一、 前言
      在山西省，大规模高强度的煤炭开采带来了地表塌陷，地下水污染、植被破坏等问题。山西省每年煤炭产量在7亿吨左右。目前，全省煤炭采空面积已占全省面积的1/7，约5000平方公里。有关研究表明：而要恢复山西的生态环境，至少需要投入1000亿元。为此要实现煤炭绿色开采，推行资源与环境协调开发，便箭在弦上。
      由国家发改委能源研究所、美国能源基金会、世界自然基金会等单位联合发布的《煤炭的真实成本》指出，中国每使用一吨煤所带来的环境损失相当于150元人民币，主要包括空气污染、水污染、生态退化以及对人体健康的影响。认为“先污染后治理”给社会和公众造成的损害是惨痛的，所付出的代价比事前污染防治投资高10倍以上。
      山西省煤层气，全省含气面积达3.9万平方公里，2000米以浅的煤层气资源储量约10.39万亿立方米，约占全国同类煤层气总资源量的三分之一，几乎与整个美国的储量相当。山西省每年因采煤排放的煤层气多达60亿m³。但是，目前在煤层气开发领域，却存在着产业发展难，技术研发创新滞后的重大问题。煤层气的开发利用是我国的一个新兴产业，国内专门从事这方面研究的单位很少，山西省这方面建设更为薄弱。技术研发和技术创新滞后，已经成为制约煤层气产业发展的瓶颈和关键因素。从采矿和采气上说，同一煤田采煤与采气主体不一致也一直是煤层气产业发展的绊脚石。
      目前，许多煤炭开采企业将井下瓦斯大量向大气排放，既浪费了资源，又污染了环境。据有关资料表明，全球煤层气资源量可达260万亿m³，是常规天然气探明储量的2倍多。我国埋深2000米以浅的煤层气地质资源约为36万亿m³，与中国陆上已发现的天然气资源相当。我国2000-4000m范围的煤层气资源量约为50万亿m³，这部分埋藏较深的资源用现有技术开发成本较高，还难以利用。
      煤层气的主要成分是甲烷（瓦斯），其温室效应约为二氧化碳的21倍，对环境影响较大。
      据不完全的估计在2000m范围内，即在第二深度空间（500m-2000m）煤炭资源远景总储量可达5万亿吨（中国）。但深部煤炭开采存在的水、火、瓦斯、煤尘、顶底板、冲击地压等自然灾害严重制约着安全生产。随着我国煤矿向深部开采,灾害更加严重,治理技术越来越复杂,防治成本不断增加，需要研究新的开采技术来适应。
      目前我国煤层气开发领域的专用开采技术与设备缺乏，钻井、压裂、排采、集输等技术大多引用油井和天然气井的相关技术和标准，投资成本高，难以适应煤层气田大规模开发的需要，因此急需针对煤层气低成本的开发配套技术进行技术攻关，找到适合煤层气低成本开发的工艺技术，实现煤层气低成本高效益开采。我国煤层气藏具有低压、低饱和、低渗透、非均质性强和高煤阶气的特点，决定了开采煤层气的难度加大，需要采取一些新的方式或增产措施，需要适合中国特点的技术，装备和工程经验。另外，煤矿瓦斯治理和利用等方面的技术研究和创新进展也较缓慢。
      在世界上，煤矿瓦斯事故时有发生，还没有从根本上得到遏止。
      因此，我们研究开发了煤层气与煤绿色开采新技术。 希望该技术，能为"气化山西"，提供有力支撑。
     二、内容：
