瓦斯利用（精选10篇）
瓦斯利用 篇1
煤与瓦斯突出危险性M主要是受到工作面前方煤体瓦斯含量q、地应力μ以及煤体的物理力学性质σ综合作用的结果[1,2,3],即M=f(q,μ,σ)。
由于煤炭行业现阶段技术力量的不足,在突出预测中还难以做到将3种突出影响因素相结合以形成一个综合的指标来预测工作面突出危险性。只能通过对不同矿井、不同区域分别考察三因素在工作现场的外在表现来预测煤与瓦斯突出,其中对煤体瓦斯含量的研究又尤为重要和相对简易。重要在于瓦斯因素在煤与瓦斯突出中发挥着极其重要的作用,没有足够的瓦斯含量或压力,就没有足够的瓦斯内能,突出就很难发生;简易在于对煤体瓦斯的捕捉和测定相对于煤体物理力学性质以及地应力的捕捉与测定来说更为便捷。因此,对煤体瓦斯含量准确、快速测定是未来突出预测的主要研究方向之一。
1 煤体瓦斯含量测定方法的不足
1) 间接法测定煤体瓦斯含量。
其关键在于准确测定井下煤层瓦斯压力,再反算煤体的瓦斯含量。也正是这一技术特点,为测定煤体瓦斯含量带来了太多的不便。其主要缺陷在于:瓦斯压力测量工艺极其复杂,其测点的选择布置、封孔工艺、各漏气环节的处理等都是极为困难的,无论哪个环节处理不慎,均可导致测压结果失效或不可靠;瓦斯压力测量周期过长,无论是主动测压法还是被动测压法,其测压时间均在半月以上,测定周期较长,并且其测量仪器在井下得不到有效的维护,影响了测量结果的可靠性;间接法测定煤体瓦斯含量还需进行实验室测试分析,工作量极大、成本较高,不能适应矿井高产高效的需要。
2) 直接法测定煤体瓦斯含量[4]。
中煤科工集团重庆研究院DGC瓦斯直接测定装置问世以来,较大程度地弥补了瓦斯含量间接测定方法的不足,为测定瓦斯含量提供了便捷的途径。但是,这种依靠钻孔取芯来测量煤体的瓦斯含量也存在一定的不足。瓦斯含量直接测定技术的工艺依然繁琐,无论是取芯还是瓦斯的解吸都在一定程度上影响了测定煤体瓦斯含量的速度,这种繁琐的操作过程不利于利用瓦斯含量来局部预测煤与瓦斯突出的危险性;损失瓦斯量的推算误差有一定的波动,损失瓦斯量Q1在计算和测量上都需要一定推导过程,推导的可信度在一定程度上影响了测量的准确性;操作人员的操作水平也会在一定程度上影响煤样的取芯速度,从而影响瓦斯含量测定的结果。
另外,上述两种瓦斯含量测定方法在技术上都主要是通过对局部瓦斯含量的测定以及推断去代表该区域的瓦斯含量,是静态的,且以一点代表区域。这不仅会遗漏某些瓦斯异常区域,更不能及时地反映煤体瓦斯含量的局部变化,较大程度地抑制了利用工作面前方煤体瓦斯含量的动态特征来预测煤与瓦斯突出技术的发展。
2 利用炮掘工作面瓦斯涌出量反演掘进工作面煤体瓦斯含量
2.1 技术原理
利用分源法来区分掘进工作面煤体瓦斯涌出来源,并根据瓦斯涌出来源分析掘进工作面瓦斯涌出的特点。瓦斯涌出来源分析方框图见图1。从炮掘工作面瓦斯涌出来源看,煤体的瓦斯大致分为3种,即两帮煤体以及围岩瓦斯涌出量Qa(包括邻近煤层通过裂隙涌入的瓦斯)、工作面煤体瓦斯涌出量Qg,以及落煤的残余瓦斯量Qc(0.1 MPa下自然吸附)[5]。
2.2 技术难题及解决方案
掘进工作面煤壁或者围岩以及卸压煤体瓦斯涌出在一段时间内是相对稳定的。井下作业班次总存在一定的无作业时间,而这时的瓦斯涌出可比较准确地反映煤壁或者围岩的瓦斯涌出,见图2。通过掘进工作面瓦斯传感器监控的瓦斯浓度并结合井下作业的主要特征,可以比较有效地分离煤壁或者围岩的瓦斯涌出量以及卸压瓦斯涌出量。
3 利用矿井环境监控系统反演煤体瓦斯含量的现场考察
将某矿N3709运输巷、N3709西回风巷以及N3709西切割巷3条巷道作为利用瓦斯涌出量反演
煤体瓦斯含量的考察对象。3条巷道均为半煤岩巷,巷道平均宽度分别为3.9,3.2,3.2 m,平均煤厚均为0.9 m,掘进工作面瓦斯探头的位置保持在4.5~5.0 m,每班平均进度1.5 m。固定煤壁的平均暴露时间为2~3个班次。
3.1 巷道煤壁或围岩瓦斯涌出特点分析
