)防治體(ti)系(xi)建設得(de)到加強(qiang),瓦斯(si)(si)事故和死(si)亡(wang)人數隨之不斷下(xia)降。
3.市場需求巨大
在中國的一次性能源(yuan)(yuan)消費結構中,煤炭約占74.6%,處(chu)于主導(dao)地位,石油占17.6%,而天(tian)然氣僅占2%,遠低于23%的世(shi)界平均水(shui)平。隨(sui)著終端能源(yuan)(yuan)需求(qiu)(qiu)逐(zhu)步(bu)向優質高效潔凈能源(yuan)(yuan)轉化,燃氣的需求(qiu)(qiu)迅速增(zeng)長,市場供應缺口(kou)較大;開發利(li)用煤層(ceng)氣,可(ke)以節約資源(yuan)(yuan),有(you)效彌補我國常規(gui)天(tian)然氣供用量的不(bu)足,優化能源(yuan)(yuan)結構,煤層(ceng)氣利(li)用市場潛力很大。
4.適(shi)應低碳(tan)經濟與環境保護的要求
煤(mei)層氣與石(shi)油、煤(mei)炭(tan)相比,同樣(yang)熱值釋放到大(da)(da)氣中(zhong)的CO,比石(shi)油少50%,比煤(mei)炭(tan)少75%。每(mei)利(li)用l億(yi)m,甲烷,相當(dang)于減(jian)排150萬t CO,。2009年,我國(guo)利(li)用煤(mei)層氣19.3億(yi)m3,共(gong)減(jian)少排放2880萬t CO;煤(mei)層氣的開發利(li)用不僅(jin)可以(yi)有效降低甲烷的排放量,而且能夠大(da)(da)大(da)(da)減(jian)排溫室氣體CO,保(bao)護(hu)大(da)(da)氣環境,這(zhe)正(zheng)是目前低碳經(jing)濟所倡導的。
煤(mei)(mei)(mei)(mei)層氣(qi)(qi)的(de)(de)主要成分是甲(jia)烷(wan),甲(jia)烷(wan)含(han)(han)量(liang)通常達到80%~99%,其次是氮氣(qi)(qi)和二(er)氧(yang)化(hua)碳,幾(ji)乎不含(han)(han)有(you)一氧(yang)化(hua)碳、硫化(hua)氫等有(you)害(hai)氣(qi)(qi)體,可以(yi)用作民用燃(ran)料、工業(ye)燃(ran)料、發電燃(ran)料、汽車燃(ran)料和重要的(de)(de)化(hua)工原(yuan)料。煤(mei)(mei)(mei)(mei)層氣(qi)(qi)熱值是通用煤(mei)(mei)(mei)(mei)的(de)(de)2倍(bei)~5倍(bei),每標方煤(mei)(mei)(mei)(mei)層氣(qi)(qi)大約相(xiang)當于9.5度電、3立方米水煤(mei)(mei)(mei)(mei)氣(qi)(qi)、1升柴油(you)(you)、接(jie)近0.8千(qian)克液化(hua)石油(you)(you)氣(qi)(qi)、1.1升~1.2升汽油(you)(you)。煤(mei)(mei)(mei)(mei)層氣(qi)(qi)熱值與(yu)天(tian)然(ran)氣(qi)(qi)相(xiang)當,可以(yi)與(yu)天(tian)然(ran)氣(qi)(qi)混(hun)輸混(hun)用,燃(ran)燒后(hou)(hou)幾(ji)乎不產生任何廢氣(qi)(qi),是上好的(de)(de)工業(ye)、化(hua)工、發電和居民生活燃(ran)料。另外,煤(mei)(mei)(mei)(mei)層氣(qi)(qi)燃(ran)燒后(hou)(hou)幾(ji)乎不產生污染(ran)物,因此它(ta)是相(xiang)當便宜的(de)(de)優質、清潔型能源。
使用煤(mei)(mei)層氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)相(xiang)(xiang)對較為安全。通常情(qing)況下(xia),煤(mei)(mei)層氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)密度是(shi)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)0.55倍,如(ru)有泄漏(lou)會(hui)向上(shang)擴(kuo)散,只要(yao)保(bao)持室內空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)流(liu)通,即可避免爆(bao)(bao)炸和(he)火(huo)災。而煤(mei)(mei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)、液化(hua)石油氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)等密度是(shi)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)1.5~2倍,泄漏(lou)后(hou)會(hui)向下(xia)沉(chen)積。相(xiang)(xiang)比而言,煤(mei)(mei)層氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)危(wei)險性要(yao)小得多。當煤(mei)(mei)層氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)濃度在(zai)5%~16%范(fan)圍內時(shi),遇明火(huo)就會(hui)爆(bao)(bao)炸,這是(shi)煤(mei)(mei)礦(kuang)瓦斯爆(bao)(bao)炸事故的(de)根源。