瓦斯的主要成分(矿井瓦斯的主要成分是)
煤层气俗称“煤矿瓦斯”,通常以吸附状态存在于煤层及其围岩中。其主要成分是甲烷,易燃易爆,是煤矿发生安全事故的主要原因之一,因此也被称为“煤矿杀手”。为了保证煤矿生产的安全,早期的做法是将其排放到大气中。由于空气废气浓度低,不利于回收利用,也被视为煤矿生产的“废气”。井下通风在解决煤矿安全问题的同时,也带来了新的空气污染问题。据资料显示,煤层气对臭氧层的破坏强度是二氧化碳的7倍。
“十二五”以来,煤层气开采技术日趋成熟,昔日的煤矿废气正成为传统煤炭企业转型的支点。在山西晋城晋煤集团,煤层气开采已经从煤矿的辅助产业转变为集团转型的主业。例如,今天,提取的气体量已超过400万立方米,产品销往7个省的20多个城市。
采煤用气体生产
煤层气曾是煤矿的“废气”。李小健,寺河矿瓦斯抽采部总工程师,2002年加入该矿瓦斯抽采队。他当时的理解是“只能用浓度大于30%的气体”。当时煤矿治理瓦斯有两种方式:抽采和通风。对于瓦斯含量高的煤层,李小健会用钻机在地下打眼,然后用管道抽取瓦斯,用于矿井的取暖和食堂。浓度不足的气体由于当时的技术条件难以利用,只能随通风系统流失到大气中。
李小健工作照
煤层气的开发始于20世纪90年代初。1991年8月31日,《解放日报》头版刊登了“中国之一口煤层气井钻探”的新闻。此后,各矿区不断引进和吸收国外技术。
蓝煤层气总工程师白建平,1995年从矿业大学毕业,参加成庄矿地质测量部工作。她回忆说,当时对煤层气开采的质疑声很高。美国以烟煤和褐煤为主,地质结构比较简单;晋城以无烟煤为主,地质条件相对复杂。在美国最初的技术试验中,由于无烟煤孔隙少、渗透率低,煤层气地面抽排孔钻完后,附着在煤层上的气体抽不出来。
后来,专家学者探索利用压裂技术改造煤储层,通过压裂技术改变煤层结构,增加渗透率。从潘庄7口井的技术勘探,到30口井的先导性试验,再到100口井的工业性试验,白建平回忆说,连续扩大试验成功后,技术人员摸索出了一套晋城矿区煤层气地面抽采技术,为高瓦斯矿井安全高效采煤提供了新的安全保障和技术支撑。同时,他们还总结出了“先采气,后采煤”和“采煤采气一体化”的煤与煤层气协同开发新模式,真正实现了煤。
然而,在很长一段时间里,瓦斯抽采用于煤矿开采。几位山西煤炭公司的员工告诉记者,山西煤炭公司开发煤层气的根本原因是为了抽采瓦斯,保证煤矿的生产安全。
白建平给记者算了一笔账:一吨煤附着20立方米左右的瓦斯,可开采利用15立方米左右。一吨煤的价格在600元左右,但计入补贴时,每立方米煤层气的价格不到1元。由于前期成本高、投资大、回收期长,白建平坦言,“如果不整合采煤采气,单纯搞煤层气很难盈利。”
第二产业成为主要产业
2007年1月,《人民日报》刊登了一则“沁水煤田煤层气浪费严重”的新闻,指出蓝焰煤层气公司每天可开采煤层气33万立方米,有效利用的只有12万立方米左右。为了不污染环境,当时矿上不得不把多余的煤层气放在“天灯”里处理过剩产能。白建平说,这是因为下游利用市场没有建立起来。为了保证煤矿井下开采的安全,必须对多余的煤层气进行抽采。
寺河煤矿工人宋永锋住在刘庄村。宋永锋说,刘庄村的村民使用煤层气是在2007年左右。初期市场推广,村民可以 *** 煤层气。有村民发现“煤矿旁边的人会受光照,离得越近,更先通风”。传说有村民在城里买了房子后搬回了村里,因为村里也用上了干净方便的煤层气。
寺河矿钻机前端
在金城路旁边,记者看到多个煤层气加气站已经投入使用。与传统汽油车相比,燃气汽车的运营成本更低。另据媒体报道,阳城县的陶瓷工业园也使用煤层气生产陶瓷。总经理在接受采访时表示,“工厂生产线的窑炉最初烧煤,但问题是成本高,煤渣没地方处理。使用煤层气后,不仅更清洁,烧制的瓷器质量也变得更高。”
去年,晋煤集团将煤层气从辅业调整为主业。由于煤层气开采的成本与保障煤炭生产安全的投资重叠,新产业带来的效益喜人。2018年,晋煤集团实现营业收入1721亿元,年利润42.16亿元。燃气行业实现收入30亿元,利润7.53亿元,分别比上年增长18.08%和36.67%。低浓度瓦斯主要用于发电,每年从地下煤矿抽采瓦斯5.4亿立方米,全年产生瓦斯21.23亿千瓦时,实现瓦斯发电利润2.11亿元。
钻机的另一边
“煤老板”的转型
山西因煤而兴,也因煤而困。粗放的矿业导致多年来生态破坏、环境污染、矿难频发,经济发展患上“煤炭依赖症”。关键时刻,山西坚决淘汰落后产能。三年来,关闭煤矿88处,退出落后产能8841万吨。
煤炭企业也在积极寻求发展。据统计,7家省属煤企中有4家不再以煤炭为主业。优化产业布局后,他们将重点发展煤层气、现代煤化工、煤机等领域。
在山西长治,潞安集团有多个“全国之一”。潞安石圪节煤矿是我党接管的之一座红色煤矿,“艰苦奋斗、勤俭办矿”的精神曾享誉全国。煤化工转型后,2008年潞安生产出国内之一桶钴基合成油。2009年,铁基催化剂出油,潞安成为国内唯一同时采用铁基和钴基工艺生产煤基合成油的企业。副总经理任潮说:“原来,一吨高硫煤只能卖300多元。加工后就成了‘太行’润滑油,一吨能卖一万多元。”
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