张 涛

(1.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆 400037；2.中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆 400037)

煤层气(瓦斯)是与煤炭相伴而生的非常规天然气，其主要成分为甲烷，是一种清洁高效的能源[1-2]，我国煤层气资源储量丰富，在煤层气抽采过程中或多或少会混入空气导致煤层气中甲烷浓度有高有低，因其甲烷浓度不同，利用方式也有差异[3-6]。到2017年，我国浓度(甲烷体积分数)在30%以上的煤层气,抽采量占总量的近一半，主要用于工业和民用，利用率达到60%；其余的均为浓度30%以下的低浓度煤层气，抽采量也占近一半，主要用于发电，利用率不到30%；特别是浓度为10%以下的煤层气因为甲烷含量太少而难以利用[1]，未被利用的低浓度煤层气基本被直排进入大气，不仅造成资源浪费，还加剧了温室效应。

近年来，随着以中煤科工集团重庆研究院有限公司为首的一些企业开发的低浓度瓦斯蓄热氧化井筒加热工艺，成功解决了低浓度煤层气利用难这一问题。该工艺利用煤矿井下抽采的低浓度瓦斯和乏风瓦斯为原料，经过蓄热氧化装置和热交换装置将甲烷释放的热量取出，用以代替燃煤热风炉加热井筒和工业站场建筑物供暖等[7-9]。由于煤矿在不同时间、不同环境温度下井筒加热和建筑物供暖用能需求不同，为避免造成热能浪费，需要在满足不同热能需求的基础上，摸清系统热能调节的规律并加以控制，从而达到更好的经济性。本文以阳煤五矿小南庄低浓度煤层气蓄热氧化井筒加热项目为例，开展热能调控试验研究，最终实现井筒加热和站场供暖的系统调控。……