而水(shui)煤(mei)(mei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)爆(bao)(bao)炸范(fan)圍是(shi)空氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)濃度在(zai)6.2%~74.4%之間,且煤(mei)(mei)層氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)不(bu)含一氧化(hua)碳(tan),因此,煤(mei)(mei)層氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)相(xiang)(xiang)對于水(shui)煤(mei)(mei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)不(bu)易(yi)爆(bao)(bao)炸,在(zai)使用過程中也不(bu)會(hui)發生跟水(shui)煤(mei)(mei)氣(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)那(nei)樣的(de)中毒現象。
煤(mei)層(ceng)氣的(de)產生貫穿于煤(mei)的(de)形成(cheng)和演化整個過程,按(an)其主要作用可以分成(cheng)生物成(cheng)因和熱成(cheng)因。
生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)成(cheng)(cheng)(cheng)因是各(ge)種(zhong)微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)的(de)一(yi)系列復雜作用過程導致(zhi)有(you)機(ji)質發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)降解作用,煤(mei)形成(cheng)(cheng)(cheng)早期(qi)埋藏(zang)淺、溫度低(di),微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)分解有(you)機(ji)質通過二氧化(hua)碳還原和甲(jia)基類發(fa)酵形成(cheng)(cheng)(cheng)以甲(jia)烷(wan)為主要成(cheng)(cheng)(cheng)分的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)成(cheng)(cheng)(cheng)因氣。后當地(di)殼運動導致(zhi)煤(mei)層抬升,活(huo)躍的(de)地(di)下(xia)水系統和大氣淡水構成(cheng)(cheng)(cheng)了有(you)利于(yu)微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)活(huo)動的(de)環境時,在偏低(di)溫條件下(xia),微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)再次“登上(shang)歷(li)史舞臺”降解和代謝導致(zhi)煤(mei)層中形成(cheng)(cheng)(cheng)了濕(shi)氣、甲(jia)烷(wan)及其它有(you)機(ji)物(wu)。
熱(re)成(cheng)因煤(mei)層(ceng)氣(qi)與常(chang)規天然氣(qi)相似,隨著煤(mei)變質(zhi)程度的不斷加深,在熱(re)力作用下發生熱(re)降解和熱(re)裂解,形成(cheng)甲(jia)烷(wan)為主的氣(qi)體。
據國(guo)(guo)土資(zi)源(yuan)部(bu)煤層氣(qi)(qi)資(zi)源(yuan)評價,我國(guo)(guo)埋深2000米以(yi)淺煤層氣(qi)(qi)地質資(zi)源(yuan)量(liang)約36萬(wan)億(yi)立方米,主要分布在華(hua)北和西北地區,其次(ci)是(shi)西南貴州、四川(chuan)南部(bu)以(yi)及東(dong)北地區。目前可(ke)開采的(de)(de)(de)1000米以(yi)淺的(de)(de)(de)煤層氣(qi)(qi)地質資(zi)源(yuan)量(liang)約10萬(wan)億(yi)立方米,占全國(guo)(guo)煤層氣(qi)(qi)資(zi)源(yuan)地質總(zong)量(liang)的(de)(de)(de)38.8%。隨著終端能源(yuan)需(xu)求(qiu)逐步向(xiang)優質高效潔(jie)凈能源(yuan)轉化,天然氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)需(xu)求(qiu)將迅速增(zeng)長。煤層氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)開發利(li)用具有一舉(ju)多(duo)得的(de)(de)(de)功效,既能保障(zhang)煤礦生(sheng)產(chan)安(an)全、減(jian)少(shao)大氣(qi)(qi)污染,又能改(gai)善能源(yuan)結(jie)構、緩解能源(yuan)需(xu)求(qiu)緊張的(de)(de)(de)局(ju)面,更能就地解決當地居民(min)的(de)(de)(de)生(sheng)活燃料、汽車(che)燃料、發電等問題,直接改(gai)善老百(bai)姓生(sheng)活。