关闭/废弃煤矿甲烷排放研究现状及减排对策
梁运培1
李左媛1
朱拴成2
陈强1
王鑫1
秦朝中1
1.重庆大学 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室, 重庆 400044;重庆大学 资源与安全学院, 重庆 4000442.重庆大学 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室, 重庆 400044;重庆大学 资源与安全学院, 重庆 400044;煤炭工业规划设计研究院有限公司, 北京 100120
摘要：全球正向低碳能源结构转型,加之煤矿资源枯竭、瓦斯灾害等问题,关闭/废弃煤矿数量快速增加.煤矿关闭退出后,采空区残存甲烷持续向地面逸散,成为温室气体重要排放源.针对关闭/废弃煤矿甲烷残存量、排放速率、减排措施等系列问题,通过大量文献调研、梳理,明确了国内外关闭/废弃煤矿数量及高瓦斯矿井分布,归纳总结了采空区残存甲烷来源及残存量的估算方法,并借鉴天然气成藏研究领域中甲烷地质渗漏理论与研究方法,分析了残存甲烷排放机制及监测手段,最后提出了残存甲烷减排对策及面临挑战.研究发现:我国山西、贵州、重庆、湖南、江西等地区存在大量关闭/废弃煤矿,且残余煤主要是具有强甲烷吸附力的无烟煤,导致矿井残存甲烷量大,成为重要甲烷排放源;关闭/废弃煤矿甲烷从残余煤中解吸释放至采空区,然后经由井口、采动裂隙等通道排放至大气;通过卫星遥感、通量室法、地球化学探针法、微气象技术等手段,可实现对煤矿甲烷排放的有效监测.基于甲烷排放预测模型预测,到 2050年关闭/废弃煤矿排放甲烷在煤炭开采释放甲烷总量中占比可能超过 20%,解决关闭/废弃矿井甲烷排放问题刻不容缓.为此,提出了抽采利用、原位爆燃发电、微生物降解甲烷、注水淹没、甲烷排放通道封堵等减排对策,综合考虑减排成本、甲烷排放持续时间、地下水污染等限制性因素,认为采用矿化修复方法封堵覆岩采动微裂隙,可低成本实现关闭/废弃煤矿甲烷减排目标.
关键词：甲烷减排关闭/废弃煤矿采动裂隙甲烷地质渗漏矿化修复温室效应
分类号：X752(矿业、冶金工业污染、废物处理与综合利用)
资助基金：国家自然科学基金(52104024)国家自然科学基金(52174166)国家重点研发计划(2022YFC3004705-5)
论文发表日期：2023-04-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：16( 1645-1660 )
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