遼寧省撫順礦區龍鳳煤礦自1952成功進行井下瓦斯抽采試驗以來,井下瓦斯抽采已推廣到全國所有高瓦斯礦區。目前,全國已有近190座大型煤礦建立了井下抽采系統和地面瓦斯輸配系統,年抽采能力(純甲烷)逐年增加,其中撫順、陽泉、淮南、晉城等礦區均已超過1×108m3。據統計,2004年國有重點煤礦共建成地面瓦斯抽采系統308套,井下移動式瓦斯抽采系統272套,瓦斯抽采量18.66×108 m3,抽采率26.5%。安全重點監控的45家煤炭企業瓦斯抽采能力為16.95×108m3,年抽采能力超過1×108m3的礦區有陽泉、淮南、水城、盤江、松藻、晉城、撫順。2005年,全國煤層氣抽采量達到23×108m3,總利用量超過10×108m3。2006年,全國共有高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井5227處,其中67家國有重點煤礦企業共有高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井286處。原國有重點煤礦286個高瓦斯與瓦斯突出礦井中,有264個礦井實際進行了瓦斯抽采,占原國有重點煤礦高瓦斯與瓦斯突出礦井的92.3%。2006年,我國國有重點煤礦286個高瓦斯和瓦斯突出礦井共抽采瓦斯26.14×108m3。2008年,全國煤礦井下瓦斯抽采能力為50×108m3(圖4-2)。
圖4-2 2006 54 38+0-2007年全國國有重點煤礦瓦斯抽采總量
(二)煤層氣地面開發現狀
20世紀90年代以來,隨著美國煤層氣地面開采技術的成熟,中國也積極開展煤層氣資源地面勘探開發試驗。先後由沈陽煤氣公司、開灤礦務局、晉城礦務局、原地礦部華北石油地質局、中國煤田地質局及其下屬省局(東北局、陜西局、山西局等)投資。)、中原油田、中石油煤層氣項目管理部、煤炭科學研究總院Xi分院、中聯煤炭公司等企業,並在沁水盆地、河東煤田、安徽淮北地區及鐵法、開灤、沈北等地進行投資。截至2008年底,中國* * *已鉆煤層氣井約3400口,形成地面煤層氣產能約20×108m3。其中,最具代表性的煤層氣地面開發商業項目有:
(1)山西沁水棗園井組煤層氣開發試驗項目:煤層氣生產試驗井15口,小型CNG壓縮站日壓縮能力3.6×104m3,小型煤層氣電站日發電量400kW,實現了小型煤層氣的商業化開發、收集、運輸、儲存和利用。
(2)遼寧阜新劉家井組煤層氣開發項目:阜新項目在阜新劉佳煤田1999-2001共鉆探8口井,形成小井網,平均單井產氣量3000m3/d以上..
(3)山西晉城寺河煤層氣地面預抽項目:該項目於1992開工,晉城礦務局與美中能源公司合作在潘莊地區建設7口煤層氣生產試驗井。經過10多年的抽采,不僅證明了潘莊地區煤層氣資源具有良好的可采性,也為該地區乃至全國積累了經驗。截至2007年底,該項目已鉆井156口直井和6口多分支水平井,正在排水和生產150口直井和6口多分支水平井。單井平均日產2000m3,多分支水平井平均日產5×104m3(最高日產10),項目建有完善的集輸管網、集氣站和加壓站。
(4)山西沁南煤層氣開發利用高技術產業化示範項目——潘河試點項目:該項目是國家發改委批準的國家煤層氣開發利用高技術產業化示範項目。該項目計劃建設900口煤層氣井,分三期完成。150口煤層氣生產試驗井的壹期建設於2006年完成。建設年產約1×108m3的煤層氣生產示範基地;二期計劃建設400口煤層氣生產井,生產能力為4×108 m3/a;第三期計劃建設350口煤層氣生產井,生產能力為7×108m3/a/a..
除上述商業示範項目外,大寧-吉縣項目和韓城項目也在進行井組生產測試。
(三)煤層氣利用現狀
1.煤層氣在地面開發中的利用現狀
地面開發生產的煤層氣甲烷濃度高,可與天然氣混合。近年來,我國露天開采的煤層氣產量很少,制約了煤層氣的利用。目前主要用於居民用氣、汽車燃料和特種工業用氣。
山西沁水棗園井組生產的煤層氣從2003年開始用CNG罐車向山西省長治市和河南省林州市部分居民供應,供應量約5000m3/d..
遼寧阜新劉家井組產出的煤層氣經加壓後輸入附近的阜新市城市天然氣管網。2003年3月開始向城鎮居民供氣,日供應煤層氣1.6×104m3。
自2004年集團公司家用燃氣置換以來,晉城寺河煤層氣地面預抽項目生產的煤層氣已有2萬多名員工使用。2005年向晉城供氣。晉城的玻璃廠、陶瓷廠已經用煤層氣代替了液化石油氣或水煤氣。約有65,438+0,000輛出租車和公交車使用了煤層氣作為燃料。1m3煤層氣可替代1.13l汽油,但前者價格不到後者的壹半[83]。
潘河煤層氣試點開發示範項目已建成1 CNG加氣站、1集輸站、1燃氣電站和輸氣管道。2005年開始向河北省邯鄲市和河南省林州市供氣。
利用煤層氣發電效益顯著:含氣量100%的1m3瓦斯可發電3.2 ~ 3.2 ~ 3.3 kw·h,含氣量30%的1kW·h。晉煤集團利用寺河礦抽采的瓦斯建設了壹座裝機容量為1.5×104kW的瓦斯發電中試廠。冬季利用余熱為礦區供暖實現熱電聯產,形成閉路多聯產循環。該廠於2001年投產,至2005年底累計發電量3.3×108 kW·h,實現產值11759萬元[84]。
2.煤層氣地下開采利用現狀
我國國有重點煤礦瓦斯抽采量逐年增加(圖4-2),利用量也在增加。如山西晉城無煙煤礦業集團寺河礦下布置112×104m排水管網,建設16排水站。總進尺超過3×104m,年抽采量達到7000×104m3(相當於純甲烷)。有壹臺4×400kW煤氣發生爐和壹座2×2000kW煤層氣電站。許多礦井,如與之相鄰的永紅煤礦,都建造了自己的煤層氣發電站,使用地下煤層氣作為燃料。陽泉煤業集團已鉆探煤層氣12×65438+64km以上,年煤層氣抽采能力為1.65,438+008 ~ 1.65,438+05×108 m3,擁有3個儲氣罐和65438條輸氣管道。5×104t煤層氣甲醇生產項目和11× 104 kW煤層氣發電項目已獲山西省發改委核準。山西煤層氣利用項目(包括晉城無煙煤礦業集團寺河地下煤層氣抽采項目、12×104kW煤層氣發電項目、內部電網改造項目、晉城市燃氣項目、山西能源工業集團有限公司輸氣管道項目),總投資約20億元,是目前國內最大的地下煤層氣抽采利用項目[85]。