2020 年 9 月 22 日，習(xí)近平主席在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上提出：“中國的二氧化碳排放力爭于 2030 年前達(dá)到峰值，努力爭取 2060 年前實(shí)現(xiàn)碳中和”。我國能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中，產(chǎn)生碳排放的化石能源（煤炭、石油、天然氣等）占能源消耗總量的 84%。在我國以煤炭為主導(dǎo)的能源結(jié)構(gòu)背景下，要實(shí)現(xiàn)2060 年碳中和的目標(biāo)，除了要大幅發(fā)展可再生能源外，還需要大力推進(jìn)化石能源清潔高效利用。 

當(dāng)前，煤炭行業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革持續(xù)推進(jìn)，國內(nèi)綠色煤炭資源量逐年減少，廢棄礦井?dāng)?shù)量日益增多。袁亮院士認(rèn)為，開發(fā)利用好廢棄礦井資源是構(gòu)建清潔低碳、安全高效能源體系的重要戰(zhàn)略部署，同時是踐行“雙碳”目標(biāo)的重要舉措。山西省作為悠久歷史的產(chǎn)煤大省，現(xiàn)存數(shù)量眾多的煤礦采空區(qū)（廢棄礦井）。

由于觀念、技術(shù)、資金等多方面原因，廢棄礦井中蘊(yùn)藏的巨量煤層氣資源長期沒有得到開發(fā)，任其自由逸散至地表，不但造成了巨大的資源浪費(fèi)，加劇了溫室效應(yīng)，也給礦區(qū)人民生命財產(chǎn)安全帶來了隱患。因此，對煤礦采空區(qū)（廢棄礦井）煤層氣資源進(jìn)行開發(fā)利用是提高資源綜合利用率，實(shí)現(xiàn)煤炭產(chǎn)業(yè)清潔安全低碳高效發(fā)展，促進(jìn)煤礦安全生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排的必由之路。

1   資源賦存情況

山西省作為產(chǎn)煤大省，經(jīng)過數(shù)十年的大規(guī)模開采，形成了約 4  027  m2的煤礦采空區(qū)，廢棄封閉的礦井中賦存著大量的煤層氣資源。2016 年，原山西省國土資源廳組織實(shí)施了煤礦采空區(qū)煤層氣資源調(diào)查評價，初步評價成果如下所述。 

1）總量可觀，相對集中。山西省有開發(fā)利用價值的采空區(qū)面積約 2 052 m2，預(yù)測殘余煤層氣資源量約726億 m3。其中，7 個瓦斯含量較高的礦區(qū)（西山礦區(qū)、陽泉礦區(qū)、武夏礦區(qū)、潞安礦區(qū)、晉城礦區(qū)、霍東礦區(qū)、離柳礦區(qū)）的采空區(qū)面積約 870 m2，預(yù)測煤層氣資源量 303 億 m3（表 1）。

2）點(diǎn)多面廣，情況復(fù)雜。一是由于歷史上山西省煤炭生產(chǎn)存在多、小、散、亂等特點(diǎn)，高峰時全省有煤礦 7 000 多座，煤礦生產(chǎn)形成自然廢棄（關(guān)閉）的礦區(qū)眾多；二是經(jīng)歷多年持續(xù)的煤礦秩序整頓，以及全省性的煤礦資源有償使用、煤炭企業(yè)兼并重組，在關(guān)閉小礦、資源枯竭礦的同時，形成了眾多政策性關(guān)閉礦（礦區(qū)）；三是部分資源枯竭或整合關(guān)閉礦井，采空區(qū)多積水，部分資料準(zhǔn)確性低，如不進(jìn)行較系統(tǒng)的積水探查和疏放，可能危及礦井安全生產(chǎn)。

3）礦業(yè)權(quán)交錯，邊界模糊。煤炭采空區(qū)多與已設(shè)煤炭、煤層氣礦業(yè)權(quán)重疊，采空區(qū)邊界模糊，同時部分煤炭礦業(yè)權(quán)變動、調(diào)整多，礦山地質(zhì)資料不完整，在設(shè)置采空區(qū)礦業(yè)權(quán)時存在一定難度。 

4）賦存特征大致可分為兩類：一類為回采率低、小煤窯整合礦區(qū)，另一類為回采率高的大礦采空區(qū)。評價結(jié)果顯示小窯整合礦區(qū)有一定的煤層氣資源，資源比較豐富。以山西省晉城礦區(qū)為例，晉能控股集團(tuán)有限公司現(xiàn)有的 62 個礦井中，超過1/3 是煤與瓦斯突出礦井，其采空區(qū)剩余煤層氣含量為 7  m3/t。

