煤层气是一种由煤层生成并主要以吸附状态储集于煤层中的非常规天然气.docx
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煤层气是一种由煤层生成并主要以吸附状态储集于煤层中的非常规天然气
煤层气是一种由煤层生成并主要以吸附状态储集于煤层中的非常规天然气，它
的主要成分是甲烷，甲烷一般占95%～98%，故称之为煤层甲烷，在煤矿中又俗
称为瓦斯，它是近一、二十年来崛起的优质洁净新能源，逐渐从研究走向开发利
用阶段
[1]
。
我国煤层气资源极为丰富，据测算，其资源量约43万亿m3
，与天然气的资源量大约相等，依据迄今为止最完整的煤炭资源勘探成果和煤层含气量实测
资料，含气量4m3/t以上、埋深小于2000m的煤层气资源总量14.34万亿m3，其中：
含气量大于8m3/t的富甲烷煤层气资源量12.44万亿m3，含气量介于4～8m3/t之间的含甲烷的资源量1.90万亿m3；埋藏深度小于1500m的浅层的煤层气资源量9.26万亿m3，深度为1500～2000m的较深层煤层气资源量5.08万亿m3，且大部分分布于西
气东输管运沿线，开发利用前景巨大。
我国把煤层气作为一种独立的能源进行研究是从国家“六五”煤成气科技公
关项目开始的，经历“七五”、“八五”、“九五”等一系列国家重大科技项目，
直到现在。
相比美国，我国的煤层气勘探开发是明显落后的，真正意义上进行煤
层气的技术研究与开发实验是从20世纪80年代开始的，也就是从80年代开始，我
们开始积极引进美国的煤层气开采技术，进行勘探开发试验。
2006年，中国将煤
层气开发列入了“十一五”能源发展规划，并制定了具体的实施措施，煤层气产
业化发展迎来了利好的发展契机。
2007年，政府又相继出台了多项扶持政策，鼓
励煤层气的开发利用，使得我国煤层气产业迅速发展。
据相关文献，全国瓦斯抽
采47.35亿立方米，利用14.46亿立方米。
其中井下煤矿瓦斯抽采量44亿立方米，完
成规划目标的127%。
形成地面煤层气产能10亿立方米，是2006年的2倍。
地面煤
层气产量3.3亿立方米，比2006年增加1倍多。
2005～2007年，全国共钻井约1700
口，占历年累计钻井总数的85%。
截至2007年底，国内探明煤层气地质储量1340
亿立方米，煤层气年商业产量不足4亿立方米。
根据《煤层气（煤矿瓦斯）开发利
用“十一五”规划》，到2010年，预计新增煤层气探明地质储量3000亿立方米；
煤层气、煤矿瓦斯抽采量100亿立方米。
重点建设沁水盆地、鄂尔多斯盆地东源两
大煤层气产业化基地
[3]
。
目前，中国煤层气可采资源量约10万亿立方米，累计探明煤层气地质储量1023
亿立方米，可采储量约470亿立方米。
全国95%的煤层气资源分布在晋陕内蒙古、
新疆、冀豫皖和云贵川渝等四个含气区，其中晋陕内蒙古含气区煤层气资源量最
大，为17.25万亿立方米，占全国煤层气总资源量的50%左右
[4]2
在研究煤的物质组成和煤储层的物性方面,我国科研人员做了大量的工作。
张
维嘉根据野外和矿井观察统计、显微观测以及压汞、液氮吸附和实验室渗透率测
试三个层次的研究成果认为煤层中不同煤岩类型条带的空间分布特征是决定煤层
渗透性各向异性的一个重要因素
[14]
。
毕建军等人
