双碳目标下煤层气成能源转型新增长点，煤炭绿色开采有范本啦

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在“双碳”目标引领能源结构转型的今天，煤炭作为我国主体能源，其绿色高效开发成为亟待破解的重要课题。煤层气，作为煤炭开采过程中的伴生资源，曾长期被视为安全生产的“隐患”，如今在前沿科技的推动下，实现了与煤炭的协同开发，成为助力能源低碳转型的新增长点。2023年，由晋能控股集团和华新燃气集团联合共建的煤与煤层气共采实验室正式建设运行，聚焦核心技术攻关，斩获多项行业大奖，为我国煤与煤层气共采领域的发展注入了强劲动力，也为煤炭行业绿色转型提供了可复制、可推广的技术范本。

要理解煤与煤层气共采的重大意义，首先要厘清两者的“共生关系”。煤层气是赋存于煤层及围岩中的天然气，主要成分是甲烷，其温室效应是二氧化碳的21倍。在煤矿开采过程中，煤层气通常被称为瓦斯，但瓦斯实际上是指煤矿中各种有害气体的总称。若直接排放不仅污染环境，还会成为煤矿安全生产的重大隐患——瓦斯爆炸、中毒等事故，曾是制约煤炭开采的“拦路虎”。而传统开采模式中，煤炭与煤层气开采相互割裂，要么只采煤炭、任由煤层气放空，要么单独开采煤层气、忽视煤炭资源的协同利用，既造成了资源浪费，也违背了绿色发展的理念。

随着“双碳”目标的深入推进，“变废为宝、协同高效”成为煤炭行业转型的核心方向，煤与煤层气共采技术应运而生。这项技术的核心逻辑是“先抽后采、采抽并举、以采促抽、以抽保采”。打破煤炭与煤层气开采的割裂壁垒，将原本的“安全隐患”转化为“清洁能源资源”，实现两种资源的同步开发、高效利用，达成安全、经济、环保的三重效益，这也是实验室建设的核心初衷。

作为山西省能源领域的重要科研平台，该实验室自2023年运行以来，便精准聚焦行业痛点，确立了三大核心研究方向，全面开展基础研究与核心技术攻关，构建起覆盖“理论-技术-装备-利用”的完整技术体系。其一，煤与煤层气共采理论与方法研究，为技术创新提供底层支撑。实验室科研团队深入研究煤层气赋存规律、煤储层改造机理，破解不同地质条件下共采过程中的层间干扰、压力协同等难题，为后续技术研发提供了科学依据，填补了部分领域的理论空白。

其二，煤层气抽采关键技术与装备研发，破解“抽不出、抽不净”的行业瓶颈。长期以来，我国煤层气抽采面临着碎软煤层成孔难、渗透率低、抽采效率不高等技术难题，尤其是在复杂地质条件下，抽采效果大打折扣。实验室针对这一痛点，联合两大集团的产业优势，研发适配不同煤层条件的抽采装备与工艺，优化钻进、压裂、抽采等核心环节，大幅提升了煤层气抽采效率与浓度，让更多赋存于煤层中的清洁能源得以被有效提取。例如，借鉴顶板分段压裂、顺煤层气动定向钻进等先进技术思路，实验室优化形成的抽采技术，可在碎软低渗煤层中实现高效成孔与抽采，显著提升抽采效果。

其三，煤层气安全集输与全浓度利用技术攻关，打通资源利用“最后一公里”。煤层气抽采后，如何实现安全输送、高效利用，是决定其产业化价值的重要因素。实验室研发的安全集输技术，通过优化管网设计、配备智能监测设备，有效防范了煤层气输送过程中的泄漏、爆炸等安全风险；同时，针对不同浓度的煤层气，研发适配的利用技术，实现“全浓度利用”——高浓度煤层气可直接并入天然气管网，用于居民用气、工业燃料；中低浓度煤层气可用于发电、供热，甚至转化为化工原料，彻底改变了以往中低浓度煤层气放空浪费的现状，实现了资源利用的最大化。

在众多技术成果中，“四区联动”井上下联合抽采模式的推广应用，成为实验室最具代表性的创新突破。所谓“四区联动”，是结合煤矿开采全周期，将采空区、生产区、准备区、未采区统筹规划，构建井上下立体联合抽采体系，针对不同区域的煤层条件与瓦斯赋存特点，采取“一区一策”的差异化抽采方案，实现煤层气抽采与煤炭开采的同步推进。这种模式打破了传统抽采模式的局限性，不仅大幅提升了煤层气抽采率，还从根源上降低了煤矿瓦斯安全隐患，同时减少了甲烷排放，为煤炭生产领域实现“双碳”目标提供了切实可行的路径。目前，该模式已在多个矿区广泛推广应用，成效显著，成为行业内共采技术的标杆。

硬核的技术攻关，换来的是沉甸甸的荣誉与认可。实验室成立不久，便凭借在煤与煤层气共采领域的重大技术突破，斩获山西省科学技术进步一等奖、中国煤炭工业协会科技进步一等奖两项重量级大奖。其中，山西省科学技术进步奖是山西省科技领域的最高奖项，经过多轮严格评审授予，彰显了实验室技术成果的科学性与实用性；中国煤炭工业协会科技进步一等奖则代表着行业内的最高认可，标志着实验室的技术水平已跻身全国前列。这些荣誉的背后，是科研团队的不懈坚守，更是两大共建集团“产学研用”深度融合的成果，印证了煤与煤层气共采技术的巨大价值与发展潜力。

煤与煤层气共采，不仅是一项技术创新，更是我国能源绿色转型的生动实践。作为煤炭大省，山西承担着能源保供与绿色转型的双重使命，该实验室的建设与运行，不仅推动了山西省煤与煤层气共采技术的升级，更为全国同类矿区提供了可借鉴的经验。随着技术的不断优化与推广，越来越多的煤层气将被转化为清洁能源，既减少了温室气体排放，又提升了煤炭资源的综合利用效率，为我国实现“双碳”目标、保障能源安全注入新的动力。

展望未来，该实验室将继续依托两大集团的产业优势，聚焦煤与煤层气共采领域的前沿难题，持续深化技术攻关，推动科研成果向产业转化，完善“理论-技术-装备-利用”的全链条体系。相信在科技创新的引领下，煤与煤层气共采技术将不断突破，让煤炭这一传统能源焕发新的生机，为我国能源结构转型、生态文明建设贡献更大的科技力量。