关于煤层气开发建设与安全环保问题的研究

【摘要】我国煤层气资源丰富，埋深2000m以内浅煤层气地质资源约36万亿立方米。煤层气作为一种优质高效清洁能源，其大规模开发利用前景诱人，但应该指出的是，由于技术原因，现有的煤层气开采方式会对浅层地表水造成污染，会对回注水产生影响、会造成废弃液体的交叉重复污染。本文探讨了煤层气的开发建设和安全环保工作，希望推动煤层气的合理开发和利用，从而达到既保护环境又能调整能源结构的良好态势。

【关键词】煤层气 开发建设 安全环保

非常规天然气中煤层气（CBM）的储量占世界天然气总储量的30%以上。由于世界能源价格的持续上涨，美国于20世纪70年代着手对煤层气开发利用，经过数十年的努力现己进入到商业开发阶段。根据资料显示，美国现今每年的煤层气产量己经超过中国的天然气产量。由于特殊的国情，我国的煤层气开发利用还处于起步阶段，我国的只有沁水盆地初步实现了商业开发，距离大规模利用煤层气还有一定的距离。煤层气巨大的储量以及国家能源的紧张等多种因素使其备受瞩目，而其开发建设和安全环保问题也成为煤层气技术突破的一个焦点。

1煤层气的开发现状

1.1地面开发

我国煤层气（CBM）的地面开发始于1970年左右，近年来投入逐步加大，对各种环境都做了实地试验，取得了重大技术突破。据报道，全国的各类煤层气井有615口，截止2005年时，我国地面CBM抽采量仅为1*108m3。

1.2井下抽采

资料显示，我国高瓦斯矿有4462口，其中煤与瓦斯突出的矿井有911口。截止到2005年，我国井下抽采煤矿瓦斯大概为1*108m3。

1.3 CBM的开发利用现状

烃类气体是CBM的主要成分，因此它是一种十分清洁的能源，且价格较为适中，其主要应用：

（1）可以提取为化工原料，例如甲醇、炭黑等；

（2）民用，CBM经过技术处理后可以作为日常生活中的常用能源；

（3）汽车燃料：高纯度的甲烷能代替石油作为汽车燃料，部分城市已建立了CBM加气站；

（4）发电：目前我国已经建设了一批以甲烷（CH4>15%）作为原料进行发电的发电厂。

2 煤层气开发的安全措施及要求

2.1 安全隐患

由于煤矿的特殊生产性质决定了这是一个高危产业。在CBM的开发生产中，一般易发生如下事故：

（1）物理、化学和热三种因素同时产生的危害性爆炸事故；

（2）由未知的物理外力作用产生的物理性事故；

（3）由于技术员自身素质的限制，未按规定章程操作设备而引起的责任事故；

（4）众所周知，安全事故多发生在生产过程中，而且许多安全问题的根源就是质量问题。

2.2 安全措施及建议

（1）生产方须建立科学完善的瓦斯抽采系统，做到地面CBM与井下瓦斯联合抽采。严格执行《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》，在瓦斯突出开采面抽采率达到国家规定后方可生产。

（2）由于CBM开采行业的复杂性，例如开采技术、国内投资环境以及相应的商业模式和国家能源政策等因素。中国煤层气企业应加大也国外优秀企业的技术合作，引进国外先进开采技术，在国内形成良性竞争，努力提高国内的安全开采技术。

（3）CBM的开发过程中经常发生安全事故，但是这些都是可以预防与控制的。CBM企业应该从安全生产技术、安全生产教育、安全生产管理三个方面着手，尽最大努力保护工人的生命以及国家财产。

（4）加大对工程承包商的安全管理。由于工程承包商的特殊性质，其安全生产管理直接决定了项目的安全生产；所以在签订合同时应明确职责，尤其是对甲方乙方权利与义务做详细规定，同时对承包商的前期资质审查也应严格执行，其施工资质应符合国家有关法律法规。双方应建立良好的合作关系，且实现矿井危害应对联动机制，共同处理安全生产的隐患。

（5）完善规章制度制定详细的操作规程；同时员工应加强对规章制度的学习，提高执行力。并且与高校形成密切的合作关系。高校中庞大的技术队伍以及雄厚的教育资源是企业所不具备的，高校可以提供专业知识，并且委培企业员工，提高企业科技实力；而企业能为高校提供资金，为学生提供实践环境，这样实现双赢，不仅提高了高校的科研条件，还为企业提高了竞争力，为学生提供了理论结合实际的机会，一举多得。

3 CBM开发的环境问题

3.1 可能产生的环境问题

（1）对浅层地表水的影响。由于CBM的开采需要，为了解吸煤层中所吸附的甲烷，必须采用排水降压的措施，把煤矿中大量的地下水抽采出地表。问题在于这种技术会使地下水位严重下降，甚至破坏地下水的循环系统，严重的造成地面沉降，破坏地表环境，同时地表农作物或者植被的生长必然受到影响，进而使生态系统破坏。

（2）管线对沿途的影响。CBM开采后必然要采用输送管线，而管线的施工对生态环境影响的影响尤为严重，例如，污水，固态垃圾，噪音以及植被破坏等等。

（3）废弃液污染。据资料显示，由于技术要求钻井液、压裂液中不仅含有稠化剂、乳化剂还有助排剂和杀菌剂等化学液体。这些化学液体含有大量有害物质，一旦进入地下水循环系统，就可能渗流、迁移，形成大面积的污染源，严重危害当地的饮水源。

3.2 环境保护措施

（1）政府部门加大对高校的财政支出，大力培养CBM开采方面的人才，实现技术革新，改变当前的落后生产工艺。

（2）在基础设施的设计施工建设方面，应提高设计院的设计能力，不仅要考虑生产成本，还应提高对环境污染的认识，在管网铺设中，应加大管理力度，减少对周边环境的直接污染。

（3）对CBM开发企业实行环境监测评估，确保环境保护措施有效实施，同时敦促企业设备的更新换代，采用更为先进环保的设施。

4 结语

由于非常规天然气中煤层气（CBM）的储量占世界天然气总储量的30%以上，同时世界能源价格的持续上涨，使得煤层气的潜力得到了世界各国的一致关注。但是，由于我国的特殊国情，我国的煤层气开采事业起步较晚，远远落后于世界发达水平。所以在其开采的安全性上还有待提高。而煤层气开采时产生的环境问题也受到越来越多的关注。本文希望通过对煤层气的安全建设和环境问题的探讨，为中国的煤层气开采做出一定的贡献。

参考文献

[1] 崔凯华，郑洪涛.煤层气开采.北京：石油工业出版社，2009

[2] 中国安全生产协会注册安全工程师工作委员会编[M].注册安全工程师考试教材.北京：中国大百科全书出版社，2008

[3] 刚，岳宗洪.贵州煤层气开采技术和综合利用的研究[J].中国矿业，2010，19（7）114-116