[15]
经过研究也发现割理受煤岩组
成的影响，一般只发育的光亮煤分层中，极少延伸到暗淡煤分层。
在煤层气开采技术方面主要有四种方法，即常规垂直压裂、采动区地面井、
废弃矿井开发及井下瓦斯抽放。
常规垂直压裂是目前应用最为广泛的开采技术。
我国目前采用的煤层气压裂技术方法主要是在华北柳林等地区进行煤层气勘探开
发的基础上，针对厚煤层、煤层应力较顶、底板岩层低的特点总结出来的。
由于
煤层与普通油气藏的储层特点有较大的差别，煤岩是带有孔隙和割理的双重介质，
因而煤岩介质的微观结构和砂岩的结构差异较大，所以煤层压裂与普通的油气藏
不同。
我国打成第一口多分支煤层气水平井是中原油田钻井公司在山西成功完成
了国内第一口多分支煤层气水平井DNP02井的施工。
该井有1个主井眼，12个分支
井眼。
该井的施工是将水平钻井技术用于煤层气开发，为解决煤层抽放瓦斯的技
术难题开辟了一条全新的途径。
在煤层甲烷的吸附解吸方面，我国在上世纪90年代初以前，国内的煤层气吸
附研究主要是为煤矿安全生产服务，所采用的设备和方法以煤炭科学研究总院抚
顺分院研制的等温吸附仪为主。
取得的研究成果一方面应用于预测煤矿瓦斯突出
的危险性；另一方面也应用于煤和煤成气的勘探开发研究中。
戴金星等在80年代
建立煤成气理论以来，促进了中国煤层气的研究工作，也带动了煤岩吸附气体的
研究。
在当时的认识条件下，煤吸附研究的一个主要特点是采用干煤样进行实验，
曾涌现出一些重要研究成果。
刘志钧、钟玲文等讨论了煤级和吸附特征的关系。
钟玲文等研究碳含量为75%-93.4%的煤吸附量时发现，碳含量为87%左右时煤的
吸附量最低，并且碳含量超过93.4%后煤的吸附能力急剧下降。
徐龙君等在研究
煤在直流1200V作用下煤的吸附特征时发现，煤的吸附能力降低，其主要原因是
外加电场使煤的表面势能增加和煤体温度略有升高。
何学秋在研究交变电磁场对
煤吸附特性影响时认为，外加电磁场存在下改变了煤表面势能，从而使吸附量减
小，并发现电磁场对煤吸附性能的影响程度与气体的吸附能力成正比，突出危险
煤在外磁场作用下瓦斯放散速度和解吸速度高于非突出煤。
吴俊等的研究却表明，
煤的CH
4
吸附量与挥发分呈凹型曲线。
由此可见不同学者对煤吸附甲烷的相关结
论差别很大，表明煤结构极其复杂，影响的因素众多。
中国的煤层气勘探已经经历了几十年的历程。
中联煤层气有限责任公司（以下
简称中联公司）作为我国唯一一家计划单列国家级专业煤层气公司已经成立了十
三年。
在此期间，国内煤层气的勘探有了长足的发展，煤层气勘探登记区块一百
多个，煤层气探井千余口，正在运行的煤层气勘探项目几十个。
代表国家组织我第1章绪论
3
国的煤层气地面勘探与开发活动，并行使煤层气勘探开发对外经营权。
代表国家
引进外资开发煤层气，并在自营煤层气勘探开发试验方面取得重大突破。
与中国
石油天然气集团公司共同在沁水盆地南部550km
2
范围内发现了我国目前唯一已
证实的大型整装煤层气田，获得煤层气储量1000亿m
3
，打出了我国高煤级煤地区
第一批高产煤层气井。
多年来通过将来源于石油天然气工业的成熟技术与煤田地质勘探、煤层气地
面抽采等科研生产实践相结合，煤层气行业产生了一系列新的理论、方法和工艺，
而在中国的煤层气产业即将进入快速发展时期，技术创新更是煤层气产业发展的
