煤矿中的甲烷气体是怎样产生的
矿井瓦斯是矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。有时单独指甲烷(沼气)。它是在煤的生成和煤的变质过程中伴生的气体。在成煤的过程中生成的瓦斯是古代植物在堆积成煤的初期，纤维素和有机质经厌氧菌的作用分解而成。另外，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。
瓦斯是无色、无味、无臭的气体，但有时可以闻到类似苹果的香味，这是由于芳香族的碳氢气体同瓦斯同时涌出的缘故。瓦斯对空气的相对密度是0.554，在标准状态下瓦斯的密度为0.716kg，所以，它常积聚在巷道的上部及高顶处。瓦斯的渗透能力是空气的1.6倍，难溶于水，不助燃也不能维持呼吸，达到一定浓度时，能使人因缺氧而窒息，并能发生燃烧或爆炸。瓦斯的燃烧、爆炸性是矿井主要灾害之一。
瓦斯在煤体或围岩中是以游离状态和吸着状态存在的。
游离状态也称为自由状态，这种瓦斯以自由气体状态存在于煤体或围岩的裂缝、孔隙之中，其量的大小主要决定于贮存空间的体积、压力和温度。
吸着状态又称结合状态，其特点是瓦斯与煤或某些岩石结合成一体，不再以自由气态形式存在。按其结合形式不同又可分为吸附及吸收两种。吸附状态是由于固体粒子与气体分子之间分子吸引力的作用，使气体分子在固体粒子表面上紧密附着一个薄层；吸收状态是气体分子已进入煤分子团的内部。
几种状态的瓦斯处于不断变化的动平衡之中，在一定条件下会互相转化。当压力、温度变化时，游离瓦斯转化为吸着瓦斯称为吸附，吸附瓦斯转化为游离瓦斯称解吸。
通常用等温吸附的兰氏（Langmuir）参数来评价煤储层的吸附性能。常用的参数有兰氏体积（V1）和兰氏压力（P1）。兰氏体积的物理意义是煤层气储层的极限吸附量，代表煤储层的吸附能力。兰氏压力的物理意义是实际吸附量达到极限吸附量50％时的压力，代表煤层气储层吸附气体的难易程度。兰氏压力小者，等温吸附线的曲率大，说明煤在低压区吸附量相对较大，而在高压区随着压力增大煤的吸附量增加速度减少。兰氏压力大者，等温吸附线的曲率小，说明煤在低压区吸附量相对较小，而在高压区随着压力增大煤的吸附量迅速增高。兰氏体积反映了煤的最大吸附能力，但并不说明在某个压力下兰氏体积大者其吸附量就大；在一定压力下，尤其在较低压力区，煤的吸附量不但与兰氏体积的大小有关，更重要的是与兰氏压力有关，兰氏压力越小吸附量就越大，反之吸附量越小。
表2.10 华北地区煤储层吸附和煤质分析实验数据表
华北地区42件平衡水煤样的等温吸附分析测试结果表明（表2.10），煤储层对甲烷的吸附能力存在以下特点：①吸附能力普遍较高。华北地区原煤的兰氏体积在6.22～43.57m3/t，均值为19.01m3/t。其中测试值小于10m3/t的占31％，在10～20m3/t之间的占21.4％，在20～30m3/t之间的占33.4％，而兰氏体积大于30m3/t的约占7.1％。②各煤田（盆地）吸附能力有一定的差异，且与研究区聚煤规律的分布有一定的关系。在华北地区北、中、南三带中，兰氏体积以中带的沁水盆地最高，平均为31m3/t，其次是焦作、安鹤、永夏和荥巩煤田，其值在21～24m3/t之间，而北带和南带相对较差，其中平顶山煤田兰氏体积平均为11.9m3/t，大同和两淮地区都在10m3/t以下，各地区的代表性样品曲线特征见图2.27。③兰氏压力相对较低。全区兰氏压力在0.2～3.83MPa，均值为0.58MPa。与我国西北地区相比（杨起等，2005），华北地区的兰氏压力普遍要低，说明该区煤储层在低压区吸附较容易，而在高压区随着压力增大煤的吸附量的增加速率减少。这样的煤层气储层如果投入开发，则在前期单位压降下的产气量会较小，而只有当压力降到一定程度后，产气量和产气速率才会迅速提高。④兰氏压力的分布规律不明显，以大同煤田和沁水盆地最高，平均约2.5MPa，平顶山煤田约1.8MPa，其他区较低都在1MPa以下。