      煤层气与煤绿色开采新技术，也可叫“封闭式煤层气与煤共采新技术”的主要内容是指：修建封闭建筑屋将煤矿井口封闭，不对通风系统（包括井下瓦斯抽采、监控系统）其进行设计、施工、安装，工作人员经过出入仓配带空气呼吸器下井作业，产生的瓦斯在井口直接取得，生产的煤通过漏斗溜出、或把煤制成水煤浆通过管道流出。该新技术，省去了通风这一“关键”性环节，随之带来的问题是，井下人员吸不到足够的新鲜空气怎么办？井下有毒气体和粉尘得不到冲淡或排除怎么办？瓦斯浓度超标怎么办？这些看似很大的问题，只是井下工作人员配备呼吸器就不用在乎这些问题了；井下作业时，工作人员通过呼吸器获得足够的新鲜空气，井下有毒气体和粉尘不再会对人体造成危害，井下没有空气，也就不会产生一氧化碳，对于瓦斯超标问题，只要瓦斯的浓度不小于30%就可保证安全，如果矿井不通风，井下瓦斯浓度就远远大于16%（可达90%左右），氧气浓度也远小于12%（约0.2%左右），在此状态下，不但瓦斯爆炸的基本条件不能满足，而且还形成了瓦斯浓度越高越加安全，越加有利于瓦斯综合利用等有利条件。
      该新技术从根本上说，是将传统的利用通风改变井下大环境的作业方式，转换为工作人员配备空气呼吸器进行个体防护的一种新型方式。这样便在煤矿井下形成两种相对独立的空间环境，一种是煤与瓦斯空间，煤为固体，瓦斯为气体，一切设备存在于瓦斯空间中；另一种是人体和空气呼吸器及其管道空间，人体和呼吸器瓶壳及通气管壁为固体，管道内空间和呼吸器瓶内为气体。两种空间一般不发生交融，只在人体移动时，呼出的气体才排到瓦斯空间，在人体相对固定时，呼出的气体通过输出管排到地面。
     三、具体分析：
      对比相关资料分析
      在《高瓦斯煤层开采的新思路及待研究的主要问题》【1】一文提出了解决高瓦斯煤层开采的新思路：在一个密闭的空间中实现瓦斯与煤同采，使采煤工作在一个即能密封又能开放的空间中进行；当工作面出现故障、必须停采处理时，打开工作面上下巷道的风门，恢复通风。
该文具体提到需要对以下六大主要问题进行深入的研究：
      1）煤与瓦斯共采系统的技术经济适用条件。
      2）煤与瓦斯共采系统的采区巷道布置。
      3）煤与瓦斯同采工作面上、下风巷中的柔性气动快速密闭和气幕密封装置。
      4）密封空间中合理的负压值及气压控制和抽瓦斯系统。
      5）密封空间中工作人员的呼吸、供氧、通讯、自救和救护系统的设计与制造。
      6）工作面工况检测系统和人员健康动态检测系统。
      该文所描述的是一种工作面的不通风煤矿开采，而非整座煤矿，并且还得在一个即能密封又能开放的空间中进行。这种研究最早在上世纪60年代前苏联顿巴斯煤矿就有人做过实验，在我国也有人具体研究过，但都未能成功。我认为未能成功的主要原因是，安全问题依然存在，并未从根本上革除，依然存在稀释瓦斯，并没有从根本上隔阻瓦斯和空气；依然还得修建回风井筒、回风道、风桥、风墙等设施，相应的设备及器具，如掘进、供热、电器防爆、安全监控等，及其安装工程的投资也无法得到大量节约，其优越性非常有限，或者说更加复杂化了。
      对于《21世纪前期我国煤炭工业研究新领域探讨》【2】一文所提：在高瓦斯煤层可研究基于‘保持空气中瓦斯含量在爆炸上限以上’的防止瓦斯灾害机理的防止瓦斯灾害技术；即研究在高瓦斯煤层开采中，停止通风稀释瓦斯，让工作人员自带氧气，象潜水员一样潜入高瓦斯含量的气体中工作。它既可以防止瓦斯爆炸和燃烧，又可将高瓦斯含量的气体，人为控制将其排到地面，进行分离瓦斯，作为“煤层气”的一种开采方法。为实现这一技术，以下问题必须研究：
      1）研究确定绝对不发生爆炸和燃烧的瓦斯体积分数上限的最低值；
      2）不同体积分数瓦斯对人体皮肤的作用，它是是工作人员防护服设计的基础和依据；
      3）携带氧气瓶的氧气量可供工作人员使用的时间，以及氧气瓶的快速更换方法；
      4）不通风区域，即通过瓦斯爆炸上限体积分数的区域与正常空气段之间的“过度段”的结构和装置研究，以及安全通过“过渡段”的工艺和技术研究；
      5）不通风条件下采煤（同时采瓦斯）的开拓、开采方法及设备的研究；
