瓦斯是一种有毒、无味、无色的易燃易爆性气体。是产自煤层、以甲烷为主要成分的非常规天然气，其资源的开采对于减少煤矿瓦斯爆炸事故、扩大天然气供给、降低环境污染都具有重要意义。一般生活中常说的天然瓦斯、煤矿瓦斯（矿井瓦斯），就是人们熟悉的天然气。瓦斯是一般民众对气体燃料的通称，可分为液化石油气与天然气、煤气三大类。

瓦斯的主要成分是烷烃，其中甲占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气。瓦斯的形成是古代植物在堆积成煤的初期，由纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。在高温、高压的环境中，在成煤的同时，由于物理和化学作用，继续生成瓦斯。

瓦斯事故是煤矿生产过程中最大的安全隐患。实际上，瓦斯事故的发生不是偶然的，它是以往煤矿行业生产过程中存在问题的集中暴露，涉及许多方面，既有自然因素，也有人为因素。

瓦斯的主要成分是甲烷，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体，如氦和等。

当空气中氧气浓度达到10%时，若瓦斯浓度在5%-16%之间，就会发生爆炸，浓度在30%左右时，就能安静的燃烧。

瓦斯爆炸的条件是：一定浓度的瓦斯、高温火源的存在和充足的氧气。

(1)瓦斯浓度

瓦斯爆炸有一定的浓度范围，把在空气中瓦斯遇火后能引起爆炸的浓度范围称为瓦斯爆炸界限。瓦斯爆炸界限为5%～16%

当瓦斯浓度低于5%时，遇火不爆炸，但能在火焰外围形成燃烧层，当瓦斯浓度为9.5%时，其爆炸威力最大(氧和瓦斯完全反应)；瓦斯浓度在16%以上时，失去其爆炸性，但在空气中遇火仍会燃烧。

瓦斯爆炸界限并不是固定不变的，它还受温度、压力以及煤尘、其它可燃性气体、惰性气体的混入等因素的影响。

(2)引火温度

瓦斯的引火温度，即点燃瓦斯的最低温度。一般认为，瓦斯的引火温度为650℃～750℃。但因受瓦斯的浓度、火源的性质及混合气体的压力等因素影响而变化。当瓦斯含量在7%一8%时，最易引燃；当混合气体的压力增高时，引燃温度即降低；在引火温度相同时，火源面积越大、点火时间越长，越易引燃瓦斯。

高温火源的存在，是引起瓦斯爆炸的必要条件之一。井下抽烟、电气火花、违章放炮、煤炭自燃、明火作业等都易引起瓦斯爆炸。所以，在有瓦斯的矿井中作业，必须严格遵照《煤矿安全规程》的有关规定。

(3)氧的浓度

实践证明，空气中的氧气浓度降低时，瓦斯爆炸界限随之缩小，当氧气浓度减少到12%以下时，瓦斯混合气体即失去爆炸性。这一性质对井下密闭的火区有很大影响，在密闭的火区内往往积存大量瓦斯，且有火源存在，但因氧的浓度低，并不会发生爆炸。如果有新鲜空气进入，氧气浓度达到12%以上，就可能发生爆炸。因此，对火区应严加管理，在启封火区时更应格外慎重，必须在火熄灭后才能启封。

瓦斯爆炸产生的高温高压，促使爆源附近的气体以极大的速度向外冲击，造成人员伤亡，破坏巷道和器材设施，扬起大量煤尘并使之参与爆炸，产生更大的破坏力。另外，爆炸后生成大量的有害气体，造成人员中毒死亡。

瓦斯的燃烧热为37MJ/m3，1m3瓦斯燃烧所产生的热量相当于1~1.5kg烟煤燃烧产生的热量。瓦斯燃烧后的气体不含硫化氢，同样情况下所产生的污染仅相当于石油的 1/40，煤炭的1/800。

瓦斯爆炸即为甲烷燃烧的放热反应，化学方程式为：CH4+2O2CO2+2H2O

瓦斯是一般民众对气体燃料的通称，可分为液化石油气与天然气、煤气三大类。

煤气是用煤或焦炭等固体原料，经干馏或汽化制得的，其主要成分有一氧化碳、甲烷和氢等。因此，煤气有毒，易于空气形成爆炸性混合物，使用时应引起高度注意。

液化石油气(Liquefied Petroleum Gas，简称LPG)是从原油炼制过程中提取，也可以从天然油气田处理过程中析出。主要成分是丙烷及丁烷，利用这些气体很容易在正常温度下略为加压，或是在正常气压下利用冷冻方式加以液化的特性，将其转化为液化石油，就可以减少至 1/250 体积，达到更方便储存、运送、携带及使用的目的。一般处理方式是加压灌入钢瓶供用户使用，也就是俗称的液化瓦斯或是桶装瓦斯。

