随着全球环境问题的日益严峻，能源的可持续利用和绿色转型成为了各国关注的焦点。废弃矿井瓦斯，作为一种被忽视的可再生能源，其潜在的环境价值和经济效益逐渐显现。我国作为世界上煤炭产量最大的国家，废弃矿井瓦斯的排放问题尤为突出。据国家能源局统计，2019年，我国因未有效利用而排放的矿井瓦斯量高达约110亿立方米，相当于约1600万吨标准煤的能源损失，同时也加剧了温室气体排放，对环境产生了严重压力。
瓦斯，又称沼气，主要成分是甲烷，是一种清洁能源，其燃烧产生的二氧化碳仅为相同能量煤炭燃烧的45%，在能源利用上具有显著的环境优势。然而，长期以来，由于技术、经济和安全等方面的制约，废弃矿井瓦斯的利用始终未能得到有效解决，更多的被看作是矿井开采过程中的安全隐患，而非资源。这种现象不仅浪费了宝贵的能源，也加剧了我国的能源结构矛盾，不利于绿色低碳的能源转型。大红鹰dhy2288采矿23-2班关于废弃矿井瓦斯利用研究团队围绕“加快能源绿色低碳转型”的政策，结合学院“双一流”学科建设，在范超军老师的带领下，对阜新恒大煤矿和阜新宏地勘新能源有限公司开展了“对废弃矿井开发以及利用”的实地调查。此次社会实践以实地废弃矿井调研为主，结合收集相关资料和文献，利用相似材料模拟实验等方式来调查分析废弃矿井瓦斯的处理以及利用。
图一 启动仪式
活动一：赴现场实勘，寻瓦斯治理之道
习近平总书记强调，中国煤炭资源丰富、在发展新能源、可再生能源的同时，还要做好煤炭这篇文章，为综合开发利用废弃矿井资源、推进煤炭工业高质量发展提供了根本遵循。7月9日至11日，实践团队先后奔赴阜矿集团恒大煤矿以及阜新宏地勘新能源有限公司，了解废弃矿井瓦斯利用过程中存在的问题以及解决办法。在恒大煤矿，技术科赵学伟科长向我们介绍了目前恒大煤矿中废弃矿井面临的瓦斯问题，以及恒大煤矿通过投入大量财力物力，开展瓦斯治理降低废弃矿井的安全问题，实现瓦斯资源化。在阜新宏地勘新能源有限公司，联系人陈睿带领我们参观其设备，了解采空区和裂缝中游离态、煤中吸附态和水体中溶溶态瓦斯的动态平衡和相互转化关系。通过实地勘察，双方建立了废弃矿井资源开发利用校企合作实践基地，用于对废弃资源的更好利用的实验研究，同时使同学们对绿色发展有了更大的启示。
图二 实验团队——关于废弃矿井设备的研究
活动二：鉴内外之理，寻问题之源
在前期实地勘察的基础上，实践团队8人开始收集国内外相关资料，包含了中国矿业大学学报、煤炭学报、 Analysis of coupled gas flow and deformation process with desorption and Klinkenberg effects in coal seams等文献资料。我们从中了解到废弃矿井瓦斯治理和利用的主要技术难题在于：（1）地质条件复杂。煤层赋存状况比较复杂，衰老矿井、浅部煤层开采较早，巷道埋藏浅，破坏较严重，矿井废弃后的瓦斯资源量预测及资源开发潜力评价工作难度大。（2）矿井封闭质量不确定。由于衰老矿井服务年限较长，开采情况复杂、可能存在裂隙、地质构造与地面沟通，瓦斯浓度降低、回收抽采难。（3）矿井关闭后生产系统停止运行。由于缺乏具体的煤矿关闭技术标准和要求，关闭后无相应排水、通风措施。东北矿地区井涌水量小，抽采效果较好；西南地区矿井涌水量大，则抽采难度大，效果差；对所抽放煤层气利用率太低，仅40%左右；废弃关闭的煤矿富含大量瓦斯资源，因此，要推进废弃煤矿瓦斯抽采利用，避免成为新的灾害，并使之资源化。
图三 调查废弃矿井资料 柳晨治摄
活动三：以实验为基，创瓦斯利用之新
从7月13号起，团队开始利用相似材料模拟实验研究。以阜新等煤矿区域地层结构分布为基础，分析煤矿开采导致岩层结构演化特性。首先构建起实验模型，利用阜新土壤成分较多的部分搭建起实验模型，考虑废弃煤矿层受采动影响的分布特征，分析采场“三带”演化规律。其次，利用相似材料模拟和数值模拟等方法分析覆岩结构等因素对导气裂隙带分区的影响，揭示废弃矿井瓦斯生成机理与赋存特性。最后，通过废弃矿井瓦斯富集特征及资源潜力评估，明确煤储层含气量和渗透率等关键控气因素，分析瓦斯富集区范围，确定抽采靶区，抽采过后统计数据，明确瓦斯富集区，使其能被抽采出来合理利用。
图四 关于地层结构的实验模型 李阳摄
图五 测量瓦斯富集区 柳晨治摄
实践开展以来，实践团队行程数百公里，虽然充满了辛劳与疲倦，但收获更多的是兴奋和感动。作为新时代的矿业学子，通过查找资料找寻未来科学研究的方向性；通过实地勘察促进了日后学习工作的积极性；通过科学实验推动了探索真知的渴望性。对废弃矿井瓦斯的再利用，需要矿业学子积极投身其中，结合自己所学的专业知识，为煤矿行业的发展贡献一份力量！展望未来，我们将致力于了解进一步如何优化这些瓦斯利用技术，寻求技术创新，并适时付诸行动。同时，拓展与科研机构的交流与合作，以了解相关技术创新。同时，我们计划日后开展公众教育活动，提升社会对瓦斯利用的认识，推动公众参与到这一绿色能源转型的进程中来。
总结来看，废弃矿井瓦斯的利用是能源转型的有力推手，虽然挑战重重，但前景广阔。我们的实践深入了解到了瓦斯的高效利用，更对未来绿色低碳社会构建的理解，丰富了新的认知。我们坚信，在持续的研究和实践探索中，废弃矿井瓦斯将不再仅仅是 miner's nightmare，而是成为推动我国能源革命的绿色动力。
图六 结束仪式