      6）瓦斯排出量与含高体积分数瓦斯气体排出系统研究。高体积分数瓦斯气体排到地面的排出量与瓦斯排放量间关系、平衡的控制和检测系统的研究与研制开发；
      7）对高瓦斯含量气体，瓦斯与其它气体的分离技术、工艺流程及设备的研制；
      8）对不通风区超过瓦斯爆炸上限气体的安全检测、报警与控制系统的研究，特别是高瓦斯含量传感器的研制；
      9）井下工作人员在工作地区局部降温技术和设施的研制和为人体降温设施的研究和应用（降温背心已有成品）；
      10）不通风稀释瓦斯条件下矿山救护队的结构、任务、工作服及装备的研制；
      11）其它有关技术和工艺问题的研究。
      我们分析，它依然是“为解决高瓦斯矿井防止瓦斯灾害提出的新思路”， 是一种即能封闭又能开放的采煤，只是是工作面的不通风，限定于工作面空间，而对于整座煤矿（除封闭的工作面外）依然是开发的，是通风的，通风设施依然的修建，井下依然有空气（氧气）存在，其强调的是“不通风区域”或“停止通风”。再说，井下工作人员配备氧气瓶作业，是很不科学的，一来氧气还得制取，使用成本高，也不方便，二来氧气有助燃作用，氧气瓶系统一当在瓦斯空间泄漏，后果比较严重。
      在开放的煤矿中，必然存在空气和瓦斯的接触和对流，会产生“过渡段”，出现以上必须研究的问题；而在整个封闭的煤矿中，地面空气和井下瓦斯，被修建的封闭建筑屋隔开，没有“过渡段”， 无需研究这些难以解决、影响其可行性的问题。
      封闭式无通风煤矿开采，和以上两文所述的高瓦斯煤层开采的新思路相比具有很大的优越性和显著的进步，如：
      1、不存在必须研究的技术问题，也是最根本的问题；
      2、煤层气可在井口直接利用，无需进行抽放和分离瓦斯，瓦斯浓度极高并全部被利用；
      3、更安全，更可靠；
      4、煤炭及煤层气生产成本更低；
      5、不用设计、修建通风设施，生产和安全不受通风限制。
      6、井下设备无需防爆，井下无须安装瓦斯监控设施。
      此外，我们再从不同角度来分析。
      1、从煤层气地面开采角度分析，一般煤层气地面钻井的井筒直径为60CM左右，现在将其放大5倍；将其水平钻孔放大，放大成巷道；工作人员配备空气呼吸器在布设空气输送管道的巷道里面进行作业。从该角度看，井下空间瓦斯的浓度和现有的煤层气地面开采差不多在90%左右；封闭的煤矿井下，有地压存在，处于正压状态，不会有漏进空气的地方，否则煤层气地面开采的浓度不会有90%左右。
      2、从煤炭井工开采分析，在通风状态下，空气中氧浓度一般都大于12%；空气中瓦斯的浓度，在通风系统出现故障或瓦斯大量涌出的情况下也容易达到3%以上，在情况复杂的井下，要控制点燃源也比较难，所以难免出现瓦斯爆炸事件和火灾事故。而在不通风状态下，井口被出入仓等封闭，因井下没有空气来源，瓦斯浓度极高，要将井下气体中瓦斯的浓度不通过人为因素降到16%之下，几乎不可能；同时，要将氧气浓度升高到12%，也即空气要占到井下气体的60%以上，如不去通风，也根本不会发生。说到底，矿井不通风，因没有一定量氧气参与化学反应，也就不会有爆炸、火灾的产生，也就无须担心任何条件下所产生的火花。