天然气(Natural Gas )俗称天然瓦斯，由瓦斯公司敷设管线供应用户使用，故又称之为导管瓦斯或自来瓦斯。

天然气广义指埋藏于地层中自然形成的气体的总称。但通常所称的天然气只指贮存于地层较深部的一种富含碳氢化合物的可燃气体，而与石油共生的天然气常称为油田伴生气。天然气由亿万年前的有机物质转化而来，主要成分是甲烷，此外根据不同的地质形成条件，尚含有不同数量的乙烷、丙烷、丁烷、正戊烷、己烷等低碳烷烃以及二氧化碳、氮气、氢气、硫化物等非烃类物质；有的气田中还含有氦气。天然气是一种重要的能源，广泛用作城市煤气和工业燃料；在70年代世界能源消耗中，天然气约占18％～19％。天然气也是重要的化工原料。

瓦斯的安全事项注意主要有：①用矿井通风和控制瓦斯涌出等方法，防止瓦斯浓度超过规定（如瓦斯抽放、加强通风等）；

②控制火源，消灭电器失爆，杜绝非生产需要的火源，如井下严禁吸烟、携带如火柴、打火机等点火物品入井、明火照明等。对生产中不可避免的高温热源，采用专门措施严加控制，如只准使用特制的矿用安全炸药和电气设备，加强井下火区的管理，禁止井下拆开矿灯等；

③配备足够数量专职瓦斯检查工加强检查，配备矿井瓦斯在线监测系统自动连续检查工作地点的CH4浓度和通风状况。

煤层气的成因可以分为三大类。

（1）早期生物成因。煤层埋藏浅，普遍在地层400米以下，热力作用不足以使煤层的有机质结构变化产生气体，故有机质成分与结构的变化主要通过微生物参与下的化学反应实现，在泥炭沼泽环境中通过微生物对有机质的分解作用形成以甲烷为主的生物成因气。

（2）次生生物成因气。在煤层后期抬升阶段，煤层温度等环境条件适宜微生物生存。这些微生物主要通过位于补给区的煤层露头由大气降水带入，在相对低温条件下代谢湿气、正烷烃和其他有机化合物，生成甲烷和二氧化碳。在含煤盆地中，次生生物作用过程活跃并影响气体成分的深度间隔称作蚀变带，一般位于盆地边缘或中浅部；不发生蚀变的气体一般出现在盆地深部，称作原始气带。

（3）热成因气。从烃源岩 的 角 度 ， 可 将 煤 阶 演 化 阶 段分为低成熟阶段（泥炭—褐煤）、成熟阶段（长焰煤—瘦煤）和高成熟阶段（贫煤—无烟煤）。在低成熟阶段主要形成生物气，而真正的热成因气形成于长焰煤—无烟煤阶段。

提高煤矿瓦斯利用率，可以大幅度减少煤炭开发过程排放到空气中的甲烷，成为短期内扭转气候变化态势的有效途径之一。随着《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》的发布，瓦斯治理成为黄河流域生态保护和高质量发展的重要内容。在国家政策和市场需求的助推下，煤矿瓦斯治理及利用产业正获得充沛的发展动能，煤矿瓦斯在清洁、安全、稳定、高效冷热电联供等领域的应用被不断开发。

30%以上的高浓度瓦斯可以进行直接利用。浓度在8%-30%的抽采瓦斯，可以直接用做内燃机发电，从而产生经济效益。而浓度低于8%的抽放瓦斯以及浓度低于0.75%的风排瓦斯，基本全部直接对空排放。瓦斯发电技术主要应用于内燃机发电和燃料电池发电。内燃机发电功率范围宽,是市场采用较多。燃料电池发电是以瓦斯作为燃料,是在阳极催化作用下然后与阴极的氧化剂发生氧化还原反应,在反应过程中由于得失电子从而产生电流近而发电。优点是将甲烷化学能直接转化为电能.发电效率高,无噪音,反应产物是 H2O和 CO2污染少,是绿色、高效的低浓度瓦斯利用技术

