贵州省煤矿设计研究院贵州贵阳550025
摘要:瓦斯是矿井的五大灾害之一，治理瓦斯是矿井安全生产的重要保证，一般而言，煤矿主要通过抽采和风排方式治理瓦斯，在我国，每年都有80%以上矿井通过风排方式直接将瓦斯排放到大气中，有的矿井抽采瓦斯，但由于瓦斯浓度低、抽采量较小，也直接将抽采的瓦斯排放到空气中，不仅浪费了清洁能源，还对环境造成了污染。研究表明，煤矿瓦斯直接排放到大气中，不仅影响大气环境，还造成温室效应。本文阐述瓦斯利用的潜力及其经济性分析，以瓦斯利用提升矿井安全效益和环保效益。希望通过本文的研究分析，能够为该行业的发展提供一些参考的价值。
关键词:通风瓦斯；利用潜力；经济分析
1煤矿瓦斯利用潜力
全球变暖的现象日益严重的今天，人们都在想办法去阻止全球变暖，保护我们共同生活的地球，1997年在日本京都通过的《京都议定书》，呼吁各国开展空气污染防治方面的技术合作，减少二氧化碳等温室气体的排放量。其中，做好煤炭瓦斯回收利用，可以帮助全球应对大气污染、温室效应等问题。综合利用瓦斯，节能减排，提高经济效益，已经成为当前国内外的共识。尤其是煤炭资源作为全球三大能源之一，做好煤矿瓦斯的综合利用，有助于煤炭行业走更加积极健康的生态发展之路。从当前全球瓦斯的技术利用看，主要是围绕节能减排生态效益和供热供电经济效益两个重点开展，由于不同国家技术水平的差异性，导致实现瓦斯综合利用的程度不一、回收成本也不同。当前瓦斯利用领域的技术研究已经证明，积极的瓦斯应用技术可以实现经济收益、生态受益和社会效益的有机统一。
据资料显示，中国在一年当中通过乏风排入到大气中的甲烷是在170亿m3左右，假使将这些瓦斯进行利用，则每年节约的能源的数量将是巨大的，假使每年的减排量是2亿t的话，按照碳的减排价格是10欧元/t计算，则在减排二氧化碳的过程中获得的CDM收益就是240亿度/a，可见这样的环保效应是十分可观的。
2煤矿瓦斯利用技术方案
我国煤矿区甲烷排放主要来自两部分,一部分来自于矿井通风瓦斯排放，另一部分来自于未利用而直接排空的抽采瓦斯。
当前，煤矿瓦斯综合利用的方式主要是民用、工业瓦斯锅炉、吸附提纯（生产LNG或CNG）、瓦斯发电、氧化销毁和供热等。各利用技术特点如表1所示
3瓦斯利用项目经济性分析
3.1CDM对项目经济性影响
CDM是《京都议定书》中引入的灵活履约机制之一。对发达国家而言，CDM提供了一种灵活的履约机制；而对于发展中国家,通过CDM项目可以获得部分资金援助和先进技术。据资料显示，减排收益在三种通风瓦斯利用方案总收益中所占比例见图1。
从上图可以看出,对于氧化销毁方案，其收益来自项目开发成CDM后的减排收益；对于氧化供热方案，其收益来自两部分，一部分是回收通风瓦斯反应热供暖的收益，另一部分是减排收益；对于发电方案，其收益也来自两部分，一部分是通风瓦斯氧化发电的收益，一部分是减排收益。
3.2瓦斯利用对矿井经济性影响
贵州水城矿业股份有限公司汪家寨煤矿生产能力为270万t/a，矿井通风量为200m3/s，回风井中瓦斯平均瓦斯浓度为0.25%，年抽采瓦斯量为4500万m3，其中瓦斯浓度4～30%占70%，瓦斯浓度大于30%占30%，从氧化销毁、瓦斯发电和民用三个利用方向分别计算其经济效益。
3.2.1氧化销毁方案
风排瓦斯量为200×60×60×24×365×0.25%=1576.8万m3/a，氧化销毁方案收益的主要来源是减排收益，按减排瓦斯0.15元/m3进行补助，则减排收益未1576.8×0.15元=236.5万元
3.2.2瓦斯发电方案
矿井年可利用瓦斯发电的瓦斯量为4500×70%=3150万m3/a，瓦斯发电方案收益的主要来源是减排收益和售电收益，按1m3瓦斯可发3度电计算，年发电量为9450万度电，按0.25元的上网电价计算，售电收入为2362.5万元，减排收益为3150×0.15元=472.5万元。
3.2.3瓦斯民用方案
矿井年可作为民用瓦斯量为4500×30%=1350万m3/a，瓦斯民用方案收益的主要来源是减排收益和售气收益，按1m3瓦斯售价0.4元计算，售气收入为540万元，减排收益为1350×0.15元=202.5万元。
通过计算，如果从氧化销毁、瓦斯发电和民用方面考虑其利用方式，不考虑瓦斯利用设备投资，该矿井瓦斯利用年收入为3814万元，这些收入可作为矿井安全费用的重要补充。
瓦斯浓度是影响项目经济性的一个重要指标，若通风瓦斯浓度升高，则在投资相同条件下，氧化设备销毁的甲烷量就增加、减排收益也会增大。从上述计算分析可得，瓦斯用于发电的经济效益比较高，用于民用的次之，用于氧化销毁的经济效益最低。
4结束语
我国煤矿瓦斯排放量极其巨大，煤炭作为我国重要基础能源，开采力度在未来会进一步扩大，瓦斯排放量也在逐步上升，瓦斯气源充足，瓦斯利用具有广阔的市场潜力。通过分析多种浓度瓦斯的综合利用技术，实现煤矿开采过程中瓦斯零排放，将在很大程度上减少温室气体的排放量，同时增加能源的利用效率，缓解能源紧张。另外，通过瓦斯综合利用，可实现“以利用促抽采、以抽采促安全”的煤矿良性、安全、循环发展。在CDM机制下，从瓦斯利用项目的经济性分析可以看出，瓦斯利用方案是可以实现的，也将为煤炭企业提供良好的收益。
参考文献
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