      我们再做分析，首先在通风状态下，氧气条件是满足的，引起爆炸的其它两个条件，管理或预防稍有不慎，也容易满足。而在不通风状态下，氧气被封堵，瓦斯浓度远超过可暴浓度，爆炸的三条件，一条也不满足。其二，在通风状态下，引起爆炸的三条件，是一种动态下的，全由人为控制来实现安全，其中有很多不确定性因素；而在不通风状态下，是一种静态下的由环境形成的不满足，一般不会产生不确定性因素。其三，在通风状态下，在井下瓦斯解析量也不小的情况下，瓦斯从0.5%升高到3%以上，要相对容易。而在不通风状态下，空气被阻隔，要将瓦斯浓度从90%降到16%以下，却很难。其四，在通风状态下，井下瓦斯也在源源不断地涌出，空气和瓦斯的接触面积很大，就会产生很多瓦斯和空气的过度界面，瓦斯容易聚集。而在不通风状态下，空气和瓦斯的接触面积很小，几乎没有，即使在主要控制的井口有漏进空气的地方产生空气聚集，也难以达到临爆炸状态；即使产生“空气聚集”，如果同瓦斯聚集的比例一样都占气体的5%-16%，空气聚集体也是安全的。因为空气聚集的比例必须达到60%以上时，才有可能达到爆炸状态（瓦斯降到16%以下，有火源），也就是说此时爆炸的三条件才满足了一项，另一项也相对接近了些。
      3、我们再从正压空呼吸器分析，空呼吸器广泛应用于消防、化工、船舶、石油、冶炼、仓库、试验室、矿山、特殊行业等部门，供消防员、抢险救护人员或操作工人在浓烟、毒气、蒸汽或缺氧等各种环境下安全有效地进行灭火，抢险救灾和劳动作业。 一般产品配有视野广阔、明亮、气密良好的全面罩，供气装置配有体积较小、重量轻、性能稳定的供气阀；减压阀装置装有残气报警器，在规定的气瓶压力范围内，可向佩戴者发出声响信号，提醒使用人员，以便决定下一步行动。
      空气呼吸器的优点是：采用开放式结构，呼出气体直接排入大气（我们这里主要是瓦斯气体）环境，又由于供气流量大，佩戴者呼吸感觉比较舒畅；采用正压结构，面罩内压力始终大于外界大气压力，使外界有害气体无法侵入佩戴者的呼吸器官，使用安全系数高；可以反复充气使用，使用成本比较低。因此人们都喜欢选用正压式空气呼吸器。其缺点是：使用时间较短，一般为1-2小时左右。但是，当我们将空气通过管道送到井下、气瓶由专人运送更换、并在井下适当的位置设立备用气瓶或使用长管呼吸的话，使用时间较短的问题就可得到有效克服。
      采用该技术生产的煤矿，井下环境空间主要为瓦斯气体，而瓦斯一种无色、无味、无臭、无毒的气体，在标准状态下瓦斯的密度为0.716kg，瓦斯的渗透能力是空气的1.6倍，难溶于水。瓦斯在煤体或围岩中是以游离状态和吸着状态存在的，在井筒和巷道及采空区只以游离状态存在。井下空间气体的主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少部分的二氧化碳和氮（主要由人体呼出）、水气，少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢，以及微量的惰性气体，如氦和氩等。
     四、优越性：
      （一）从煤层气角度来看
      1、煤层气利用只需在井口直接取得即可，煤层气生产成本大大降低。
      2、产生重要的副产品工程煤。
      3、井网数量少，无需排水或压裂，对地层伤害小。
      4、维护简单，无报废。
      5、可有效开采2000-4000m范围的煤层气资源。
      （二）从煤炭角度来看
      1、开采和破碎煤炭时瓦斯被有效分离，节约了煤层气抽采设备。
      2、瓦斯、煤尘爆炸的可能性几乎为零，不会发生火灾，同时防止了煤炭及设备、设施氧化，杜绝了煤炭在通风条件下的自燃现象，节约了消防设施。
      3、没有了通风设施、瓦斯治理设施及其能耗，减少了相关工作人员，节约了矿井建设投资，缩短了建设周期，节省了生产费用。
      4、无瓦斯直接向空中排放，减小了温室效应；有效利用了能源，保护了环境。
      5、有利于人体健康，不得尘肺病，井下人员不受有毒有害气体的损伤。
      6、井下环境为缺氧富瓦斯气状态，火花不会引起灾害，可更多考虑井下作业机械化、自动化、电气化、信息化、地面遥控化。可以完全解除机械碰撞和电器容易产生火花的束缚。