源动力。
但煤层地质因素与石油地质因素差别较大，水力压裂已经在油气田的开
发中得到广泛应用，其理论研究已有丰富成果，但是对于煤层而言，其特殊的地
质构造和物理力学特性决定了现有的水力压裂受到了极大的约束。
特别是适合于
煤层气压裂液的研究等重要操作方面，该压裂液能够与煤层配伍、携砂能力强、
低伤害、高返排的特点以至最终形成贯通的裂隙网络过程的机理研究，对提高煤
层的渗透率和煤层瓦斯的开采效果更具有现实意义。
但迄今为止，从全国总的试验情况看，除沁水煤田产气量达到商业产气要求
外，绝大多数煤层气试井产量低、产量递减快，难以形成稳定的工业性气流。
其
主要原因
[6-11]
：
（1）我国煤层气储层的自身特性限制，即：
煤层气藏的渗透率低、吸附强、
开采浅层煤层气的原始压力不高、解吸速度慢，这就使得煤层气解吸及其在煤层
中的运移十分困难。
（2）适合于我国复杂地质条件下煤储层特征的储层评价技术和方法以及钻
井、完井、压裂和排采等核心技术不够完善。
（3）适合我国煤层气储层特性的煤层气开采理论和提高低渗透煤层气产量措
施不够完善，因为煤矿专家不完全熟悉天然气开采，天然气专家不完全熟悉煤层
气的开采（常规天然气主要是游离气，而煤层气是以甲烷为主的吸附气），外国专
家又不完全熟悉中国致密低渗透储层特征，目前我国关于煤层气的绝大部分基础
理论主要是从常规的天然气开采中引进的，不能完全适应我国煤层气的开采。
以上原因严重制约了我国煤层气资源的商业化大规模开采。
所以，油气专家
在对我国煤层气勘探开发的基础理论和技术手段上，都还需要做大量的工作。
成都理工大学博士学位论文
4
水力压裂改造技术是开采煤层气的一种有效的增产方法。
它应用于煤层气增
产的主要机理为：
通过高压驱动水流挤入煤中原有的和压裂后出现的裂缝内，扩
宽并伸展这些裂缝，进而在煤中产生更多的次生裂缝与裂隙，增加煤层的透气性。
通过对煤层进行水力压裂，可产生有较高导流能力的通道，有效地连通井筒和储
层，以促进排水降压，提高产气速度，这对低渗透煤层中开采煤层气尤为重要；
可消除钻井过程中泥浆液对煤层的伤害，这种地层伤害可急剧降低储层内部的压
降速度，使排水过程变得缓慢，影响煤层气的开采。
目前，水力压裂改造措施是国内外煤层气井增产的主要手段。
在美国14000
余口煤层气井中，有90%以上的煤层是通过水力压裂改造的，经压裂后的煤层，
其内部可出现众多延伸很远的裂缝，使得在井中抽气时井孔周围出现大面积的压
力下降，煤层受降压影响产生气体解吸的表面积增大，保证了煤层气能迅速并相
对持久地泄放，其产量较压裂前增加5～20倍，增采效果非常显著。
水力压裂改造
技术在我国也得到了很好的应用。
目前几乎所有产气量在1000m
3
/d以上的煤层气
井都经过压裂改造。
水力压裂改造措施发展比较早，有比较成熟的现场施工经验，而且技术成本
较低。
但这种技术在煤层气生产实践中也存在一些问题：
①由于煤层具有很强的
吸附能力，吸附压裂液后会引起煤层孔隙的堵塞和基质的膨胀，从而使割理孔隙
度及渗透率下降，且这种降低是不可逆的，因此，目前国内外在压裂改造技术中，
开始使用大量清水来代替交联压裂液，以预防其伤害，但其造缝效果受到一定的
影响；②由于煤岩易破碎，因此，在压裂施工中，由于压裂液的水力冲蚀作用及
