能源是一个国家强盛的动力、安全的基石。世界上每一个国家几乎都提出了自己的能源战略，如美国的“能源独立”、我国的“能源革命”、日本的“氢能社会”等。当前，世界能源一次消费正在形成煤炭、石油、天然气和新能源“四分天下”新格局，我国能源的煤炭、油气、新能源“三足鼎立”能源结构革命正在提速，并加快实现常规-非常规油气的“生产革命”，煤炭发展的“清洁革命”和新能源发展的“速度革命”，2050年前后将实现向煤炭、油气、新能源“三足鼎立”转换的能源结构，届时煤炭约占一次能源消费比例的40%、油气占30%、新能源占30%。我国2017年已经成为全球最大石油的净进口国，2018年成为全球最大天然气进口国，目前石油对外依存度达70.9%、天然气对外依存度达45.3%，保障油气资源的供应已经成为我国重大战略。我国相对富煤、贫油、少气的资源禀赋格局决定了我国油气资源的供给压力巨大。我国煤炭资源丰富，直接决定了我国煤层气资源储量巨大，埋深2 000 m以浅的煤层气资源达36.8万亿m3，这为我国通过非常规油气资源-煤层气开发拓展油气供应渠道提供了可能。2006年以来，《国家中长期科技发展规划(2006—2020)》已经明确将“复杂油气资源开发利用”列为优先主题，国家能源局连续科学规划“煤层气产业发展规划”，并于2017年将天然气列为了国家主体能源，国家科技部通过“大型油气田及煤层气开发”国家科技重大专项等连续滚动支持煤层气开发和利用技术装备的科技创新，2006年以来在煤层气开发利用领域投入的科技创新资金达数百亿元[1-4]。产业政策的支持和科技创新为我国煤层气开发利用量的提升做出了巨大的贡献，2006年以来我国煤矿区地面/井下煤层气产量分别增长了50倍和5.16倍，利用量稳步增长(地面利用率近100%)，如图1所示。
目前，煤层气与煤炭协调开发技术体系以及煤矿区煤层气高效抽采、有效利用的成套系列技术已经基本形成。但是，复杂的资源禀赋条件使得我国煤矿区煤层气开发仍然面临“抽采难度大、抽采效率低、抽采集中度低”等困难;煤层气利用存在“煤层气浓度低、波动大、利用率低”等难题，煤矿区煤层气开发利用迫切需要技术装备的进步和完善。在国家新一轮中长期科技发展规划纲要制定之际，笔者将系统分析总结“十二五”以来煤矿区煤层气开发利用技术装备的重点创新及面临的难题，为煤矿区煤层气科技规划和技术发展提供决策支撑。
1 煤矿区煤层气地面开发新技术进展
受地质条件影响，我国煤矿区煤层气地面开发主要面临着瓦斯富集区探测难、碎软低渗煤层成孔难、多煤层排采效率低、破碎煤岩层钻井难、采动区地面井防护难等困境。总体上，煤矿区煤层气地面开发技术主要可以划分为地质物探类技术、地面排采类技术、地面抽采类技术、地面钻井类技术等4类。经过“十一五”阶段及前期的连续攻关，我国在高精度地质物探、地面直井、丛式井、U型井钻井、60 t地面钻机和采动区地面井防断等方面取得了长足的进步，为地面煤层气产量的稳步增长奠定了基础，但依然面临着碎软煤层排采难、煤层群排采效率低、破碎地层钻井速度慢、采动区地面井抽采范围窄等困难，近年的典型创新性成果主要围绕着这几个方面进行。
图1 2006—2017年地面煤层气抽采量和井下煤层气抽采利用量变化
Fig.1 Changes of surface CBM extraction and underground CBM extraction in 2006—2017
1.1 瓦斯富集地质理论方法
瓦斯地质学是研究煤层瓦斯的形成、赋存和运移以及瓦斯地质灾害防治理论的交叉学科。河南理工大学[5-6]在区域分级瓦斯地质基础上创新性提出了全国瓦斯赋存分布受10种区域地质构造类型控制的新认识，划分出30个瓦斯赋存分区(表1)，圈定出47个瓦斯富集区;进而，运用瓦斯地质图法，估算了全国22省(区)煤层气资源量为29.16万亿 m3(表2)。近年来，为了解决“区域瓦斯地质赋存基础上的矿井采掘面瓦斯防治尺度差异”难题，在既有区域瓦斯地质划分的基础上，“区域-矿井-采掘工作面”的三级瓦斯地质分析技术逐渐发展，为瓦斯地质图的分类实施和应用奠定了基础。