在未開采前，沁水煤田煤層氣井實(shí)測值一般大于 10  m3/t，煤田鉆孔甲烷濃度一般在80%以上。晉城礦區(qū)已施工10 口關(guān)閉煤礦地面井，其中7 口井成功產(chǎn)氣，每口井平均產(chǎn)氣量可達(dá)到2 000 m3/d，瓦斯?jié)舛燃s為 90%，初步顯現(xiàn)了晉城礦區(qū)關(guān)閉煤礦煤層氣（煤礦瓦斯）開發(fā)的潛力，對我國關(guān)閉煤礦煤層氣（煤礦瓦斯）開采利用具有重要的指導(dǎo)意義。

2   開發(fā)煤礦采空區(qū)（廢棄礦井）煤層氣資源的必要性和可行性

2.1   現(xiàn)有政策支撐

1）國家鼓勵煤炭和煤層氣資源綜合開發(fā)利用。為鼓勵我國煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展，國務(wù)院辦公廳、原國土資源部、財政部、商務(wù)部等先后出臺了《關(guān)于加快煤層氣（煤礦瓦斯）抽采利用的若干意見》（國辦發(fā)〔2006〕47 號）、《關(guān)于加強(qiáng)煤炭和煤層氣資源綜合勘查開采管理的通知》（國土資發(fā)〔2007〕96 號）、關(guān)于加快煤層氣抽采有關(guān)稅收政策問題的通知》（財稅〔2007〕16 號）、《關(guān)于進(jìn)一步擴(kuò)大煤層氣開采對外合作有關(guān)事項(xiàng)的通知》（商資函〔2007〕第 94 號）等鼓勵性文件，支持和鼓勵煤炭礦業(yè)權(quán)人綜合勘查開采煤層氣資源，促進(jìn)煤炭和煤層氣資源綜合開發(fā)利用。此外，還從煤層氣價格、費(fèi)用、財政補(bǔ)貼、稅收、利用等方面給予了政策支持，給煤層氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了良好的政策環(huán)境。

2）山西省政府規(guī)章明確要求充分利用本礦區(qū)內(nèi)（含采空區(qū)、廢棄礦井）的煤層氣資源。

2020 年 5 月 1日起實(shí)施的《山西省煤層氣勘查開采管理辦法》（山西省人民政府令第 273 號）第二十四條明確規(guī)定：“煤炭企業(yè)應(yīng)當(dāng)按照要求合理安排煤炭生產(chǎn)和煤層氣（煤礦瓦斯）抽采布局和時序，充分利用本礦區(qū)內(nèi)（含采空區(qū)、廢棄礦井）煤層氣資源”。

2.2   具備安全和環(huán)保效益 

煤層氣的主要成分是甲烷，甲烷的溫室效應(yīng)是 CO2 的 21 倍，對臭氧層的破壞程度是 CO2 的 7 倍。對煤層氣的開發(fā)和利用，還可以最大程度地減少因煤礦開采、排放甲烷氣體對大氣造成的污染。2016 年以來，因國家化解過剩產(chǎn)能，山西省政策性關(guān)閉煤礦 128 座。今后數(shù)年，伴隨著清潔能源體系建設(shè)與碳達(dá)峰進(jìn)程，將有一批煤礦陸續(xù)關(guān)閉，不可避免地形成一大批煤炭廢棄礦井。有效利用這些礦區(qū)剩余煤層氣資源，對于消除礦區(qū)安全隱患、增加清潔能源供應(yīng)、減少碳排放等均具有積極意義。

2.3   盤活廢棄礦區(qū)閑置資源 

引導(dǎo)煤礦廢棄礦井繼續(xù)抽采利用煤層氣，既能盤活礦區(qū)剩余煤層氣、建設(shè)用地等閑置資源，提高資源利用效率，也有助于延長企業(yè)存量資產(chǎn)（廠房、電力設(shè)施、道路等）利用時間，支持職工再就業(yè)，還可以激勵更多企業(yè)在煤炭生產(chǎn)過程中提前布局地面煤層氣、井下煤礦瓦斯抽采利用系統(tǒng)，提高“采煤采氣一

體化”水平。

2.4   國內(nèi)外已有類似成型經(jīng)驗(yàn) 

2010 年底，德國運(yùn)行的廢棄礦井瓦斯抽采利用項(xiàng)目不少于 36 個，大多數(shù)為瓦斯發(fā)電和熱電聯(lián)供，年抽采量達(dá)25 億 m3。2011 年，美國約有 38 個廢棄礦井實(shí)施了瓦斯地面抽采和利用，抽采利用總量約為 1.6 億m3。2014 年，英國廢棄礦井瓦斯涌出量約為0.9 億 m3，回收利用量約為 0.7 億 m3。近年來，山西燃?xì)饧瘓F(tuán)有限公司經(jīng)過不斷摸索實(shí)踐、項(xiàng)目攻關(guān)，初步形成了集資源評價、開發(fā)設(shè)計、鉆井施工、安全抽采、運(yùn)行管理、合理利用為一體的完整技術(shù)體系，已建成投運(yùn)采空區(qū)井22 口，平均日產(chǎn)氣量約 4.2 萬 m3，為山西省煤礦采空區(qū)（廢棄井）地面抽采利用煤層氣提供了經(jīng)驗(yàn)。