图2.27 华北地区煤储层甲烷等温吸附曲线特征
甲烷温室效应是二氧化碳的120倍。
大气中每千克甲烷的气候暖化效应是每千克二氧化碳暖化效应的120倍。虽然随着排放时间的增长，它会在大气中发生反应产生二氧化碳，但即使在排放20年后，每千克甲烷的暖化效应仍是二氧化碳的84倍，100年后仍是二氧化碳的28倍。
当前大气中甲烷的主要来源包括自然排放和人为排放，其中人为的甲烷排放占据了60%，比如垃圾处理以及煤、石油、天然气等的生产和运输。能源行业煤炭开采和石油、天然气的生产、运输是最重要的人为甲烷排放源。
甲烷增加温室效应？
甲烷是温室气体，会导致温室效应。
所谓温室气体指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射，并重新发射辐射的一些气体，如水蒸气、二氧化碳、大部分制冷剂等。它们的作用是使地球表面变得更暖，类似于温室截留太阳辐射，并加热温室内空气的作用。这种温室气体使地球变得更温暖的影响称为“温室效应”。
全球煤层甲烷储量主要分布在煤炭生产国之间。目前，美国，加拿大，俄罗斯，中国是煤层甲烷的主要生产国。美国曾是最大的一个，而奥地利从2016年开始超过美国。全球煤层甲烷产量从2013年的7465.9万立方米增加到2017年的8411.6万立方米，受到下游产业的刺激。澳大利亚占38.06％，其次是美国，产量份额为29.99％。
煤层甲烷具有多种优势，如新型和低污染能源，高热值，大幅减少温室气体排放等。许多政府鼓励企业生产该产品。例如，在中国，中国财政部于2016年2月14日发布的“中国政府对煤层气的补贴”中的“十三五”通知期：“煤层气开发补贴”＃）“十三五”规划下的甲烷（“煤层气”）产量将从每立方米人民币0.2元增加50％至每立方米人民币0.3元，以促进煤层气产业的发展。
凭借支持性政策和自身优势，业内人士认为，未来几年煤层甲烷市场将实现良好增长。据估计，全球煤层甲烷市场在2024年将达到21774百万美元，2017年至2024年期间复合年增长率为6.23％。
恒州博智发表Global Coal Bed Methane (CBM) Market Research Report 2018该报告提供了煤层甲烷行业的基本概况，包括定义，分类，应用和产业链结构。讨论发展政策和计划以及制造流程和成本结构。
资料来源：QYResearch研究中心
甲烷是是天然气、沼气的主要成分，在自然界中的分布范围特别的广，主要来源于人为和自然界。根据日本碳监测卫星的甲烷观测数据来看，2010—2019年热带陆地的甲烷排放对全球甲烷浓度增加的贡献超过了80%，全球的甲烷浓度在不断的上升，由此带来的直接问题就是导致全球的气温不断的上升，不仅对河流冰川等都造成严重的影响，威胁到当地野生动植物的生存，还可能会给人类带来危机。
煤炭和油气开采自煤炭业发展以来，大气中的甲烷浓度增加了一倍多，它的的增温强度是二氧化碳的84倍，所产生的温室效应成为了导致全球气温变暖的重要原因，长期下去的话不仅会使温度变得越来越高，严重的话还可能会对人类的正常生活和工作造成影响，十分不利于生存和发展。
农业生产 垃圾填埋凡事都是有节制的，若过度开展农业的话，不仅会威胁到当地的生态环境，导致甲烷的浓度不断飙升，还会加剧全球气温的升高，对整个自然界都造成严重的影响。除此之外，垃圾填埋也是导致甲烷浓度升高的原因之一，因为现在的垃圾中大多以塑料制品为主，简单的填埋并不能起到降解作用，反而会对环境造成不可逆的伤害，成为导致全球气温升高的又一个因素。
自然原因除了人为原因外，湿地、内陆淡水、生物质燃烧、地质渗漏和冻土等自然原因也是导致甲烷浓度升高的原因，和二氧化碳相比，相同质量的甲烷导致的变暖强度远高于二氧化碳，可见甲烷对于全球气温变化的影响是相当大的。所以作为这个地球上的一份子，我们应当从当下开始保护环境，做到不乱扔垃圾不随意排放污水等。