      7、突破以风定产限制，提高产量；有利于简化生产准备和程序，提高生产效率。
      8、突破“先抽后采”的限制，瓦斯突出危害大大缩小，不需瓦斯抽采，可考虑开采千米以下煤层，增大可采储煤比例。
      9、发生井下透水事故时，工作人员可借助于呼吸器潜水逃生；也有利于水下采煤。
      10、可开发新型电力运输系统，井下电力机车可通达任何地方，井下运输成本将被大大降低。（该电力运输系统，也可应用到地面，它和现在的电动汽车相比，具有动力强劲、可连续行驶、无人驾驶、安全、成本费用极低、车体设计可大可小等优点。该电力运输系统的开发、生产和销售，对提升山西省我国的国际竞争力和现代化制造水平，对交通拥堵、减小停车场面积、净化城市环境及提高人民生活水平，对地球、人类、环境可持续发展，对我国的能源及国防战略等，将产生非常重要的影响。它是能源交通运输领域的又一重大技术突破，是汽车的再发明）
      11、井下机电设施无需防爆，地面设备及器具可通用井下（需要有氧才能运行的除外）。
      12、通风井巷没了，留有的煤柱也就少了，煤炭可采比就升高了。
      13、井下不通风，顶板不风化、不氧化，采空区易管理，运进的材料和运出的矸石量大大减小，相应的井上占地面积也就减少了。
      14、有利于井下电焊，便于施工；井下采煤无需考虑通风限制，便于选择更合适的方法。
      15、有利于实现煤炭地下气化。
     五、针对一些问题的解决办法
      1、井下工作人员配备呼吸器，可能不便于作业。但在呼吸器上进行技术改进和在管理方式上进行创新，相对于传统的“一通三防”要简单易行很多。
      2、要在井口修建封闭建筑和“出入仓”等设施，使得人员物料等安全进出。传统的“出入仓”也可叫“换气仓”，可考虑用氮气作为过渡换气体来保证绝对安全，以避免空气和瓦斯在出入仓里的接触。关于新型“出入仓”的创想现已成熟，这里不再详述。
      3、控制井下气压稍大于地面大气压，气压调节可通过瓦斯储罐来保持井下气压稳定，使得井下气压始终处于正压状态，以防井下气压较低时，有漏洞处空气往封闭的瓦斯环境里钻，影响瓦斯纯度。也可以采用“局部抽放”来减小该局部气压，同时增大另一局部气压。
      4、井下工作人员配备呼吸器的空气来源可以通过管道送到井下，该管道应该使用两头有阀门的管子，以便于随意连接或拆除，防止管道里的空气和瓦斯混和。呼吸器气瓶（复合纤维瓶）中的压缩气体在井下用压缩机通过输气管阀门取得，气瓶由专人管理和运送，并在井下适当的位置设立输气管阀门或备用气瓶；气瓶可分大、中、小三个型号，一般中等气瓶由工作人员自带，小的气瓶随身备用，大的气瓶放置到机械设备上或特定地点，如运输车上、掘进机上、或绞车房等。井下工作人员也可通过长管和输气管阀门相连源源不断地取得呼吸空气；在长管的拖动上，可有多种方式，这里不再详述。工作人员可以随时用“Y”形接口转换空气的来源渠道，也就是说一会儿由大的气瓶供气，中长距离行走时由中等气瓶供气，另一会儿由长管供气。一般中等气瓶只有10公斤左右，工作人员行走时背负，到达相对固定的地点时，也可卸下放置旁边，只需有稍长的连接管即可，来减轻负荷。也可采取增加工作人员工资待遇和缩短工作时间等方式，来解决因背负呼吸器所加大的工作负荷。此外，还可采取地面遥控化来减少井下工作人员。
      5、井下还可设有蓄电池式救护车；还可修建充满新鲜空气的井下休息室、用餐室等，这些设施由输气管和输出管连通进行换气，人员等则经过出入仓进出。如果井下建设有输出管系统，那么井下工作人员使用长管呼吸的，也可将呼出的气体通过输出管系统排到地面，这样有利于提高瓦斯的纯度。
