【正文】 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 25 各領(lǐng)域綜合評(píng)價(jià)方法綜述 常見(jiàn)的評(píng)價(jià)方法大致可以分為 9 類(lèi)。目前評(píng)價(jià)問(wèn)題研究大致可分為兩類(lèi)，一類(lèi)主要是對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的研究，一類(lèi)主要是對(duì)評(píng)價(jià)方法的研究。改 裝后的汽車(chē)耗瓦斯 (混量 ) 立方米 /公里 (純瓦斯耗量 立方米 /公里 )。 (五 ) 車(chē)用燃料技術(shù)腳 ] 我國(guó)曾于上世紀(jì)五六十年代利用礦井瓦斯作為汽車(chē)燃料替代緊缺的汽油，取得很好的經(jīng)濟(jì)效益，并在汽車(chē)燃料供給、燃燒系統(tǒng)的改裝上積累了許多實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。 LCBM 工藝比通常的液化天然氣 (LNG)工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，因?yàn)槊簩託庵袔缀醪缓瑲?、?和重?zé)N。淮南謝二礦曾 用礦井抽放瓦斯生產(chǎn)甲醛，但因抽放量不穩(wěn)定以及生產(chǎn)設(shè)備達(dá)不到滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)化率、吸收率均較低，很難體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。主要工藝原理是，甲烷經(jīng)水蒸汽或空氣催化部分氧化法重整所得的合成氣，即一氧化碳和氫氣的混和物，在鋁、鋅、銅催化劑作用下生成甲醇、合成氨等。但是一次性投資高，維修費(fèi)昂貴。另一種是狄塞爾雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)。國(guó)外該項(xiàng)技術(shù)廠商較多， 如 GE、 Solar 等，國(guó)內(nèi)撫順礦務(wù)局老虎臺(tái)礦采用的是 KGZ— 3C 型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電設(shè)備。出于安全考慮，用于燃?xì)廨啓C(jī)的煤層氣中甲烷濃度應(yīng)在 40%以上。但它運(yùn)行熱效率低，需要對(duì)鍋爐用水的軟化處理，鍋爐房較大的土建工程加大了土建投資。隨著技 術(shù)發(fā)展，也出現(xiàn)專(zhuān)門(mén)用于煤層氣發(fā)電的煤層氣發(fā)電機(jī)組。煤層氣作為民用燃料，和煤炭比較具有熱值高、污染少，節(jié)能效果顯著，對(duì)居住環(huán)境改善較明顯，社會(huì)效益、環(huán)境效益好。目前國(guó)內(nèi)有七個(gè) CMM 回收項(xiàng)目在生產(chǎn)礦井開(kāi)展， 其中四個(gè)項(xiàng)目在伯朝拉盆地和一個(gè)在庫(kù)茲巴斯盆地，主要用來(lái)提供鍋爐燃料。 在波蘭，生產(chǎn)礦區(qū)內(nèi)約 10 個(gè)煤礦區(qū)煤層氣項(xiàng)目正在開(kāi)展。在德國(guó)，煤層氣工業(yè)集中于兩種煤層氣利用，一是煤炭開(kāi)采過(guò)程中的煤層氣，二是廢棄煤礦煤層氣。此外，位于 Appin 現(xiàn)場(chǎng)的 54 臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)采用礦井乏風(fēng)作為燃燒氣體， 以利用礦井乏風(fēng)中的甲烷氣體。2021 年以后，利用北美地區(qū)常規(guī)天然氣儲(chǔ)量和產(chǎn)量下降，供應(yīng)形勢(shì)日 趨緊張，天然氣價(jià)格日益上升給煤層氣帶來(lái)的機(jī)遇，在政府支持下，展開(kāi)對(duì)煤層氣系列技術(shù)研究。 4)燃燒 :對(duì)于采空區(qū)煤層氣，大多數(shù)情況下這種 煤層氣中甲烷含量和數(shù)量多變，是一種很難利用或無(wú)經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值的氣體，燃燒煤層氣是減少煤礦甲烷排放的一種經(jīng)濟(jì)可行的辦法。