与煤岩表面的剪切与磨损作用，煤岩破碎产生大量的煤粉及大小不一的煤屑，不
易分散于水或水基溶液，从而极易聚集起来阻塞压裂裂缝的前缘，改变裂缝的方
向，在裂缝前缘形成一个阻力屏障。
从目前使用范围来看，水力压裂技术适用于煤层比较坚硬的情况。
如要用于
较软的孔隙裂隙储层，必须对压裂液进行特殊处理。
由此看来，新型压裂材料的
研究是压裂技术的关键，是今后发展压裂改造技术的一个重要方面。
2、煤中多元气体驱替技术
注气增产法最初应用在石油和天然气的开采中，用来提高石油及天然气的采
出程度，被认为是一种具有发展前途的新技术。
美国Amoco公司目前正在将该方
法应用到低渗透煤层气田的开发中，以提高煤层气的开采效果。
该项技术在现场
试验中常用的注入气体为N
2
和CO
2
。
其主要机理是：
利用不同气体在煤层中的吸
附能力不同。
因此，国内外学者对多元气体在煤中的相互作用与替代机理进行了
大量的研究。
该技术有先注气后采气的间断性注气和边注边采的连续注气2种模式。
增产原
理为：
2种模式都提高了储层的原始压力，使得煤层气的渗流速度增大，衰减时间3
国的煤层气地面勘探与开发活动，并行使煤层气勘探开发对外经营权。
代表国家
引进外资开发煤层气，并在自营煤层气勘探开发试验方面取得重大突破。
与中国
石油天然气集团公司共同在沁水盆地南部550km
2
范围内发现了我国目前唯一已
证实的大型整装煤层气田，获得煤层气储量1000亿m
3
，打出了我国高煤级煤地区
第一批高产煤层气井。
多年来通过将来源于石油天然气工业的成熟技术与煤田地质勘探、煤层气地
面抽采等科研生产实践相结合，煤层气行业产生了一系列新的理论、方法和工艺，
而在中国的煤层气产业即将进入快速发展时期，技术创新更是煤层气产业发展的
源动力。
但煤层地质因素与石油地质因素差别较大，水力压裂已经在油气田的开
发中得到广泛应用，其理论研究已有丰富成果，但是对于煤层而言，其特殊的地
质构造和物理力学特性决定了现有的水力压裂受到了极大的约束。
特别是适合于
煤层气压裂液的研究等重要操作方面，该压裂液能够与煤层配伍、携砂能力强、
低伤害、高返排的特点以至最终形成贯通的裂隙网络过程的机理研究，对提高煤
层的渗透率和煤层瓦斯的开采效果更具有现实意义。
但迄今为止，从全国总的试验情况看，除沁水煤田产气量达到商业产气要求
外，绝大多数煤层气试井产量低、产量递减快，难以形成稳定的工业性气流。
其
主要原因
[6-11]
：
（1）我国煤层气储层的自身特性限制，即：
煤层气藏的渗透率低、吸附强、
开采浅层煤层气的原始压力不高、解吸速度慢，这就使得煤层气解吸及其在煤层
中的运移十分困难。
（2）适合于我国复杂地质条件下煤储层特征的储层评价技术和方法以及钻
井、完井、压裂和排采等核心技术不够完善。
（3）适合我国煤层气储层特性的煤层气开采理论和提高低渗透煤层气产量措
施不够完善，因为煤矿专家不完全熟悉天然气开采，天然气专家不完全熟悉煤层
气的开采（常规天然气主要是游离气，而煤层气是以甲烷为主的吸附气），外国专
家又不完全熟悉中国致密低渗透储层特征，目前我国关于煤层气的绝大部分基础
理论主要是从常规的天然气开采中引进的，不能完全适应我国煤层气的开采。
以上原因严重制约了我国煤层气资源的商业化大规模开采。
所以，油气专家