一般情况下，带呼吸器的工作人员呼出的气体约占瓦斯涌出量的3 %左右，呼出的气体比瓦斯重，往往同水一样聚集在低洼处，所以可能有必要在低洼积水处上方，安装一抽气管道，抽出后进行相应利用，也可通过输出管系统排到地面。
      现在井下抽放是在开放系统（通风）下进行的，因此降低了甲烷浓度(30--50％)，致使抽放的煤层气不能直接入网（西气东输），也限制了对甲烷含量要求较高领域的利用。
      6、井下可能出现高温怎么办？解决这个问题依然采取个体防护，也就是工作人员穿上冷却服即可；个体防护所用的冷源可在井下用电冰箱制备。井下没有氧气，也就减少了氧化产生的热量。机电设备散热，依然采用风扇等旧办法处理，瓦斯的比热容较空气大。
      7、空气管道如果发生泄漏不会引起爆炸吗？井下人员配备的呼吸器气瓶不是一个个爆炸源吗？对于第一个问题，井下空气管道是负压，只在阀门处才用压缩机取气，所以一般不会产生连续的漏气现象，再说空气管道供气量也较有限，只满足井下人员呼吸就够了。对于第二个问题，现用的复合纤维瓶和以前用的钢瓶不同，其安全性没有任何问题；即使复合纤维瓶及管道、阀门处等发生漏气，我们也应认识到空气在瓦斯环境中泄漏和瓦斯在空气环境中泄漏具有根本的不同，不同点在于爆炸比例约为空气占80%左右，瓦斯占16%以下；发生泄漏时只要该工作人员动一下就会使得少量的空气和周围大量的瓦斯混合；即使该工作人员不动，短时间内泄漏15升的空气，并且只和周围3升的瓦斯均匀混合，又有点火源引发爆炸，其能量和威力也非常有限，约相当于10克TNT炸药（双响炮）的威力，也不会引起其它连锁灾害，因此，这些都是不必担心的问题。
      8、呼吸器出现故障怎么办？首先呼吸器出现故障的可能性比通风系统出现故障的可能性要小的多（因结构和复杂程度不同），出现故障时其影响范围和产生的后果也不可同日而语；再说，一个人用的两个呼吸器同时出现故障的可能性很小，即使同时出现故障，还可报警由其他人进行互救，一般6分钟内进行抢救是有效的。而现用井工方式开采的煤矿井下，一旦发生窒息，很少有人敢去搭救；而带上呼吸器的工作人员，却个个同时也是救护队员。
      带空气呼吸器下井工作危险吗？我们不妨看看“休闲潜水运动”的情况。潜水其实并不属于危险运动。因为在国际体育组织公布的最危险运动排行榜上，潜水排在第43位，排在足球之后，60岁以上的人潜水也是安全的。从一定意义上讲，对于非专业人员确实有较高的危险性，因为人们大多对自己未知的事物感到恐惧，在下水之前不知道将要发生什么，因此潜在的危险性也就大大提高了。从另一角度讲，如果满足一个前提，休闲潜水就会变得十分安全，那就是通过良好而严格的训练，使自己具备较好的潜水技术以及成熟的性格和心态。个人休闲潜水运动的进入门槛有三种，一是身体素质，不能有重大疾病，当然中耳炎这样的小病患也是被绝对禁止的。二是虽然潜水不要求必须会游泳，但一般会游泳的参与者占绝大多数。三是需要一定的收入水平。另外，必须接受正规而系统的学习训练。
      9、实际上，煤层气与煤共采新技术，我们已经不止一次地做过实验了，当井下发生危难时我们的抗险救灾队员去井下搜救，就是实例。只不过井下发生危难时抗险救灾队员还得冒着瓦斯、煤尘爆炸的危险下井，而采用煤矿无通风开采的工作人员却无须冒二次灾害的危险；再说，现救护队员呼吸器的使用时间也相对较短，而采用煤矿无通风开采的工作人员，却由于输气管的设置和有备用呼吸器无需担心这些问题。