煤礦區(qū)煤層氣的利用途徑主要有 :l)民用 :將開(kāi)采的煤層氣經(jīng)加壓后輸入天然氣管道，然后輸 向全國(guó)各地。在鼓勵(lì)方面，出臺(tái)了一系列優(yōu)惠政 策，例如銷(xiāo)售煤層氣 (煤礦瓦斯 )增值稅先征后返、免征所得稅、加速抽采設(shè)備 折舊、煤層氣 (煤礦瓦斯 )利用財(cái)政補(bǔ)貼、鼓勵(lì)煤層氣 (煤礦瓦斯 )發(fā)電上網(wǎng)和 優(yōu)惠電價(jià)等優(yōu)惠政策。在制裁方面，對(duì)不符合安全生產(chǎn)、抽采不達(dá)標(biāo)的煤礦依法予以整頓關(guān)閉 。1993 年，井下抽放系統(tǒng)年抽采量達(dá) 億立方米，部分 地區(qū)開(kāi)始用于工業(yè)和民用取暖。俄羅斯和烏克蘭也正在 制定一些稅收優(yōu)惠政策和管理法規(guī)，鼓勵(lì)外國(guó)公司投資開(kāi)發(fā)本國(guó)的煤層氣資源。此外，煤層氣已經(jīng) 依據(jù)《石油和天然氣法》納入天然氣的定義和管理范疇， 從法律上擴(kuò)展了天然氣的定義。政府設(shè)置了煤炭開(kāi)采前必須將煤層瓦斯含量降低到 3 立方米 /噸以下的規(guī)則，一方面 完全保證了煤炭開(kāi)發(fā)的安全，另一方面通過(guò)“先采氣、后采煤”大大促進(jìn)了 煤層氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，很好地解決了煤層氣開(kāi)發(fā)和煤炭開(kāi)采之間的矛盾，煤炭企業(yè)對(duì)煤層氣開(kāi)發(fā)保持一種歡迎和支持的態(tài)度。另外，也有學(xué)者認(rèn)為加拿大煤層氣礦權(quán)管理模式和資料共享制度為其煤層氣產(chǎn)業(yè)在技術(shù)成熟后的快速發(fā)展提供了保證條件。到了 2021 年，煤層氣生產(chǎn)井已達(dá) 2900 多口，年產(chǎn)量達(dá)到 億立方米，截止到 2021 年底，加拿大煤層氣產(chǎn)量為 70 億立方米，煤層氣的 發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新階段。關(guān)于稅收補(bǔ)貼方面，美國(guó)《能源意外獲利法》第 29 條規(guī)定，非常規(guī)能源開(kāi)發(fā)用單位產(chǎn)量的所得稅補(bǔ)貼值形式表示，補(bǔ)貼值隨產(chǎn)量 變化而變化，補(bǔ)貼率隨通貨膨脹指數(shù)進(jìn)行調(diào)整，使企業(yè)從中獲得巨大經(jīng)濟(jì)收益 。在環(huán)境政策上，美國(guó)強(qiáng)制性要求采煤企業(yè)在采煤過(guò)程中必須達(dá)到一定抽采率，核準(zhǔn)甲烷排放量 。從 1983 年到 2021 年，美國(guó)煤層氣年產(chǎn)量從 億立方米猛增至 590 億立方米，如圖 2— 3 所示。本論文主要以煤礦區(qū)煤層氣為研究對(duì)象，針對(duì)采煤過(guò)程中煤礦區(qū)煤層氣利用問(wèn)題進(jìn)行研究 煤礦區(qū)煤層氣開(kāi)發(fā)利用策略綜述 全球煤層氣資源豐富，根據(jù)國(guó)際能源署 (IEA)的統(tǒng)計(jì)資料，全球煤層氣資源 量可能超過(guò) 260 萬(wàn)億立方米。 煤層氣（ CBM） 未開(kāi)發(fā)煤層氣（ VCBM） 煤礦區(qū)煤層氣（ CMM） 抽 放 煤 層 氣（ CMMd） 廢氣礦井煤層氣（ AMM） 風(fēng)排煤層氣（ VAM） 煤礦區(qū)煤層氣利用技術(shù)綜合評(píng)價(jià) 16 煤礦區(qū)煤層氣的特征 : (l) 煤礦生產(chǎn)中是一種有害氣體，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)造成巨大威脅 。 學(xué)者們關(guān)于煤層氣的分類(lèi)方式大同小異，在本論文研究中，筆者采用寧成浩學(xué)者關(guān)于煤層氣的分類(lèi)方式。其中，未開(kāi)發(fā)煤層氣 (VCBM)與采煤過(guò)程沒(méi)有聯(lián)系，常與石油工業(yè)聯(lián)系，以地面 鉆井抽放為主 。在煤礦實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，出于安全與能源利用的考慮，必須對(duì)煤礦瓦斯抽采或者強(qiáng)制通風(fēng)排放，因 此 CMM 又可以分為煤礦抽采瓦斯 (Coal Mine Methane drained，簡(jiǎn) 寫(xiě) CMMd)和煤礦風(fēng)排瓦斯 (Ventilation Mine Methane，簡(jiǎn) 寫(xiě) VMM)，如表所示。 