表1 全国煤层气(瓦斯)赋存区及分类
Table 1 Coal bed methane (gas) occurrence area and classification in China
瓦斯分区控制类型瓦斯分区控制类型1.天山中段北麓高突瓦斯区2.天山中段南麓高突瓦斯区3.柴北祁连河西走廊高突区1.区域地质构造挤压隆起控制型16.黑吉辽中东部高突区17.京西瓦斯区18.闽浙瓦斯区5.区域岩浆作用控制型4.沁水盆地高突瓦斯区5.鄂尔多斯盆地东缘高突瓦斯区6.湘赣粤高突瓦斯区7.淮北逆冲推覆高突区8.藏东青南高瓦斯预测区9.华北地块北缘高突瓦斯区10.华北地块南缘高突瓦斯区11.太行山东麓高突区12.桌子山贺兰山高突瓦斯区13.龙门山康滇高突瓦斯区14.华蓥山高突瓦斯区15.大巴山秭归高突瓦斯区2.克拉通控制型3.逆冲推覆构造控制型4.造山带推挤作用控制型19.黔西滇东川南高突瓦斯区20.大兴安岭瓦斯区21.长白山瓦斯区22.山西北部瓦斯区23.鄂尔多斯盆地中部瓦斯区24.鲁西徐丰永夏瓦斯区25.依兰伊通瓦斯区26.冀中瓦斯区27.汾渭瓦斯区28.黔东瓦斯区29.桂中南瓦斯区30.滇西瓦斯区6.区域地质构造挤压拗陷控制型7.区域构造隆起剥蚀控制型8.区域构造拉张裂陷控制型9.区域水文地质作用控制型10.低变质煤控制型
1.2 碎软煤层高效抽采技术
碎软低渗煤层煤层气开发中的“煤层水力压裂稳定造缝”多年来一直是亟待解决关键技术难题[7]。近年来，通过试验沿煤层顶板岩层施工水平井、进行分段压裂的技术思路，避免了常规顺煤层钻水平井时出现的垮塌埋钻、下套管困难、固井质量不好、煤储层污染等问题，形成了碎软煤层高效抽采技术。该技术关键问题是套管水平井在分段压裂过程中压裂缝能否向下延伸到煤层中。借助“工程测试+数值分析”预测压裂裂缝延伸效果及顶板岩层水平井分段压裂工艺(U型对接井→水平井段顶板岩层紧邻煤层(2 m)→地质导向钻井→套管固井→向下定向射孔→泵送桥塞→分段压裂→精细排采)，淮北矿区已实现了连续6个月单井产气量8 000～10 000 m3/d的排采效果，技术原理如图2所示(以芦岭煤矿2017年工程为例)。
表2 全国22省区煤层气资源量
Table 2 Coal bed methane resources of 22 provinces in China
序号省煤炭储量/亿t煤层气资源量/108m31新疆15 181.87106 275.852山西6 523.34103 781.743贵州1 703.0224 922.934陕西3 866.9810 007.885安徽885.149 739.356河南597.569 406.527四川412.557 856.138河北912.554 518.879云南494.114 670.0210重庆132.521 920.3011内蒙古1 597.411 874.3712黑龙江187.461 782.2813宁夏319.091 333.4214辽宁86.66822.9315江西54.51776.8016山东279.57624.4417湖南72.51601.8718吉林31.71138.5619甘肃124.90284.6320江苏80.21195.9521青海45.8482.2322广西28.7935.03
图2 碎软煤层顶板水平井分段压裂
Fig.2 Sectional fracturing of horizontal well on the roof of broken soft coal seam
1.3 分层控压联合排采技术
多煤层地区是我国煤层气资源集中赋存区。对于多煤层，特别是大间距、碎软低渗煤层，排采中如果动液面保持在上煤层以上的位置，下煤层将不能充分解吸，甚至不产气;而如果将动液面继续下降，则上部煤层就会暴露，导致排采半径缩短、产生速敏效应吐粉吐砂、支撑剂颗粒镶嵌煤层、裂缝闭合速率加快等问题，严重影响产气效果。近年来，多煤层分层控压合层排采技术获得成功应用，该技术以双泵三通道双煤层分层控压排采技术(图3)和双套管多煤层分层控压排采技术(图4)为核心[8]，通过专用分隔装置实现了煤层排采过程中的液面压力分层控制和共井联合排采。目前技术及配套装备已在贵州大方、黔西等地成功应用。
