煤层气是一种在含煤岩层中,以腐植性有机物质为主的成煤物质在成煤过程中自生、自储式非常规的天然气,俗称瓦斯,主要成分为CH4占90%以上。煤层气在煤层中生成,并以吸附、游离状态储存在煤层及邻近岩层之中。
煤层气一直以来被看作是对煤矿开采造成严重安全威胁的有害气体,在煤炭开采史中,由于煤层气导致了多起瓦斯、煤尘爆炸事故和煤与瓦斯的突出事故。煤层气的主要成分甲烷是具有强烈温室效应的气体,其温室效应要比二氧化碳大20倍,散发到大气中的甲烷污染环境,导致气候异常,同时大气中的甲烷消耗平流层中的臭氧,而臭氧减少使照射到地球上的紫外线增加、形成烟雾,还可诱发某些疾病,危害人类健康。
另一方面,甲烷作为煤层气的主要成分,其常温下的发热量为3.43~3.71MJ/Nm3,其热值与天然气相当,是一种高效、洁净的非常规天然气,可以用作民用燃料,也可以用于发电和汽车燃料,还是化工产品的上等原料,具有很高的经济价值,应加以回收利用。
煤层气开发技术是指将煤层气从煤层中抽出回收并加以利用的技术,回收技术主要有地面开发和井下抽放两种方式,井下抽放还包括本层抽放、邻近层抽放和采空区抽放等,其中涉及对煤层气的资源评价、气藏工程、钻井技术、增产技术等广泛的技术领域,之后还涉及集输贮运以及综合利用等方面的技术。
煤层气的生成、危害和开发利用技术及其综合效益
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