寧成浩 (2021)按照煤層氣采收 方式的不同，將煤層氣分為兩大類(lèi)，即煤層甲烷氣 (Coal Bed Methane，簡(jiǎn) 稱(chēng) CBM，也稱(chēng)地面煤層氣 )和煤礦瓦斯 (Coal Mine Methane，簡(jiǎn)稱(chēng) CMM，也稱(chēng)煤礦煤層氣 )。為更清晰了解本文研究對(duì)象，本論文研究在開(kāi)篇將煤層氣涵義進(jìn)行界定，以便更好地討論煤礦區(qū)煤層氣相關(guān)問(wèn)題 煤層氣涵義和分類(lèi) 根據(jù) 1994 年版《中國(guó)小百科 全書(shū)》 [9]中有關(guān)煤成氣定義可知，煤成氣可分為兩個(gè)大類(lèi)，即煤生氣和煤層氣。 2. 對(duì)煤礦區(qū)煤層氣利用進(jìn)行系統(tǒng)分析， 展開(kāi)對(duì)煤礦區(qū)煤層氣利用技術(shù)評(píng)價(jià)關(guān)注點(diǎn)進(jìn)行探索，重點(diǎn)分析了煤礦區(qū)煤層氣利用技術(shù)特征 。無(wú)論從資源還是借鑒國(guó)外煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，我國(guó)煤層氣都有形成新型產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)實(shí)潛力。 先后施工了 287口評(píng)價(jià)測(cè)試井和采氣試驗(yàn)井 并通過(guò)國(guó)家“ 六五 ” 、 “ 七五 ” 、 “ 八五 ” 、 “ 九五 ” 、 “ 十五 ”煤層氣攻關(guān)項(xiàng)目及國(guó)家 “ 973” 煤層氣項(xiàng) 目， 基本掌握了煤層氣的賦存分布規(guī)律、資源評(píng)價(jià) 技術(shù)、儲(chǔ)層測(cè)試及數(shù)值模擬技術(shù)， 初步建立了煤層 氣資源數(shù)據(jù)庫(kù)， 嘗試了不同的開(kāi)采技術(shù)方法。② 瓦斯抽放裝備方面 ： 成功研制了專(zhuān)用系 列全液壓鉆機(jī)及定向鉆進(jìn)鉆具、瓦斯抽放系統(tǒng)安全裝置、抽放系統(tǒng)及泵站監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。 另外 ， 美國(guó)的一些經(jīng)營(yíng)公司借鑒常規(guī)煤層氣開(kāi) 發(fā)理論和技術(shù)， 在礦區(qū)內(nèi)嘗試進(jìn)行采動(dòng)區(qū)瓦斯綜合 開(kāi)發(fā)試驗(yàn)， 并取得了極大的成功 ， 美國(guó)共有 33 個(gè) 煤礦建立了瓦斯抽排系統(tǒng)， 進(jìn)行 井上、井下采動(dòng)區(qū) 瓦斯開(kāi)發(fā)。 地面煤層氣的開(kāi)發(fā)是從 20 世紀(jì) 70—80 年代的 國(guó)際能源危機(jī)開(kāi)始得到重視的。美國(guó)和澳大利亞廣泛采用孔底馬達(dá)式的潛孔定向鉆機(jī)， 鉆孔深度可達(dá) 1800 m， 鉆 孔速度快， 定向性能好 ， 但主要適用于較堅(jiān)硬煤層； 日本主要使用旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)， T OP 型旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)鉆進(jìn) 能力達(dá) 1000m 以上 ， 但遇軟煤帶時(shí)需用套管加 固。如美國(guó)主要利用水平鉆孔、采空區(qū)鉆孔等對(duì)前進(jìn)式工作面實(shí)施邊采邊抽措施抽取煤礦生產(chǎn)區(qū)的瓦斯； 澳大利亞悉尼 煤田廣泛利用井下水平鉆孔、斜交鉆孔和地面采空區(qū)鉆孔抽取生產(chǎn)礦區(qū)的煤層氣。晉城藍(lán)焰公司相繼哎沁水盆地開(kāi)發(fā)煤層氣井100 余口，累積煤田的煤層氣產(chǎn)量達(dá) 20 萬(wàn)。從賦存深度來(lái)看，這對(duì)于煤層氣資源的商業(yè)開(kāi)發(fā)是較為有利的。