利用瓦斯抽采泵循环水供暖，取暖效果良好，室内温度可达17度左右，施工速度快，简单实用，投资少，见效快，节约资金和成本，只需要购置一些管路和阀门配件，无需土方施工，泵站为 24 小时运行，可以全天供暖。供暖系统又加长了循环水的循环路径，有利于循环水的快速冷却，不但节约了费用，也提高了泵站设备的安全运行，经济适用。

包括汽车燃料、氧化铝焙烧燃料、生活燃料锅炉燃料等。

包括煤层气制合成氨、天然气生产甲醇、煤层气制乙炔、煤层气制炭黑、煤层气制甲醛、煤层气制乙醇等。

煤矿瓦斯主要成分甲烷为温室气体，由于甲烷对全球变暖影响较大，需要对其排放进行限制。大气中甲烷的浓度仅次于CO2，是重要的温室气体，其温室效应比CO2大20多倍。近100年来大气中甲烷浓度上升了一倍多。大气甲烷平均浓度为1.72×10-6，并且每年以0.8%～1.0%的速度增加。

全国煤层气(煤矿瓦斯)开发利用“十一五”规划实施两年来，井下瓦斯抽采量、地面煤层气产能增加较快。2007年，全国瓦斯抽采47.35亿立方米，利用14.46亿立方米。其中井下煤矿瓦斯抽采量44亿立方米，完成规划目标的127%。形成地面煤层气产能10亿立方米，是2006年的2倍。地面煤层气产量3.3亿立方米，比2006年增加1倍多。2005～2007年，全国共钻井约1700口，占历年累计钻井总数的85%。2007年钻探各类煤层气井950口。煤层气产业发展步伐明显加快，得益于党中央国务院的高度重视、有关部门的支持和广大企业的共同努力。2006年6月，国家发展改革委发布了《煤层气(煤矿瓦斯)开发利用“十一五”规划》，提出了主要目标任务和战略布局。

根据《煤层气（煤矿瓦斯）开发利用“十一五”规划》，到2010年我国煤层气抽 采量将达50亿立方米，利用率由目前的80％提高到100％，故可直接削减瓦斯排放量10亿立方米；到2010年井下抽采瓦斯50亿立方米，利用率由目前不到30％提高到60 ％以上，可削减瓦斯排放量15亿立方米。因此，本标准全面实施后，年至少削减25 亿立方米的瓦斯排放。

煤层气俗称瓦斯，是高效清洁的能源，利用价值较高。2018年山西煤层气地面抽采量达到56.57亿立方米，其中利用量为53.94亿立方米，约占全国的90%。根据《山西省煤层气资源勘查开发规划（2016-2020年）》，到2020年，山西省煤层气年抽采量将力争达到200亿立方米，煤层气勘探、抽采、运输、转化全产业链条产值达到1000亿元左右。

中国煤层气资源丰富，主要分布在西北和华北地区。中国的煤层气资源分布于24个省市自治区(新、晋、陕、冀、豫、皖、辽、吉、黑、蒙、云、贵、川、渝、湘、赣、鄂、甘、宁、青、苏、浙、鲁、桂)，它们的资源量差距很大。山西省煤层气地质资源量及产量位居全国首位。排名全国前四的省市区分别是：山西省，煤层气地质资源量为(7.94～10.00)×1012m3；内蒙古自治区，煤层气地质资源量为9.80×1012m3；新疆维吾尔自治区，煤层气地质资源量为(8.99～9.51)×1012m3；贵州省，煤层气地质资源量为3.15×1012m3。排名第1的山西省煤层气地质资源量占中国近三分之一。

全球煤层气资源量超过270万亿立方米，主要分布在俄罗斯、加拿大、中国、美国、澳大利亚、德国、波兰、英国、乌克兰、哈萨克斯坦、印度、南非12个国家。俄罗斯煤层气资源量约为113万亿立方米，居世界第1位。加拿大煤层气资源量约为76万亿立方米，居世界第2位，中国煤层气资源量约为30万亿立方米，居世界第3位，美国煤层气资源量约为21万亿立方米，居世界第4位。俄罗斯、加拿大、中国、美国4个国家的煤层气资源量共计240万亿立方米。

与国外相比，中国煤层气地质条件复杂，无法照搬国外成熟技术，煤层气产业处于起步阶段，全国煤层气资源探明率仅2.29%，未来资源潜力巨大。截至2021年底，中国煤层气地面开发累计产气量566亿立方米，2021年，全国煤层气地面开发产量为82亿立方米。