我國能源需求主要依靠本國，以煤為主的能源消費結(jié)構(gòu)，是我國能源戰(zhàn)略的重要組成部分。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，煤炭資源的開采利用，開始進(jìn)入由傳統(tǒng)粗放型向現(xiàn)代集約型轉(zhuǎn)變的階段，煤炭地下氣化技術(shù)的不斷發(fā)展，就是這一轉(zhuǎn)變最生動的寫照。
早在1979年的世界煤炭遠(yuǎn)景會議上，聯(lián)合國就已明確提出，實施煤炭地下氣化開采，是解決傳統(tǒng)的煤炭開采利用所存在問題的重要途徑。在煤炭氣化技術(shù)方面，我國也制定了發(fā)展規(guī)劃、綱要等，而且是世界上煤炭地下氣化技術(shù)研究較早的國家之一。
隨著油氣產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，石油企業(yè)對礦物能源的勘探開發(fā)，開始呈現(xiàn)出一定的多樣性，并逐步向煤炭領(lǐng)域延伸。煤炭地下氣化開采和綜合利用項目，逐漸受到石油企業(yè)的青睞。中國石油的遼河油田就是國內(nèi)石油企業(yè)中“第一個吃螃蟹的人”。
煤炭地下氣化技術(shù)類型 煤炭地下氣化是在地下氣化爐的條件下進(jìn)行的，該技術(shù)目前主要有兩種類型。
一是巷道式地下氣化爐技術(shù)。就是在開采或廢棄的煤礦井中建地下氣化爐，以人工掘進(jìn)的方式在煤層中建立氣化巷道，并在進(jìn)氣孔底部巷道筑一道密閉墻（促使定向燃燒煤層），然后便可將密閉墻前面的煤炭點燃?xì)饣?BR>
此種方式中的單套地下氣化爐由氣化通道進(jìn)氣孔、輔助孔和出氣孔組成，氣化通道在同一煤層內(nèi)連通各孔，但由于受煤層地應(yīng)力和溫度制約，因此人工豎井部分深度有限。
二是鉆井式地下氣化爐技術(shù)。即采用常規(guī)的油氣鉆井技術(shù)，鉆一口普通的長祼眼水平井，與另外的兩口直井在同一煤層內(nèi)連通。單套地下氣化爐仍由氣化通道、進(jìn)氣孔、輔助孔和出氣孔等組成。
施工時，先將進(jìn)氣孔底部的氣化穴中的煤炭點燃，鼓入氣化劑，連續(xù)使煤炭氣化，同時由輔助孔鼓入氫氣，氣化通道內(nèi)會形成氧化帶、還原帶和干餾干燥帶。國外大多采取此種技術(shù)。遼河油田在2005年成功建成了我國首座鉆井式地下氣化爐。
這種煤炭氣化方式，很好地發(fā)揮了石油企業(yè)的鉆井技術(shù)優(yōu)勢，免去了巷道式建地下氣化爐的條件限制。但因鉆井井徑受限，制約了單套爐的氣化規(guī)模，有待進(jìn)行單套爐多進(jìn)氣孔、多氣化通道、多出氣孔、大井眼鉆進(jìn)和擴(kuò)眼完井等技術(shù)攻關(guān)。
挖掘剩余資源的新途徑 據(jù)統(tǒng)計，1953年~1989年我國有報廢礦井297處，1990年~2020年有244處報廢，報廢資源量到2002年底已超過300億噸，一般為井工開采（由工人下入井內(nèi)進(jìn)行資源開采，與露天開采相對應(yīng)，井工可采煤炭量僅占煤炭資源儲量的11.43%）遺留的煤柱、薄煤層、劣質(zhì)煤層、高瓦斯煤層等，豐富的深層煤炭資源和淺海地區(qū)的煤炭資源也未被開發(fā)利用。煤炭地下氣化技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，為這些資源的有效動用提供了途徑。