掘进工作面煤壁瓦斯涌出的衰减特性见表1(1~4 班次瓦斯涌出强度分别为煤壁暴露1~4个班次时间的瓦斯涌出量)。通过对某矿N3709运输巷以及N3709西回风巷的煤壁瓦斯涌出衰减测定来看,固定煤壁的瓦斯涌出强度与新鲜煤壁的瓦斯涌出强度之间的比值虽然有一定的波动,但基本都在1∶2 左右,即固定煤壁的瓦斯涌出强度是新鲜煤壁或煤面瓦斯涌出强度的一半。设新鲜煤壁或煤面的瓦斯涌出强度为X1,则固定煤壁的瓦斯涌出强度为0.5X1。
固定煤壁或围岩、新鲜煤壁或围岩以及新鲜煤面的暴露面积见表2。
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式中 Q鲜面,S鲜面,q鲜面——工作面煤壁瓦斯涌出量、煤壁面积以及涌出强度,单位分别为m3,m2,m3/(m2·班);
Q鲜壁,S鲜壁,q鲜壁——巷道新鲜暴露煤壁的瓦斯涌出量、煤壁面积以及涌出强度(q鲜壁=q鲜面),单位分别为m3,m2,m3/(m2·班);
Q固壁,S固壁,q固壁——巷道掘进工作面瓦斯传感器到新鲜煤壁段的煤壁瓦斯涌出量、煤壁面积以及涌出强度,单位分别为m3,m2,m3/(m2·班);
Ci——班次内第i小时煤壁瓦斯涌出的浓度均值,%;
t——班次时间,min。
根据公式(1)计算,N3709运输巷、N3709西回风巷、N3709西切割巷3条巷道在掘进班次的非落煤作业时期,两帮煤壁的瓦斯涌出分别占掘进工作面瓦斯涌出的81%、82%和82%。
3.2 工作面卸压煤体瓦斯涌出特点分析
施钻作业期间,工作面会涌出前方煤体和两帮卸压煤壁的瓦斯。试点煤矿局部防突钻孔的设计是利用钻孔直径d=0.065 m钻杆在前方12 m煤体内施钻,3条巷道两帮控制距离分别为3.65,4,4 m。N3709运输巷、N3709西回风巷以及N3709西切割巷3条巷道防突钻孔布置参数见表3。
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式中 Q卸壁——施钻作业期间两帮煤壁瓦斯涌出量,m3;
Q卸面——施钻作业期间工作面煤壁瓦斯涌出量,m3;
L卸壁——施钻作业期间局部防突设计中的两帮钻孔长度,m;
L卸面——施钻作业期间局部防突设计中的工作面钻孔长度,m;
q卸壁——施钻作业期间两帮钻孔瓦斯涌出强度,m3/(m2·班);
q卸面——施钻作业期间工作面钻孔瓦斯涌出强度,m3/(m2·班);
a——井巷系数。
根据公式(2)计算,发现施钻时Q卸壁与Q卸面瓦斯涌出来源的比例会有一定的差异,但是,由于矿井的防突设计在巷道掘进期间的变化不大,因此可以大致地计算出因施钻造成的前方卸压煤体的瓦斯涌出比例。通过计算N3709运输巷、N3709西回风巷以及N3709西切割巷的防突钻孔施工中分别约有46%、53%、53%的瓦斯涌出来源于前方卸压煤体。
3.3 炮掘工作面瓦斯涌出量反演煤体瓦斯含量效果
落煤实际瓦斯涌出量Q是由掘进工作面监控瓦斯量Q1减去两帮及围岩的瓦斯涌出量Qa,再除以落煤量W,即:
undefinedb(Q卸壁+Q卸面)-a(Q固壁+Q鲜壁+Q鲜面)]}/Wj=undefined(3)
式中 Qj,k——掘进工作面第j循环第k班次瓦斯涌出量,m3;
Qj,k,a——掘进工作面第j循环第k班次煤壁及围岩瓦斯涌出量,m3;
Wj——掘进工作面第j循环落煤量,t;
Cj,k,i——掘进工作面第j循环第k班次第i小时瓦斯浓度均值,%;
Q风量——掘进工作面风量,m3/min;
b——井巷系数。
利用公式(3),将瓦斯涌出量与工作面前方煤体的瓦斯可解吸量进行实测对比,结果见表4。
从表4的测定效果来看,在某矿利用炮掘工作面的瓦斯涌出量反演掘进工作面前方煤体瓦斯含量是比较有效的,基本可以达到对测定煤体瓦斯含量的要求。
4 结论
利用某矿炮掘工作面巷道壁煤岩体与采落煤岩体瓦斯涌出的特点,将两者进行了有效的分离,从而较为准确地反演出掘进工作面煤体的瓦斯含量,弥补了传统瓦斯含量测定技术的不足,并为利用瓦斯涌出动态连续预测煤与瓦斯突出危险性提供了新的思路。利用巷道掘进瓦斯涌出数据反演煤体瓦斯含量,可以为工作面瓦斯地质图的绘制提供技术支持。