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 7 (3) 國(guó)家有必要緊一步嚴(yán)格環(huán)保法規(guī)，盡快建立甲烷減排基金，出臺(tái)甲烷減 排補(bǔ)貼政策和排放標(biāo)準(zhǔn)罰款制度，從而促進(jìn)和鼓勵(lì)企業(yè)開(kāi)發(fā)和利用煤層氣 (4) 對(duì)于天然氣、煤層氣管網(wǎng)輸送方面，國(guó)家可以考慮實(shí)行協(xié)商的第三方管 網(wǎng)準(zhǔn)入制度。 (5) 統(tǒng)籌考慮輸氣管網(wǎng)建設(shè)等 以羅東坤教授為首的一些專(zhuān)家依托中歐能源環(huán)境項(xiàng)目也對(duì)我國(guó)煤層氣產(chǎn)業(yè)規(guī)制的改革做出了一些探索性的研究。 (2) 對(duì)煤炭生產(chǎn)企業(yè)推行 “ 押金返還制度 ” 以及制定優(yōu)惠的稅收減免政策等 優(yōu)惠政策。目前，地方一些政府管理部門(mén)壓價(jià)，煤層氣價(jià)格違背了國(guó)家為鼓勵(lì)煤層氣資源開(kāi)發(fā)，以國(guó)辦通 (1997)8 號(hào)文件皮膚 “ 煤層氣價(jià)格按市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)原則，由供需雙方協(xié)商確 定”的精神，導(dǎo)師市場(chǎng)的不公平，所以國(guó)家應(yīng)該采取相應(yīng)從措施保證煤層氣價(jià)格按市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)原則，由供需雙方協(xié)商確定，政府不限價(jià)；對(duì)于整個(gè)煤層氣行業(yè)的進(jìn)入規(guī)制，該書(shū)認(rèn)為由于煤層氣資源的勘探開(kāi)發(fā)具有高風(fēng)險(xiǎn)，高投入且回報(bào)期周期長(zhǎng)的特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)民營(yíng)企業(yè)、集體企業(yè)甚至國(guó)有企業(yè)尚不具備承擔(dān)如此風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)力，煤層氣產(chǎn)業(yè)的進(jìn)入門(mén)檻比較高。 對(duì)于我國(guó)整個(gè)煤層氣產(chǎn)業(yè)規(guī)制研究的整體研究比較全面的首推中聯(lián)煤層氣有限責(zé)任公司。建議國(guó)家吸取小煤礦亂開(kāi)濫采、破壞資源、危害安全和環(huán)境的教訓(xùn)，加緊制定保護(hù)煤層氣資源和加強(qiáng)煤層氣產(chǎn)業(yè)監(jiān)管的法律法規(guī)，依法加強(qiáng)督察和監(jiān)督，協(xié)調(diào)解決煤炭企業(yè)與煤層氣企業(yè)的礦權(quán)設(shè)置 問(wèn)題，規(guī)范煤層氣開(kāi)發(fā)活動(dòng)，保障煤層氣產(chǎn)業(yè)的持續(xù)、健康、有序發(fā)展。中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)科學(xué)研究院的劉洪林、李景明等人認(rèn)為國(guó)家應(yīng)該進(jìn)一步規(guī)范煤層氣開(kāi)發(fā)和煤炭開(kāi)采的法律關(guān)系，處 理好煤層氣開(kāi)發(fā)與煤炭生產(chǎn)具有的特殊關(guān)系，制定有利于兩者協(xié)調(diào)發(fā)展的法規(guī)。要在煤層氣 (煤礦瓦斯 )發(fā)電上網(wǎng)、化工、民用等方面出臺(tái)一些硬性規(guī)定，比如規(guī)定煤層氣 (煤礦瓦斯 )發(fā)電量占總發(fā)電量的最低比例及適當(dāng)提高煤層氣上網(wǎng)電價(jià)等，引導(dǎo)市場(chǎng)對(duì)煤層氣 (煤礦瓦斯 )的需求，重視培育長(zhǎng)期和潛在的煤層氣消費(fèi)市場(chǎng)，以需求和消費(fèi)促進(jìn) 煤層氣產(chǎn)業(yè)上游的發(fā)展。 (2) 加大國(guó)家對(duì)煤層氣科技攻關(guān)以及勘探開(kāi)發(fā)的投入，引導(dǎo)社會(huì)和企業(yè)的廣 泛參與。從 20 世紀(jì) 80 年代開(kāi)始，我國(guó)積極引進(jìn)美國(guó)的煤層氣勘探和開(kāi)發(fā)技術(shù)，并進(jìn)行了大面積的試驗(yàn)，但是效果不明顯。 1998 年澳大利亞煤層氣產(chǎn)量只有 0． 