目前山東、山西、內(nèi)蒙古、貴州等地都在引入煤炭地下氣化技術(shù)，以使剩余的煤炭資源得到充分利用。
有關(guān)專家介紹，煤炭地下氣化技術(shù)避免了傳統(tǒng)煤炭開采方式對大氣帶來的污染。地下燃燒產(chǎn)生的高溫能使瓦斯氣和煤焦油發(fā)生劇烈膨脹而被揮發(fā)采出。尤其是高溫能使褐煤的物性變好，使煤層氣被解析，易于產(chǎn)出，其中的灰分留存于地下，還可以減少開采后期地層坍塌的危險。
煤炭地下氣化開采還有見效快的特點。點燃后，只需注入氣化劑便可連續(xù)生產(chǎn)。氣化劑由空氣、水蒸氣、氧氣和氫氣組成。氧氣和氫氣可由粗煤氣分離獲得，水蒸氣可由產(chǎn)出的高溫粗煤氣經(jīng)降溫處理制取，總體工藝具有明顯的循環(huán)經(jīng)濟(jì)特色。
資源綜合利用的新方式 煤炭地下氣化開采產(chǎn)業(yè)的綜合性較強(qiáng)，不僅能夠提高煤炭資源的利用率和開發(fā)動用程度，符合節(jié)約型的產(chǎn)業(yè)發(fā)展原則，而且有利于就近建立綜合性的產(chǎn)業(yè)群。
降溫處理后的粗煤氣，經(jīng)過凈化可用來發(fā)電或向產(chǎn)業(yè)群以及附近城市集中供熱，尤其是可以利用余熱，發(fā)展附近農(nóng)村的溫室綠色農(nóng)作物產(chǎn)業(yè)，還可以從中提取氫氣和氧氣，除用作氣化劑外，氫氣還是城市清潔能源。粗煤氣凈化過程中，還可以獲得焦油、硫產(chǎn)品、酸產(chǎn)品和苯產(chǎn)品。
值得一提的是，粗煤氣凈化過程中分離出來的氮氣，可以制成液氮，在油氣鉆井和增產(chǎn)措施中具有重要用途。目前國內(nèi)油氣田開發(fā)中對液氮的需求正在不斷增大。凈化后的煤氣是重要的化工原料，可制取甲醇，進(jìn)而制取甲脂和聚甲醛等，或者作為制取合成氨、二甲醚等的原料。
總之，煤炭地下氣化開采的產(chǎn)業(yè)綜合性越強(qiáng)，開采成本下降越明顯，獲取的綜合效益就越大。煤炭地下氣化開采產(chǎn)業(yè)規(guī)�？纱罂尚�，可獨立經(jīng)營，更利于大產(chǎn)業(yè)經(jīng)營，投資少，投資回收期短，投資回報率高。
中國的石油企業(yè)近年來紛紛涉足煤炭開采綜合利用領(lǐng)域。中國石油遼河油田率先進(jìn)行了深層煤炭氣化開采，于2005年啟動項目建設(shè)，首套地下氣化爐日前點火，開始試采煤氣。有關(guān)專家表示，遼河油田的探索嘗試，將帶動更多的石油企業(yè)參與到煤炭地下氣化開采項目中來。
該技術(shù)未來發(fā)展的重點，主要集中在加大爐型、提高生產(chǎn)能力、提高煤氣熱值等方面，以便適應(yīng)1000米以下的深部煤層地下氣化開采需要，逐步實現(xiàn)煤炭等礦產(chǎn)資源的循環(huán)經(jīng)濟(jì)開發(fā)。
【名詞解釋】什么是煤炭地下氣化？煤炭地下氣化是在地下氣化爐的條件下進(jìn)行的。就是將煤層中的氣化通道進(jìn)氣孔一端的氣化穴煤炭點燃，由進(jìn)氣孔鼓入空氣、氧氣和水蒸氣等氣化劑，由輔助孔鼓入氫氣。于是，地下煤炭便進(jìn)行有控制的燃燒，經(jīng)過對煤的熱作用及化學(xué)作用，按溫度和化學(xué)反應(yīng)的不同，在地下氣化通道內(nèi)形成氧氣帶、還原帶和干餾干燥帶，由此生成的粗煤氣經(jīng)過出氣孔產(chǎn)出，后經(jīng)分離、凈化等處理，便成為很好的燃料和化工原料。