在对我国煤层气勘探开发的基础理论和技术手段上，都还需要做大量的工作。
1.2煤层气开采增产措施
[8]
目前国内外煤层气增产技术主要有：
水力压裂改造技术、煤中多元气体驱替
技术和定向羽状水平钻井技术。
1、水力压裂改造技术成都理工大学博士学位论文
6
在压裂过程中外来工作液的侵入势必对煤层储层造成伤害，煤层气压裂用压裂
液与油气田压裂液存在着差异，主要表现在
[13]
：
煤岩的表面积非常巨大，具有较
强的吸附能力，因此要求压裂液需同煤层及煤层流体完全配伍，不发生不良的吸
附和反应；煤层割理发育丰富，对压裂液清洁程度要求较高，除配液用水应符合
低渗层注入水水质要求外，压裂液在煤层滞留量少，以避免对煤层孔隙的堵塞；
由此在压裂改造过程中势必引起高注入压力、复杂的裂缝系统、砂堵、支撑剂
的嵌入、压裂液的返排及煤粉堵塞等问题。
1.4主要研究内容与思路
1.4.1研究内容
1）沁水盆地煤层孔隙结构特征
对煤样进行毛管压力曲线分析，得出了煤样的微观孔隙结构特征定量参数，
并对其孔隙结构分形研究，得出了该地区孔隙特征规律。
2）沁水盆地煤样力学特征及应力敏感性
对所取煤样进行声波时差测试，计算出煤样的杨氏模量E、泊松比、抗压强
度、剪切强度、粘聚力等力学特征，采用气测渗透率装置对煤样进行敏感性评价。
3）粘弹性表面活性剂性能评价
设计出适合于沁水盆地的粘弹性表面活性剂压裂液配方，评价其携砂性能、
破胶性能、滤失性能、对煤样的伤害性能及工程流变参数。
4）粘弹性表面活性剂的流变性能
采用英国马尔文高级流变仪测试了粘弹性表面活性剂体系的剪切稀释性、动
态流变性并对其结构流变参数进行拟合分析。
5）煤层压裂液用粘弹性表面活性剂的压裂分析
在研究沁水盆地煤层的力学特征基础上，根据粘弹性表面活性剂压裂液的性
能，采用FracproPT压裂软件对沁水盆地煤储层进行压裂分析。
1.4.2论文创新点及关键点
1）对沁水盆地煤储层进行压汞孔隙结构特征全面分析第1章绪论
5
延长，而注气引起煤层气渗流速度的增大，又造成了裂隙系统中煤层气分压下降
速度的加快，引起更多的吸附煤层气参与解吸。
解吸扩散速率增大，反过来又促
使煤层气渗流速度加快；当注气压力较大时，还可能在煤层内形成新的裂隙，使
渗透率增大，从而引起渗流速度增大；另外，由于煤是一种具有较高剩余表面自
由能的多孔介质，当煤的剩余表面自由能总量一定时，即煤层与混合气体达到吸
附平衡后，每一组分的吸附量都小于其在相同分压下单独吸附时的吸附量。
因此，
注气后，竞争吸附置换作用必然使一部分吸附的甲烷解吸扩散，从而引起扩散速
率和渗流速度的提高。
3、定向羽状水平钻井技术
定向羽状水平井是在常规水平井和分支井的基础上发展起来的，是指在一个
主水平井眼的两侧再钻出多个分支井眼作为泄气通道。
为了降低成本和满足不同
需要，有时在一个井场朝对称的3或4个方向各布一组水平井眼，有时还利用上下2
套分支同时开发2层煤层，该技术是美国CDX公司的专利技术。
该技术的增产原理为：
定向羽状水平井的分支井筒能够穿越较多的煤层裂缝
系统，最大限度地沟通裂隙通道，增加泄气面积和地层的渗透率，从而提高单井
产量。
理论与实践也证明，在煤层中钻水平井的产量可以达到直井的3～10倍，且
可大大减少常规钻井的井数，具有减少占地面积、节约管线等优点，从而提高经
