為中國煤礦安全“號脈”--瓦斯功過任評說

為中國煤礦安全“號脈”--專家對45戶重點煤礦進行安全技術(shù)會診
瓦斯到底是什么東西，它是怎樣生成的？除了形成災(zāi)害外，瓦斯還有其它用途嗎？

瓦斯功過任評說

中外礦業(yè)史上，最慘痛的一次瓦斯爆炸事故發(fā)生在1960年5月9日山西大同老白洞煤礦，有682人罹難。這天13時45分，大地驟然抖動，該礦15號井噴出強烈的火焰和濃煙，威力不亞于13級臺風(fēng)。井口房屋及附屬建筑物在瞬間全部被摧垮。隨即16號井口也噴出濃煙。幸存者回憶說：“事故發(fā)生時，從井口噴出的火焰高達30多米，到了夜間，幾十里外都能看到……，大火一直燒了十多天?！?BR> 陜西銅川礦務(wù)局陳家山煤礦已兩次發(fā)生瓦斯爆炸。2001年4月6日瓦斯爆炸，38人死亡，震驚全國；2004年11月28日再次發(fā)生瓦斯爆炸，25人遇難。

瓦斯是古代植物遺骸在煤化過程中形成的
在地質(zhì)學(xué)上，瓦斯即煤成氣，是一種以甲烷為主的烴類干氣。這種甲烷干氣里有75％的碳、25％的氫，以及一些非烴類氣體，如氨氣、二氧化碳氣、一氧化碳氣和硫化氫氣等。瓦斯因甲烷的含量最多，所以比空氣輕0。6倍，是一種有毒氣體，也是一種易燃易爆氣體。瓦斯燃燒時熱量很高，1立方米的瓦斯能產(chǎn)生8500大卡熱量，比1千克標(biāo)準(zhǔn)煤的熱量還高。
從成因上看，瓦斯是煤和煤系地層形成過程中產(chǎn)生的天然氣體，它是古代植物遺骸在轉(zhuǎn)化成為煤的過程中形成的。即它是腐植質(zhì)在煤化變質(zhì)過程中的熱分解產(chǎn)物。隨著地層中植物遺骸的煤化變質(zhì)程度的高低不同，釋放出的瓦斯也越多。如形成1噸褐煤，約可釋放38～68立方米的瓦斯；從褐煤變?yōu)闊o煙煤的過程中，每噸煤約累計生成346～422立方米的瓦斯，每噸煙煤約生成300立方米的瓦斯。
煤化變質(zhì)過程中釋放出來的瓦斯，在漫長的地質(zhì)年代中，大部分逸散到大氣和周圍地層里去了。煤層埋藏淺或露出地表時，瓦斯更易飄逸。然而，也有一部分瓦斯以煤層本身作為儲藏所，以吸附或游離狀態(tài)存于煤層的也隙、縫隙、裂隙中。由于煤對甲烷的吸附能力比泥巖大70倍，因此煤田瓦斯量不可低估。一般每噸煤中含瓦斯量為6～30立方米。當(dāng)然，不同地區(qū)會因煤的牌號、煤層深度、溫度、壓力、裂隙的發(fā)育程度、頂?shù)装鍘r層的滲透差異而蘊藏不同數(shù)量的瓦斯。那些埋藏深、頂板封閉條件較好的煤層，平均每噸煤中?？捎舴e幾十立方米的瓦斯。這種煤層中的瓦斯如果驟然釋放出來，就會造成瓦斯突出或爆炸，釀成重大災(zāi)禍。

如果處理得當(dāng)，瓦斯可以變害為寶
瓦斯是一種高效的能源和化工原料，合理開發(fā)煤層中儲存的瓦斯，不僅可以消除瓦斯隱患，利于煤礦的安全生產(chǎn)，而且可為礦山增加收入，這是一舉兩得的好事。
目前，世界各工業(yè)國家在采煤的同時，都實行打鉆抽出瓦斯，將抽出的瓦斯用管道輸送出來加以利用，每年抽取量超過35億立方米，其中俄羅斯12。3億立方米，德國6。9億立方米，美國5億立方米，日本2。8億立方米，中國3億立方米。如果以生產(chǎn)1噸煤抽取瓦斯的量計算，日本每采1噸煤平均可抽取15。2立方米的瓦斯，法國7。4立方米，德國5。7立方米，而中國只有0。5立方米。從1981年以來，中國開始在撫順、焦作、鶴壁、陽泉等煤礦采煤之前先抽取瓦斯，用管道輸送到工廠和民用。
中國是世界上煤炭儲量多的國家之一，1990年探明的儲量中煙煤占70％，無煙煤占16％，褐煤占14％。按上述成氣標(biāo)準(zhǔn)，低限估算在煤的形成過程中所產(chǎn)生的天然氣，只要有2～3％被保存下來，那么中國的煤成氣資源量就可能達到27萬億立方米，甚至40萬億立方米。
煤層縫隙中的瓦斯一般儲量較小，大部分煤成氣在適當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件下運移到其它地層，如砂巖、石灰?guī)r中儲存，在適當(dāng)條件下，便聚集成氣藏，這種煤成氣儲量較大，往往形成有工業(yè)價值的氣田，形成6種天然氣之一（油型氣、煤成氣、生物成因氣、無機成因氣、水合物氣和深海水合物圈閉氣）。據(jù)統(tǒng)計，全世界已探明的天然氣儲量和大氣田中，絕大多數(shù)為煤成氣類型，且特大氣田的前5名都由煤成氣形成。
前蘇聯(lián)20世紀(jì)60年代發(fā)現(xiàn)西西伯利亞特大型氣田，可采儲量達到18萬億立方米，占前蘇聯(lián)天然氣可采儲量的70％，占世界天然氣可采儲量的22。7％，使前蘇聯(lián)20世紀(jì)80年代的天然氣儲量和產(chǎn)量比20世紀(jì)50年代中后期猛增數(shù)十倍。又如荷蘭東北部格羅寧根大氣田，目前已探明天然氣儲量超過2。2萬億立方米。該氣田發(fā)現(xiàn)后，使荷蘭天然氣產(chǎn)量增加486倍，從能源進口國一躍而為出口國。
我們在預(yù)防瓦斯災(zāi)害的同時，應(yīng)該重視瓦斯的開發(fā)與利用，將禍端變成福源，特別是在有煤和煤系地層地區(qū)，尋找天然氣田，具有特殊意義。