56 ，而到 2021 年底就達(dá)到 18 ，現(xiàn)已進(jìn)入商業(yè)化開(kāi)發(fā)階段。據(jù)估計(jì)，加拿大 17 個(gè)盆地和含煤區(qū)煤層氣資源量為 (17． 9～76) ，其中，阿爾伯達(dá)省是加拿大最主要的煤層氣資源區(qū)。 20 世紀(jì) 90 年代初，英國(guó)政府和企業(yè) 認(rèn)識(shí)到煤層氣是一種重要的資源，從此，煤層氣產(chǎn)業(yè)得到了重視。澳大利亞是目前除美國(guó)之外煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展最成功的國(guó)家，產(chǎn)業(yè)政策比較健全。他們對(duì)煤層氣產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，煤層氣產(chǎn)業(yè)的進(jìn)入規(guī)制、價(jià)格規(guī)制，相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)政策等都做出了相應(yīng)的研究。構(gòu)建一個(gè)合理的煤層氣產(chǎn)業(yè)管理體系將會(huì)對(duì)煤層氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到推波助瀾的作用，是推動(dòng)我國(guó)煤層氣產(chǎn)業(yè)走向成熟的必要手段。 能源結(jié)構(gòu)不合理是節(jié)能減排的阻力之一，我國(guó)目前以煤炭為主體的能源消費(fèi)格局，使得能源利用效率難以達(dá)到較高水平，污染物的排放難以減少。此外開(kāi)發(fā)利用煤層氣資源對(duì)避免煤礦安全事故具有重要意義。因此，我國(guó)的煤層氣開(kāi)發(fā)還有非常大的前景。prehensiveevaluation 目 錄 1 緒 論 ........................................................................................................... 1 選題背景 .................................................................................................... 1 2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ............................................................................................ 3 國(guó)外煤層氣開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀 ................................................................................. 3 國(guó)內(nèi)煤層氣開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀 ................................................................................. 4 國(guó)內(nèi)外技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r ................................................................................. 8 ................................................................................... 8 ................................................................................... 9 3 研究意義 .......................................................................................................11 研究意義 ....................................................