济效益。
因此，钻定向羽状水平井开发煤层气具有很多有利条件。
水力压裂改造技术是目前开采煤层气的一种常用和有效的增产方法，它适合
比较坚硬的煤层，如要用于较软的孔隙裂隙储层，必须要对压裂液进行特殊处理。
1.3煤层气压裂存在的问题
煤层与常规油气储层有着本质的区别，煤层储层具有松软、割理发育、表面积
大、吸附性强、压力低等特性，煤岩层中压裂裂缝的产生主要受煤岩的岩石特性
的影响。
煤在形成过程中，由于各种地质因素的影响，煤体内含有大量裂隙，这
些裂隙按成因不同可分为原生裂隙以及次生裂隙。
煤岩的非均质性和各向异性突
出表现在，其组成成份在同一煤层中不同方向（纵向和横向）和不同深度上的差异，
以及在其生成过程中所形成的明显的层状构造和孔隙结构所体现出的差异
[11]
。
水力压裂是一个十分复杂的物理过程
[12]
。
由于水力压裂所产生的裂缝实际形
态难于直接观察，在煤层中压裂裂缝形状与常规油气藏有类似，但还有一些特殊
和复杂的裂缝形态，如塑性较大的煤层，压裂结果为近球状的泡穴；软硬变化频
繁的地层，压裂后形成边际形状凹凸不平的裂缝；软弱层方向为垂直条带的地层，
压裂结果为垂向延伸大于横向延伸的裂缝；以及上下围岩破裂强度低于煤层破裂
强度时，很难在煤层中成裂缝等。
2
近的气体以极大的速度向外冲击，不仅会造成大量的人员伤亡，而且会严
重破坏巷道和摧毁器材设施，扬起大量煤尘并使之参与爆炸，产生更大的
破坏力，另外，爆炸后生成大量的有害气体，造成人员中毒死亡。
当前我国煤矿瓦斯灾害特别严重，1996-1999年全国平均每年发生一
次死亡3人以上的重特大瓦斯事故340.5次，死亡2656人，分别占全国
煤矿3人以上重特大死亡事故次数和死亡人数的76.3％和79.5％。
2000
年后，瓦斯事故依然没有得到有效控制，还呈增长趋势。
2003年全国煤
矿因瓦斯事故死亡2061人，占当年煤矿的事故总死亡人数的32％；在一
次死亡3-9人的重大事故中，瓦斯事故共173起，死亡785人，分别占当
年3-9人重大事故起数和死亡人数的60.5％和62.5％；在一次死亡10人
以上的特大事故中，瓦斯事故共33起、死亡776人，分别占当年10人以
上特大事故起数和死亡人数的64.7％和73.1％。
2004年1-9月，瓦斯事故
造成的死亡人数达1119人，占同期煤矿事故总死亡人数的28.6％；尤其
是10月24日江南郑州煤业集团大平煤矿还发生了一起极其惨痛的特别重
大瓦斯爆炸事故，共造成48人死亡，建国以来，煤矿所发生的一次死亡
100人以上的特别重大事故，基本上都是瓦斯事故。
2004年11月28日，
陕西省铜川矿务局陈家山煤矿发生特别重大爆炸事故，死亡166人；2005
年2月14日，辽宁省阜新矿业集团海州立井发生特别重大瓦斯爆炸事故，
死亡214人。
2005年3月19日，山西朔州细水煤矿发生特大瓦斯爆炸事
故，死亡72人。
3月17日重庆奉节瓦斯爆炸，死亡19人。
3月14日黑
龙江七台河煤矿瓦斯爆炸，死亡18人。
山西交城香源沟煤矿发生瓦斯爆
炸，死亡28人。
2月15日，云南富源煤矿瓦斯爆炸，死亡27人。
3月
24日，湖南郴州市嘉禾县田心乡安塘山煤矿发生瓦斯爆炸，死亡8人。
2006年全国煤矿发生瓦斯事故327起，死亡1319人。
2008年8月18日，