2.5   具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益 

在經(jīng)濟(jì)效益方面，與煤層氣地面抽采相比，采空區(qū)抽采在一些區(qū)域具有成本較低、見效較快、單井出氣量大等優(yōu)勢。據(jù)山西省能源部門公布數(shù)據(jù)，山西省煤礦瓦斯利用率不足 50%，直排現(xiàn)象禁而未絕（注：2007 年原環(huán)境保護(hù)部即明確“禁止甲烷濃度大于 30%的瓦斯直接排放”）。以 2020 年山西省每年煤礦瓦斯折純利用 60 億 m3推算，如能提高 2 個百分點(diǎn)，將可增加1.2 億 m3煤層氣供應(yīng)量，創(chuàng)造約 2 億元的直接經(jīng)濟(jì)效益。在社會效益方面，將采空區(qū)（廢棄礦井）殘余的煤層氣資源“吃干榨凈”，既可增加清潔能源有效供給，還可減少采空區(qū)瓦斯沿裂縫向地表逸散給附近居民造成的安全隱患，是進(jìn)行采空區(qū)綜合治理、實(shí)現(xiàn)煤炭綠色安全發(fā)展的重要途徑。

3   開發(fā)利用存在的困難和問題

3.1   規(guī)模開發(fā)受礦業(yè)權(quán)設(shè)置制約，地質(zhì)資料相對較少 

目前山西省尚未設(shè)置煤礦采空區(qū)煤層氣礦業(yè)權(quán)，如果開發(fā)企業(yè)按照常規(guī)煤層氣審批流程辦理礦權(quán)，采空區(qū)（廢棄礦井）產(chǎn)氣量可能達(dá)不到儲量下限標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致無法取得采礦權(quán)；同時，眾多已經(jīng)關(guān)閉的小礦（礦區(qū)），以及部分由小礦整合而成的保留礦井，因歷史上礦山地質(zhì)機(jī)構(gòu)不健全，導(dǎo)致礦山地質(zhì)資料部分或者全部缺失，采空區(qū)界線、煤層氣（煤礦瓦斯）賦存及抽采利用情況等均不清楚。此外，可能還存在與煤炭礦業(yè)權(quán)人分擔(dān)礦山環(huán)境恢復(fù)治理等法定義務(wù)的問題，開發(fā)企業(yè)面臨較大的法律風(fēng)險和經(jīng)濟(jì)風(fēng)險。

3.2   點(diǎn)上利用已具備一定基礎(chǔ)，但面上展開仍處于起步階段 

雖然山西燃?xì)饧瘓F(tuán)有限公司在采空區(qū)抽采利用方面初步形成了技術(shù)體系，但在基礎(chǔ)理論研究、開發(fā)利用技術(shù)、安全保障措施等方面仍存在諸多不足，國內(nèi)也沒有相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，需要企業(yè)在實(shí)踐中進(jìn)一步制定完善。同時，開發(fā)企業(yè)通常很難獲取作業(yè)范圍內(nèi)煤礦采掘平面圖和井上下對照圖等關(guān)鍵基礎(chǔ)資料，

導(dǎo)致鉆井打到煤柱和積水區(qū)的概率較高，影響采空區(qū)（廢棄礦井）煤層氣的安全高效開發(fā)。

3.3   具備良好的資源環(huán)境效益，但經(jīng)濟(jì)投資收益較差 

與整裝煤層氣礦區(qū)的地面抽采相比，采空區(qū)抽采雖然穩(wěn)定持續(xù)抽采時間較短，但一些區(qū)域具有成本較低、見效較快、單井出氣量大等優(yōu)勢；同時，對于有效消除瓦斯溢出等礦山災(zāi)害具有積極作用。但總體上看，采空區(qū)在空間上一般比較分散，資源豐度偏低，采用煤層氣移動式發(fā)電站/壓縮或液化等利用模式，成

本相對較高，影響抽采企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和開發(fā)利用積極性。

4   政策建議

4.1  分情況設(shè)置礦業(yè)權(quán)，解決轉(zhuǎn)采問題 

對煤礦采空區(qū)（廢棄礦井）的煤層氣資源開發(fā)利用設(shè)置礦業(yè)權(quán)時，可采取以下兩種方式。 

1）以邀請招標(biāo)的形式公開出讓探礦權(quán)。根據(jù)煤炭采空區(qū)煤層氣資源調(diào)查評價結(jié)果，優(yōu)選部分區(qū)域，向具備條件的煤炭/煤層氣抽采企業(yè)發(fā)出邀請，通過綜合評標(biāo)后確定實(shí)施企業(yè)，并允許其通過試采實(shí)現(xiàn)資源利用，提交探明儲量的，可轉(zhuǎn)為采礦權(quán)。此種方式的缺點(diǎn)是具備采空區(qū)抽采煤層氣能力的企業(yè)不多，難以形成有效競爭；優(yōu)點(diǎn)是后期運(yùn)行及投融資、就地轉(zhuǎn)化等更易實(shí)施。

