瓦斯变害为宝的科研困境

　　从去年10月至今年3月，河南大平、陕西陈家山、辽宁孙家湾、山西朔州等地连续发生特大恶性煤矿瓦斯事故，而由瓦斯爆炸引起的一般性矿难更层出不穷。

　　3月24日中午，湖南郴州市嘉禾县煤矿发生瓦斯爆炸，造成8人死亡。

　　3月30日下午，重庆武隆县河顺乡陈家沟煤矿发生瓦斯爆炸，4人当场死亡，5人受伤。

　　据有关方面的统计，中国瓦斯事故已占到煤矿事故的80％以上，造成的伤亡占到特大事故伤亡人数的90％。

　　频发的矿难已成为最受社会瞩目的话题之一，而矿难又多是瓦斯“惹的祸”。

　　“祸首”瓦斯价值巨大

　　中国著名的矿井瓦斯防治专家、中国矿业大学教授周世宁院士长期在瓦斯灾害严重的矿井中从事瓦斯防治，多次参加特大恶性煤矿事故的调查工作，为中国减少瓦斯灾害做出了重大贡献。他认为，瓦斯灾害是可以解决的，将瓦斯变成清洁能源是防止煤矿重大事故的良策。

　　周世宁介绍说，中国95％以上的煤矿都是地下开采，瓦斯爆炸是其中最常见的事故。中国煤田瓦斯含量普遍较高，目前全国共有高瓦斯矿井约9000多处，占矿井总数的30％左右。

　　瓦斯爆炸是矿难的一大祸首，但与此同时，“祸首”瓦斯却又价值巨大。

　　据悉，瓦斯其实是吸附在煤层中的一种非常规天然气，又称为煤层气，其主要成分和天然气一样，均为甲烷（CH4），是一种非常洁净、高效、优质、安全的能源。

　　中国煤炭信息研究院煤层气信息中心主任孙庆刚说，中国陆上埋深的300米~2000米的煤层气资源量为31.46万亿立方米，相当于450亿吨标准煤或310亿吨石油。储量超过美国位列世界前三，在世界前12个国家的煤层气资源中占13％。

　　更重要的是，中国煤层气资源主要分布在中部、西部和东部地区，易于集中开发。其中，中部地区资源最丰富，约占总资源量的64％；西部次之，约占资源总量的25.4％；东部的沁水盆地和鄂尔多斯盆地煤层气资源也超过10万亿立方米。

　　“我国瓦斯产业一旦发展起来，会给相关产业带来巨大的商机。”煤炭科学研究院重庆分院瓦斯研究所所长文光才说，“瓦斯产业链涉及到一大批与瓦斯的开发及利用相关的产业，包括土建、环保、钻进机械（钻机）、瓦斯抽取及输送设备（真空泵及压缩机）、输送管道、监测监控设备、瓦斯发电设备、利用瓦斯生产化工原料的设备等。”

　　煤矿安全的科研困境

　　科研技术是煤层气发展中至关重要的问题。煤炭科学研究总院煤化工分院工程师杜铭华说，煤层气地质比天然气复杂，煤层渗透性不好、纯度不够、产量不稳定，都有待在科研技术上取得突破。

　　20世纪80年代末以来，国内外有关单位先后在沁水盆地、河东盆地、安徽两淮地区等矿区开展地面钻井勘探和开发煤层气的试验工作。中联煤层气公司副总经理冯三利说，煤层气开发的常规技术我们已经基本掌握。特别是“九五”、“十五”期间，煤层气攻关获得了一批丰硕的科研成果，培养了一批优秀的煤层气科技人才。通过攻关研究基本掌握了煤层气地质基础理论和勘探方法，特别是在煤层气有利地区优选、欠平衡钻井技术及储层改造方面都有所突破。

　　但是，我国煤层气开发起步晚，基础理论和技术上都无法与常规天然气相比。尤其是我国煤层气储层与美国相比普遍存在低压、低渗、低饱和的“三低”现象，从理论和技术方面都存在若干关键性难题。国家自然科学基金委员会的朱旺喜介绍说，2000年该基金委将“瓦斯”列入跨学部重点项目指南，但由于科研经费有限，仅中国矿业大学、煤炭科学研究总院重庆分院和东北大学获得资助，平均每个研究人员得到的经费很可怜。

　　与科研经费的窘迫相比，研究队伍的萎缩可能更令人担心。

　　各个煤矿企业普遍缺乏从事科技开发和推广的人才。周世宁院士指出，中国的瓦斯研究在关键技术上的攻关、已有成果的推广应用及成果转化等方面，还有诸多工作要做，而煤矿缺乏必要的人才是主要障碍之一。由于煤矿待遇不好，工作环境恶劣危险，人才流失严重。据介绍，铜川矿务局近十年就没有进一个学工程的大学生，矿上想选拔一个本科生当总工程师都找不到。

　　瓦斯变害为宝渐行渐近

　　近段时间，有关瓦斯治理的利好消息接连不断。

　　3月22日，在全国煤矿安全改造和瓦斯治理工作电视电话会议上，发改委主任马凯透露，2005年中央政府将安排煤矿安全改造资金30亿元。

　　3月26日，国家发改委下发《煤矿瓦斯治理经验五十条》，要求各地有效遏制煤矿瓦斯事故多发的势头。在这五十条经验中，第一条就是要对瓦斯治理实施高投入，要求按每吨煤15元提取瓦斯治理专项资金。

　　3月29日，科技部农村与社会发展司在北京组织召开了“十五”国家科技攻关计划“煤矿瓦斯治理技术集成与示范”项目可行性研究报告专家论证会。以周世宁院士为组长、张铁岗院士为副组长的项目论证专家组，一致同意将煤矿瓦斯灾害预防的基础性研究列入今年973计划重要支持方向。同时，要以预防为重点，突破瓦斯灾害预测和预警、瓦斯灾害防治和灾害的应急救援三大关键技术，形成准确快速实时的煤矿生产安全技术体系。

　　事实上，早在去年5月，由院士张铁岗带队的中国工程院的5位院士行程万里，详细考察了我国燃气能源的分布情况。考察结束后，他们得出的结论是，对于分散的燃气能源，利用往复式内燃发电机进行分布式发电是理想的解决方案。

　　张铁岗院士介绍，瓦斯发电的效益相当显著，在胜动集团的试验显示：如果是1立方米含量100％的瓦斯，可以发出3.2~3.3度电，如果是30％含量的1立方米瓦斯可以发出1度电。如果我国瓦斯抽放量达到42亿立方米并全部被利用，相当于增加570万吨标准煤，可缓解能源紧张局势，可增加产值15亿元以上；同时还可减排二氧化碳6750万吨，极大地减少大气污染，有利于净化空气。如果将这笔资金投入到煤矿安全设施设备改造以及技术研发升级中，则煤矿安全的现状将会极大地改善。