      10、按照《煤矿安全规程》规定，传统井下采掘工作面应实行独立通风，在同一采区内同一煤层布置采掘工作面不能过多，国家提倡一个采区一个回采工作面、两个掘进工作面的布置方式，采掘工作面过多势必增加通风管理的难度，容易造成瓦斯积聚等重大安全事故隐患。而煤层气与煤共采新技术，因无须考虑通风的瓶颈，可在同一采区内布置多个采掘工作面，只要运输能力达到要求，就可大大提高产量。又由于井下电力机车可通达任何地方，运输能力将得到很大加强，可以预计一个设计300万吨/年的传统矿井，采取无通风开采方法后就能很轻易地达到600万吨/年的生产能力。
      11、如果说“煤层气与煤共采新技术”主要是开采煤炭的话，对于“三下”（即：村庄下、水库下、铁路下）等不许开采煤炭的煤层，我们就只能开采煤层气和一定的工程煤了。其开采方法有：1、放射状钻孔式。2、“非”字型钻孔式（或叫鱼刺型）。
      12、由于不用通风，井下气压可大于一个大气压，以减小地压和工作空间压差，减少冲击地压灾害和钻孔卡转及孔洞塌陷堵气。
      13、有人说，这样的井下工作人员就像是航天员在太空一样；我想，理解其可行性，能这样去想，但它们之间的区别却是很大的，井下环境比太空环境要好很多，井下环境并非真空，且无宇宙辐射影响，也不是失重状态，再说太空离地面较远，而井下却很近。
      14、为什么说，利用该技术有利于开采2000-4000m范围的煤层气开采呢？
由于工作人员采取了降温措施不怕高温，便可在2000m深的井底再建一个钻井平台，用现有的煤层气开采技术即可再向下开采2000m。
      15、为什么说，该技术有利于第二深度空间的煤炭与煤层气同采呢？
      我们分析：利用传统开采方式，在第二深度空间，由于煤炭埋藏较深、温度较高、地应力较大；瓦斯突出、煤炭自燃、火等灾害，相对容易产生。而采用此项技术开采，井下无氧气，人人有两套生命维护系统，无须过多考虑这些因素。对于水害，因工作人员可借助呼吸器潜水逃生，降低了水害后果，如果采用管道输煤，必要时可用该管道排水。对于顶底板、冲击地压灾害，通风系统没了，巷道少了，有人的顶底板面积就会减少，容易提高巷道支护强度；由于不用通风，井下局部气压可大于一个大气压，可减小该局部突出面和冲击面里外压差；此外，我们还可以采用房柱式采煤法开采，来保持顶板稳定，减少冲击地压灾害。
     六、投入产出的简单分析
      以某矿年产300万吨生产能力的矿井建设投资估算，传统生产方式估算的项目静态投资为8亿元。
       投资（亿元） 合计
       矿建工程 土建工程 设备及器具 安装工程 其它 
      传统生产 2.7 0.15 2.5 0.8 1.65 8
      新型生产 1.8 0.1 1.8 0.5 1.5 5.7

矿建工程主要节约通风、回风井筒、回风道、风桥、风墙、采区通风井巷等投资；土建工程主要节约通风及供热工程投资；设备及器具主要节约通风、掘进、供热、电器防爆、安全监控等投资；相应的安装工程和其它投资也应有所节约。
      在生产费用中，人工费的节约，主要是减少通风人员、掘进人员、井巷维简人员、机电设备维修人员等所支付的费用, 基本上不用瓦检工、安监人员、电器防爆工、瓦斯抽采工（钻孔）、通风管理人员；财务费的节约，主要是减少了借款利息；材料费的节约，主要是减少了通风，防瓦斯、煤尘、火灾等设备的材料消耗；动力费的节约，主要是减少了通风电费、掘进机耗电、瓦斯抽采电费、供热耗费等。与此同时，诸如安全费、修理费、折旧费、井巷工程费等属生产费用中的列支，已将得到大量节约。
      通过以上估算，新型煤矿生产方式比传统生产方式可节约投资达30%左右。吨煤成本可减少25%左右。并且，产出却比传统生产方式增加了随通风排放掉的瓦斯收入（这还未考虑运输和提高产量效率节约的投资和费用），还节约了传统生产方式下一旦发生瓦斯、火、煤尘等安全事故所形成的开支。再将各种因素全部考虑进去，吨煤成本将再减少5%左右，最终达到减少30%左右的可喜效果。