2）沿用省地勘基金項(xiàng)目的運(yùn)作方式。即在煤礦采空區(qū)（廢棄礦井）區(qū)域，以設(shè)置政府持有的煤層氣探礦權(quán)+允許報告口開采的形式，來勘查評價、利用煤礦采空區(qū)（廢棄礦井）的煤層氣資源。此種方式的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)置探礦權(quán)時較為方便（可由主管部門事業(yè)單位代政府持有礦業(yè)權(quán)），缺點(diǎn)是需要注入財政資金進(jìn)行調(diào)查評價，在審批轉(zhuǎn)采時存在問題（抽采主體應(yīng)為營利法人）。近年來，中國地質(zhì)調(diào)查局將部分國家項(xiàng)目施工成型的油氣井就近交由地方國有企業(yè)使用的辦法，可供借鑒。

4.2  出臺相關(guān)優(yōu)惠政策，鼓勵繼續(xù)抽采煤層氣 

1）對在煤礦采空區(qū)（廢棄礦井）出讓煤層氣探礦權(quán)，免收礦業(yè)權(quán)使用費(fèi)。原國土資源部關(guān)于印發(fā)《關(guān)于東北地區(qū)老工業(yè)基地土地和礦產(chǎn)資源若干政策措施》的通知（國土資發(fā)〔2005〕91 號）明確，“凡進(jìn)入三次采油的和利用煤田廢舊井巷工程開采煤層氣的，采礦權(quán)使用費(fèi)可以免繳”?；诖?，建議出臺相關(guān)政

策，爭取對煤礦采空區(qū)（廢棄礦井）煤層氣礦業(yè)權(quán)實(shí)行減免礦業(yè)權(quán)使用費(fèi)等優(yōu)惠政策。

2）創(chuàng)新獎補(bǔ)政策，鼓勵企業(yè)持續(xù)利用。煤礦采空區(qū)（廢棄礦井）殘余煤層氣資源稟賦、開采技術(shù)和綜

合成本都無法與整裝氣田相比，實(shí)現(xiàn)對其充分利用的難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于整裝氣田的地面直接抽采，需要在獎補(bǔ)政策上進(jìn)一步扶持。建議在現(xiàn)有煤層氣獎補(bǔ)政策的基礎(chǔ)上，可按照“分級補(bǔ)貼”原則，采取“濃度越低、補(bǔ)貼越高”的方式對實(shí)施企業(yè)進(jìn)行追加補(bǔ)貼。既能激勵更多企業(yè)在煤炭生產(chǎn)過程中提前布局煤層氣（煤礦瓦斯）抽采利用系統(tǒng)，又能促使企業(yè)充分利用煤礦采空區(qū)（廢棄礦井）煤層氣資源，做到對殘余煤層氣資源“可用即用、能用必用”。

3）由政府牽頭，組織有關(guān)單位加大研究力度，適時出臺一批統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范、技術(shù)指南，指導(dǎo)高瓦斯煤礦在煤炭生產(chǎn)閉坑后，繼續(xù)運(yùn)營瓦斯抽采系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)采空區(qū)煤層氣資源持續(xù)利用。在煤炭礦業(yè)權(quán)自有礦業(yè)權(quán)范圍內(nèi)，鼓勵地面抽采企業(yè)與煤炭企業(yè)在本礦區(qū)內(nèi)合作抽采利用煤層氣，促進(jìn)煤礦采空區(qū)煤層氣資源

安全高效利用。 

4）支持煤層氣移動式發(fā)電站項(xiàng)目建設(shè)。鼓勵企業(yè)自用或就近供給礦區(qū)居民/企業(yè)使用。同時基于廢棄礦井通常配套高壓供電線路的實(shí)際情況，積極推廣集裝箱式煤層氣移動電站直接發(fā)電上網(wǎng)的利用模式。

4.3  加強(qiáng)監(jiān)督檢查，保障安全生產(chǎn) 

在廢棄礦井區(qū)域進(jìn)行煤層氣抽采利用，安全生產(chǎn)要求更高。政府部門應(yīng)加大監(jiān)督檢查力度，保障安全生產(chǎn)，同時要求在煤層氣勘查開采過程中，礦業(yè)權(quán)人不得恢復(fù)煤炭生產(chǎn)（含道路、井場施工等工程出煤），違者將依法實(shí)施處罰。