图3 双泵双煤层分层控压排采装备示意
Fig.3 Schematic diagram of double pump and double coal seam layered pressure control mining equipment
图4 双套管多煤层分层控压排采装备示意
Fig.4 Schematic diagram of Double casing multi seam layered pressure control mining equipment
1.4 采动区地面L型顶板水平井抽采技术
安全高效矿井受快速采掘推进影响巨大，回采空间涌出瓦斯量大，仅靠通风及常规抽采措施无法解决超限难题。在攻克区域优选布井、局部重点防护、局部固井和悬挂完井等技术后采动区地面直井抽采孔的防断问题基本解决，但仍然面临着单井抽采范围小、地面复杂地形布井难等问题[9]。近年来，在攻克大孔径地面井破碎岩层护壁钻进、小角度穿层钻进(避免孔内积水堵塞抽采通道)等钻完井难题基础上，能使用地面大能力钻机、适应大起伏地形的φ311 mm特大孔径地面L型顶板水平井抽采技术成功应用，实现了单一煤层单井抽采覆盖范围超1 000 m和3.3万m3/d的抽采效果，如图5所示。
图5 采动区地面L型顶板水平井抽采
Fig.5 Extraction of horizontal well with L-shaped roof on the ground in the mining area
1.5 100 t地面车载钻机及穿越采空区钻井技术
我国地面煤层气车载钻机主要依靠进口，国外公司对电液控制等技术严格保密。近年来，适用采空区多种钻进工艺的双速马达回转器、直线导轨式伸缩桅杆、具有多种保护功能和多冗余度的电液控制系统等技术获得突破，具有大扭矩、结构紧凑、适应多种钻进工艺等特点的100 t国产化全液压车载钻机(图6)及配套设备获得成功[10]。进而，配套完成的采动区煤层气井大直径空气潜孔锤、集束式反循环潜孔锤钻进工艺和防止卡埋钻、强力穿越冒落带空气潜孔锤正循环钻进工艺方法等大幅提升了我国地面钻井的技术水平。
图6 车载钻机总体结构
Fig.6 Overall structure of vehicle mounted drilling rig
2 煤矿区煤层气井下开发新技术进展
受地质条件影响，我国煤矿区煤层气井下开发面临着井下长钻孔定向难、软硬复合煤层钻孔难、低渗煤层增透难、钻机装备操作复杂等困境。总体上，煤矿区煤层气井下开发技术主要可以划分为钻孔技术、增渗技术、钻孔装备等3类。经过“十一五”阶段及前期的连续攻关，我国在中硬以上煤岩层钻孔技术、松软煤层螺旋钻孔技术、穿层钻孔水力压裂增渗技术、CO2相变致裂增渗技术等方面取得了长足的进步，为井下煤层气产量的稳步增长奠定了基础，但依然面临着软硬复合煤层钻孔成孔、顺煤层钻孔压裂控制、钻机智能控制等困难，近年的典型创新性成果主要围绕以下几个方面进行。
图7 井下千米定向钻机
Fig.7 Underground kilometer directional drilling machine
2.1 井下定向长钻孔技术
井下抽采是煤层气抽采的主要途径之一，“瓦斯长抽采钻孔高精度定向施工技术和装备”是制约煤矿区煤层气井下抽采效果的重要因素。近年来，煤矿井下大直径超长定向孔钻进成套装备获得了快速发展(图7)[11]，该装备由可满足多种钻进工艺的大功率高可靠性定向钻机、满足长距离循环供液的高压大流量泥浆泵车、高韧性高强度随钻测量钻杆和无磁钻具等组成，克服了受限巷道空间内钻进装备小体积、大能力、高可靠输出难题，钻进能力提升1倍以上;煤矿井下防爆型无线随钻测量系统攻克了小排量(1.5 L/s)、宽范围(1.5～10 L/s)、低压差(0.2 MPa)条件下泥浆脉冲信号近水平长距离稳定传输、可靠解调的难题，传输距离超过2 500 m，填补了国内外煤矿井下无线随钻测量技术空白;创建的3 300 m近水平孔复合定向钻进技术体系攻克了超长延伸、大直径成孔、精准定向、快速钻进难题，综合钻进效率提高40%以上，创造了3 353 m的煤矿井下长钻孔深度的世界纪录。