辽宁法库柏家沟发生瓦斯爆炸，死亡25人。
2008年9月4日，辽宁阜新
清河门发生瓦斯爆炸，死亡23人。
因此，瓦斯灾害事故的有效防治是必
要的、严峻的。
1.1.2煤层气巨大的能源潜力
煤层气主要成分是甲烷，它是在煤的生成和煤的变质过程中伴生的气
体。
在成煤的过程中生成的瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期，纤维素和1
1绪论
煤层气是与煤炭伴生的一种非常规天然气，是重要的洁净能源和优质
的化工原料。
我国煤层气储量丰富，位居世界第二位
[1][2]
，其主要成分是
甲烷，一般约占95%，此外还包括乙烷、N
2
、CO
2
等物质。
煤岩体是天然
地质体的一部分，具有典型的多孔介质结构，煤层气以吸附、游离和溶解
三种状态赋存于煤孔隙中，煤层气的开采，对从根本上预防和解决煤矿瓦
斯事故，缓解我国油气资源的短缺状况，保护大气环境具有重要的意义
[3]
。
但由于我国煤层气具有高储低渗
[4]~[8]
的特点，煤层气的工业规模在国内
一直没有形成。
国内外众多学者对于增产煤层气的有效途径进行了大量的
研究
[9]~[19]
，取得了巨大的研究成果。
本文针对注热开采煤层气这一学术
界普遍认同的很有可能成为未来煤层气资源的实际开采方法，在众多学者
对煤层气开采的研究基础上，对注热开采煤层气机理和相关理论进行了研
究。
1.1本课题研究的实际意义
1.1.1煤层气对矿井的危害
煤矿生产中煤层释放出来的煤层气亦称为矿井瓦斯，瓦斯的积聚超
限、煤与瓦斯突出及瓦斯爆炸对煤矿安全生产构成巨大的威胁。
瓦斯积聚
超限
[20]
是指在正常生产条件下，瓦斯通过煤层孔隙裂隙向矿井巷道缓慢扩
散渗流，引起巷道风流中的瓦斯浓度达到或超过安全容许浓度的现象，如
果排除瓦斯的方法不得当，就会酿成瓦斯爆炸、瓦斯煤尘爆炸等事故，严
重威胁着矿井的安全和矿工的生命。
煤与瓦斯突出是指在压力作用下，破
碎的煤与瓦斯由煤体内突然向采掘空间大量喷出，是造成煤矿重大事故最
严重的灾害之一。
煤与瓦斯突出能摧毁井巷设施，破坏矿井通风系统，使
巷道内充满瓦斯和煤岩抛出物，造成人员窒息、煤流埋人，甚至还能引起
瓦斯爆炸与火灾事故，导致生产中断。
瓦斯爆炸是一种热-链式反应，是
一定浓度的甲烷和空气中的氧气在一定温度作用下产生的激烈氧化反应。
由于煤层甲烷在生产过程中超过安全浓度并达到爆炸界限，在引火源作用
下而导致的严重危害。
一旦发生瓦斯爆炸，会产生高温高压，促使爆源附3
有机质经厌氧菌的作用分解而成
[21]
。
甲烷通常是由水压支撑在煤层气中。
煤层气的主要组成部分（95％）是天然气。
因此，煤层气具有热值/每立方
米与天然气几乎一样，可与天然气混合运输。
煤层气就像天然气，相对便
宜，是清洁燃料。
中国的能源来源，以前主要由煤和石油构成，尤其高度依赖煤炭，已
经引起两大问题：
前所未有的环境污染和巨大的运输成本。
政府现正积极
谋求和促进清洁能源，如天然气，核能及水力能源的发展。
此外，多样化
的能源组合驱动中国致力于快速发展天然气和水电产业。
中国是一个石油
进口国，世界原油短缺使原油价格不断暴涨。
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