     七、关于煤炭地下气化
      用此项技术实现煤炭地下气化，先用房柱式开采法开采煤炭，再把剩下的煤柱进行气化。
      如果煤炭开采成本大大下降的话，是否还有必要将煤炭在地下气化？还应进行更详细的论证。
     八、简捷的实验方法
      1、在现有普通的煤矿井下找一个独头巷（盲巷）, 实验人员配戴呼吸器将若干传导式瓦斯检测仪探头安装布置在特定的位置，然后撤出，再将巷口封闭，只留一可控的排放管连通里外。先关闭排放管，观测巷内瓦斯浓度、压力等情况；20小时后再打开排放管，抽放巷里的气体，观测巷内瓦斯浓度、压力等情况；几天后再观测巷内瓦斯浓度、压力等情况。
      2、找一座停产的小煤窑，先将井口封闭，只留一扇小门和一可控的排放管连通里外，实验人员配戴呼吸器通过小门进入封闭的井口附近，将若干瓦斯检测仪安装布置在特定的位置，然后撤出。依以上方法观测井口附近瓦斯浓度、压力等及其变化情况。
如果一段较长时间内，所有瓦斯检测仪显示的瓦斯浓度都大于50%，氧气浓度小于5%，那么就可以再修建出入仓和安装出煤漏斗，购置好空气呼吸器，铺设好通气管道，利用小煤窑旧设施就可以进行简单生产了。
      九、建设与生产过程简单设想
      用现有的煤矿开拓方式，先开拓一条井筒，同时在井筒连接地面口修建密封建筑、出入仓、井口场、溜煤漏斗及出矸槽；快揭煤时，在密封建筑、出入仓建好和输气管道安装好的情况下，向井筒注入氮气或煤层气燃烧完后的废气，进行换气，换好后继续在煤层中开拓前进，此时工作人员应配带呼吸器作业。遇见煤以后，随着开拓前进的进程，瓦斯涌出逐渐增多，前进到顶后，修建井下变电站，安装其它设施，在主巷道垂直的方向掘进支巷，掘进支巷到顶后，在支巷道垂直的方向上建采煤工作面。（也可在刚遇见煤以后，先在主巷道垂直的方向掘进支巷和采煤工作面，以达早出煤之效。）
      工作人员上班后，先复查空气呼吸器状况，配带好后，经过出入仓进入井口场，乘坐电力运输车到达目的地，如果乘坐运输车的时间较长，可用“Y”形接口转换空气的来源渠道，由车载大气瓶供气，到达目的地后再转换为自带气瓶供气走上工作岗位，如果工作岗位相对固定（如：司机），可再由大气瓶或长管供气，如果工作岗位（维护）是流动的，可工作1-1.5小时后，通知气瓶管理运送人员协助更换气瓶。
     十、作用和意义
      煤层气与煤共采新技术的开发与应用是煤炭及煤层气开采方式的重大变革，不仅会产生很大的经济效益，更能产生重大的社会效益，煤炭不再是带血的煤炭，煤矿工人不再受到安全、健康的威胁；完全避免了瓦斯、火、煤尘等井下灾害；彻底根除重、特、大矿难事故。同时，对开发深部煤炭资源及煤层气和海底煤炭资源，节约和充分利用瓦斯资源，实施国民经济可持续发展战略、保护大气环境，节能减排，都具有十分重要的意义。
     十一、结束语
      最好的发明是解决复杂问题的最简单的方式。煤层气与煤共采新技术说起来简单，做起来也不复杂；另外，如果有人对“新型电力运输系统”感兴趣，我也非常乐于共同探讨。

                                                                                                                 温毅
                                                                                                     手机：13593400206