2.2 松软煤层全孔段护孔钻进技术
我国煤层地质条件复杂，软煤层分布广泛，“松软煤层钻孔成孔率低”一直以来是行业难题。近年来，套管钻进工艺技术和全孔段下放筛管护孔工艺获得了快速发展[12]。套管钻进工艺技术是采用底扩式可打捞套管钻进至安全扭矩设定孔深后，将套管留在孔内护孔，再用二级钻具钻进至设计孔深，降低了深孔一次钻进的施工难度，提高了松软煤层钻孔深度和成孔率(图8)。全孔段下放筛管护孔工艺技术是钻进到设计孔深后，退钻前将筛管通过钻杆和钻头内孔将其下入到孔底，退钻后筛管留在孔内，实现全孔段筛管下放，该技术极大提高了钻孔成孔率(图9)。
2.3 碎软煤层中深孔气动马达定向钻进技术
“碎软煤层孔壁稳定性差，成孔率和钻孔精度差”，气动定向钻进技术主要是针对碎软煤层精准抽采对瓦斯抽采钻孔轨迹精确测控的需求。该技术利用矿用空压机输出的中压气体作为钻孔循环排渣介质，并驱动孔底空气螺杆马达[13](图10)进行复合定向钻进及钻孔轨迹调控，确保钻孔沿设计轨迹延伸;钻进过程中，采用随钻测量系统实时监测钻孔轨迹参数，为钻孔轨迹调控提供依据;采用异形定向钻具进行强化排渣，避免卡埋钻事故;利用孔口除尘装置进行污染空气处理，确保钻场清洁;钻孔成孔后，下入筛管进行护孔，避免抽采过程中孔壁坍塌。气动定向钻进技术解决了松软煤层长距离精确成孔难题，最大孔深达到406 m，为松软煤层区域递进式抽采提供了保障，可有效避免出现抽采盲区和空白带。
图8 套管钻进工艺技术
Fig.8 Casing drilling technology
图9 筛管下放钻具
Fig.9 Screen pipe drilling tool
图10 气动定向钻进技术原理
Fig.10 Principle of pneumatic directional drilling technology
2.4 地面遥控智能钻机
煤矿井下钻孔作业空间狭窄、环境恶劣，防突钻孔往往更是临危作业，给钻机操作人员的生命安全造成了较大的安全隐患。“井下钻机的智能化控制”是钻机自动作业的瓶颈，近年来地面遥控智能钻机取得了较大进步[14]，该装备通过自动上下钻杆技术、无线遥控操作技术、一键全自动钻孔技术、数据自动记录技术、智能防卡钻技术等突破了井下钻机无人化钻孔操作的技术瓶颈，为井下无人化钻孔作业奠定了基础，钻机如图11所示。
图11 地面遥控智能钻机
Fig.11 Ground remote control intelligent drilling machine
2.5 井下顺层钻孔水力压裂增渗技术
井下掘进工作面的增渗一直以来是提高掘进速度的一个关键节点，“顺层钻孔水力压裂封孔的安全保障技术”是影响顺层压裂技术推进的关键。近年逐渐发展的顺层钻孔水力压裂技术为解决该难题提供了有效手段[15]。顺层钻孔水力压裂适用于工作面压裂及定向长钻孔压裂，特别是分段压裂工艺的实现;其相对穿层压裂而言，起裂压裂小、压裂安全系数高，压裂液可全部进入煤层、压裂效率高，压裂范围更广更均匀、压裂效果好。该技术应用的基于跨式双封结构的拖动分段压裂工艺及投球分段压裂工艺，可实现定向长钻孔、梳状钻孔等工艺下的分段压裂。与传统封隔器主要依靠封隔器与钻孔壁的摩擦力封孔不同，跨式双封结构封隔器主要依靠双封结构间的拉力及封隔器径向压力实现坐封，解决了封隔器在坐封过程中轴向滑动难题，封孔可靠、封隔层位精准，压裂工艺如图12所示。
2.6 井下超高压水力割缝增渗技术
中硬及以上煤层的局部高效增渗是提高煤矿井下条带、区段抽采效率的有效措施。近年来，超高压水力割缝技术发展迅速，该技术以高压水为动力，对煤体进行切割、剥离，增大煤体的暴露面积，改善煤层中的煤层气流动状态，改变煤体的原始应力，使煤体得到充分卸压，从而提高煤层的透气性和煤层气释放能力[16]。超高压水力割缝装置主要由金刚石复合片钻头、水力割缝浅螺旋整体钻杆、超高压旋转水尾、超高压清水泵、高低压转换割缝器、超高压软管等组成。适用于高地应力、高瓦斯、低透气性煤层(煤层硬度f>0.4)工作面顺层钻孔、穿层钻孔及石门揭煤卸压增渗等，顺层钻孔割缝深度80～120 m，穿层钻孔割缝深度80～140 m。超高压割缝技术的工作压力可达100 MPa，能实现钻进、切割一体化作业，缩短工艺流程时间;通过超高压远程操控装置可实现100 m以上远程操控，装备承压150 MPa，清水泵可实现履带自行走功能。
图12 井下顺层钻孔分段压裂工艺
Fig.12 Staged fracturing technology of borehole in the down hole
图13 超高压水力割缝装置
Fig.13 Ultra high pressure hydraulic slotting device
2.7 井下高压空气爆破致裂增透技术
爆破增渗是井下煤层卸压增渗的主要措施之一，但传统的控制爆破、深孔爆破等往往面临着爆孔火花诱发爆炸的风险。近年来，井下高压空气爆破技术迅速发展，该技术以高压空气为媒介，通过控制高压空气的释放产生爆轰作用，进而通过连续高压空气爆破产生叠加卸压效应，可以大幅提高中硬及以上煤层的透气性[17]。该技术通过二级增压实现高压(100 MPa)空气泵站的国产化、小型化;采用单片机控制、连接多根爆破管多点起爆，提高了爆破效率;爆破影响范围可达5 m，钻孔瓦斯抽采纯量可增加55%以上。
3 煤矿区煤层气梯级利用新技术进展
受开发方式及开发阶段差异影响，煤矿区煤层气浓度分布范围广(0.8%～90%)，这使得对煤矿区煤层气进行分段梯级利用成为了必然需求。经过“十一五”阶段及前期的连续攻关，我国在高浓度煤层气脱氧液化、中高浓度煤层气发电、低浓度煤层气浓缩吸附等方面取得了长足的进步，为煤矿区煤层气利用率的提高奠定了基础，但依然面临着利用成本高、利用规模小、安全保障较弱等困难，近年的典型创新性成果主要围绕以下几个方面进行。
3.1 煤层气含氧深冷液化技术
煤层气含氧液化技术省略了脱氧流程，降低了工艺成本，但含氧液化过程的安全保障成为了技术成功与否的关键。近年来，较高浓度(>30%)的煤层气含氧深冷液化技术获得了较大进展，其以低浓度煤层气深冷直接液化低能耗控制和精馏塔安全保障两项技术为核心[18]。该技术在采用氮制冷与混合冷剂循环制冷结合的方式基础上对各制冷温区合理分配冷量，采用三塔TPSA工艺、冷冻脱水与多吸附剂混合脱水等技术，可实现同规模降能耗18%;通过采用特殊抑爆材料确保遇火不爆，采用防雷击、防静电、防火源等特殊结构设计确保无火源，采用物理卸爆确保爆炸不致灾，实现了含氧煤层气直接液化的压缩、净化、液化与分离各流程的安全运行，工艺流程如图14所示。
图14 含氧煤层气深冷液化工艺流程
Fig.14 Process flow of deep cooling liquefaction of coal bed methane with oxygen
3.2 低浓度煤层气变压浓缩吸附技术
煤层气的变压吸附浓缩受分子筛性能和浓缩工艺技术的影响巨大。近年来，低浓度煤层气(<30%)的短流程高效变压浓缩吸附技术获得了快速发展，该技术依托煤基质高性能碳分子筛开发了原料气适用范围宽的低压短流程提质利用工艺技术[19]，在150 kPa下可将浓度15%以上原料气经两级提质浓缩达到95%，CH4回收率达90%。可较常规技术降低能耗15%～20%，技术工艺如图15所示。
图15 低压短流程变压吸附浓缩工艺
Fig.15 PSA concentration process of low pressure short process
3.3 极低浓度煤层气蓄热氧化技术
煤矿区风排乏风瓦斯等极低浓度煤层气(浓度<1%)总量巨大，对环境影响深远，长期以来缺乏有效的利用技术。近年来，极低浓度煤层气蓄热氧化利用技术获得了较快发展，该技术以低浓度煤层气输送保障技术、不同浓度煤层气的智能混配技术、多床式低浓度煤层气蓄热氧化装备(图16)等为核心。智能混配技术实现了瓦斯浓度自动、均匀混配，解决了瓦斯浓度波动大的难题[20-21];蓄热氧化装备解决了两床式憋气、串气和氧化床内煤层气浓度波动大的难题，提高了装置的运行稳定性，平均甲烷氧化率可达98%以上。
图16 五床式煤层气蓄热氧化装备
Fig.16 Five bed coal bed methane thermal storage and oxidation equipment
4 煤矿区煤层气开发利用面临的新问题及发展趋势
“十二五”以来煤矿区煤层气井上下开发技术装备的快速发展和不同浓度范围煤层气利用技术装备性能的提高为我国煤层气产业的发展奠定了坚实的基础。但是，煤与煤层气耦合伴生，煤矿区煤层气开发与煤炭资源的开采紧密相关，煤与煤层气的协调开发逐渐成为煤矿区煤层气技术发展的必然选择。目前，煤炭生产集中度日益提高，我国80%以上的煤炭产能集中在了晋陕蒙新的大型矿井，千万吨级矿井将成为煤炭供应的主体，这对煤层气井上下开发的区域化、高效化提出了更高的要求;东部区域煤炭开采深度日益提高，深部开采中面临的高地应力、高煤层气压力、高地温等现象日益明显，井下煤层气开发的难度和面临的风险日益提高;南及西南部区域的小煤矿逐渐淘汰，未来关停范围将进一步扩大，废弃矿井数量急剧增加，废弃矿井赋存了巨量的优质煤层气资源，其高效开发利用已经成为煤矿区煤层气开发利用的重要一环;另外，煤矿区煤层气开发分布范围广泛，产气点分散、产气量变化大成为其核心特点，如何使得煤层气利用技术装备适应这一需求，成为亟待研究的方向。
因此，在未来10～15 a，我国煤矿区煤层气开发面临的主要问题是煤炭生产方式变革条件下的煤层气高效开发和利用问题，应重点从以下6个方面进行技术突破:① 待建矿井碎软突出煤层煤层气地面区域化高效排采;② 煤矿采动区煤层气分区联动地面井连续抽采;③ 废弃(关闭)矿井煤层气“甜点”资源区评判及高效抽采;④ 井下长钻孔分段高效压裂增渗;⑤ 井下钻孔机器人自适应钻进及封孔抽采;⑥ 低浓度煤层气资源化高效利用。
同时，经济性是煤层气开发利用的重要指标，我国煤层气赋存条件复杂多样，导致煤层气常规排采效果长期维持在单井1 000 m3/d左右，这与煤层气发展的需求是不相适应的;而我国煤炭基础能源的地位又决定了煤炭开采在国家能源供给中的决定性作用，因此，将煤层气开发与煤炭开发相结合，将煤层气抽采的资源属性和煤炭开采的安全属性充分结合，进行煤矿区煤层气与煤炭协调开发，既降低了煤层气开发的单井成本又实现了煤矿安全生产的保障，这将是我国未来煤矿区煤层气开发的主体方向和煤层气+煤炭联合规划布局的根本需求。
5 结 论
(1)“十二五”以来，煤矿区煤层气开发利用技术及装备发展迅速，瓦斯富集地质理论方法、碎软煤层高效抽采技术、分层控压联合排采技术、采动区地面L型顶板水平井抽采技术、100 t地面车载钻机及穿越采空区钻井技术、井下千米长钻孔技术、松软煤层全孔段护孔钻进技术、地面遥控智能钻机、井下顺层钻孔水力压裂技术、井下超高压水力割缝技术、井下高压空气爆破致裂增透技术、煤层气含氧深冷液化技术、低浓度煤层气变压浓缩吸附技术和极低浓度煤层气蓄热氧化利用技术等为煤矿区煤层气开发量的提升和利用率的提高提供了强大的技术装备支撑。
(2)煤矿区煤层气与煤炭协调开发是必然之路，随着我国煤炭开采向着深部化、大型化、集约化的快速推进和淘汰落后产能、关闭落后小煤矿的持续实施，难抽煤层的井上下区域化增渗和排采技术、废弃矿井煤层气资源的准确评估和高效开发技术、井下钻孔机器人自适应钻进及封孔技术、低浓度煤层气资源化高效利用技术等将是未来的重大技术需求。
(3)煤矿区煤层气与煤炭协调开发及煤炭开采+煤层气开发联合规划将是未来煤矿区煤层气发展的主要方向。
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