1) 掘进工作面巷道风量监测不力会在一定程度上影响利用瓦斯涌出量反演煤体瓦斯含量的准确性。掘进工作面风速传感器的应用可以有效地解决这一技术难题。
2) 掘进工作面传感器的频繁移动(放炮落煤期间,掘进工作面瓦斯传感器位置会有一定的后移,即增加了煤壁的瓦斯涌出量),使反演结果偏大。增加瓦斯传感器数量(距离工作面30 m左右)可以十分有效地避免这一结果的发生。
3) 掘进工作面放炮瞬间造成邻近含瓦斯围岩或煤体的震动,这在一定程度上增加了围岩的瓦斯涌出量,造成反演结果偏大。这一部分瓦斯随围岩或煤体与工作面距离的不同会有一定的差异,但是对于单一煤层或层间距较远的煤层,这种影响可以忽略。对于厚煤层开采、分层开采或层间距较近的煤层还有待进一步完善。
4) 掘进工作面风筒处理、停风停电时,都会在一定程度上影响监控数据的可靠性。独立瓦斯传感器的应用或者瓦斯涌出数据的智能识别工艺有待进一步的探讨与研究。
参考文献
[1]俞启香.矿井瓦斯防治[M].徐州:中国矿业大学出版社,1992.
[2]于不凡.煤矿瓦斯灾害防治及利用技术手册[K].北京:煤炭工业出版社,2000.
[3]于不凡.煤和瓦斯突出机理[M].北京:煤炭工业出版社,1985.
[4]胡千庭,邹银辉,文光才,等.瓦斯含量法预测突出危险新技术[J].煤炭学报,2007,32(3):276-280.
[5]邹银辉,吕贵春,张庆华.瓦斯含量法预测突出危险性的试验研究[J].矿业安全与环保,2007,34(4);4-6.
瓦斯利用 篇2
板石煤矿建矿以来始终把瓦斯治理工作做为安全工作的重中之重，坚持低瓦斯矿井按高瓦斯矿井管理，并严格贯彻落实“先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯治理十二字方针，建立“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的煤矿瓦斯综合治理工作体系。在瓦斯治理上我矿采取分源治理、分级分类治理、综合防治的原则，保证在源头上对瓦斯进行控制，确保井下安全生产的稳定进行和井下作业人员的安全，下面将近期板石煤矿瓦斯抽放及利用情况向吉煤集团公司领导做以简要汇报：
一、地面抽放泵站运行情况
2009年5月10日珲春矿业集团有限公司与吉林东北煤炭工业环保有限公司合作开发的地面瓦斯抽放泵站安装结束，已实现发电。电站由气体输送系统、水雾输送系统、冷却水循环系统、高低压电气系统、监测监控系统五部分组成。地面瓦斯抽放泵站设有淄博水环真空泵有限公司生产的2台2BEC60水环真空泵，最大抽速267m3/min，转数290r/min，电机功率315kw。地面发电站设有5台山东胜利油田胜利动力机械有限公司生产的12V190燃气发电机组，每台机组的发电量为500KW,5台机组同时发电，最大发电量为2500KW。低浓度瓦斯发电这一项目的上马，使我矿的瓦斯变废为宝,形成了“以用促抽、以抽促安全”、以发电促生态建设的良性循环新局面，突破了瓦斯浓度低于30%不能发电的技术难题，率先在我省实现了瓦斯浓度达到9%即可安全发电梦想。
二、井下瓦斯抽放情况
板石煤矿于2008年9月开始瓦斯抽放工作，经过半年的实践与摸索，瓦斯抽放系统已初步形成，并建立了一支40人组成的专业抽放队伍。并总结出以边采边抽半封闭抽放方式为主，以尾巷浮抽风筒为辅的综合瓦斯抽放方式。
板石煤矿井下瓦斯抽放系统的主管路设在风井，采用20寸PE管，支管路采用12寸PE管，各采区抽放管路采用10寸PE管路。
采煤工作面瓦斯抽放钻场布置在回风顺槽，距开切眼50m施工第一个钻场，以后每隔25m布置一个钻场，钻场的施工尺寸为：宽5m×深3.5m×高2m。每个抽放钻场，按仰角15-20°朝采空区裂隙带的方向打6个110m钻孔，钻孔采用聚铵脂封孔，通过软笼与采区分支PE管连接；在回采工作开始时，开始高位钻孔抽放，每个采煤工作面始终保持3个钻场同时抽放1个备用钻场准备抽放，保证采煤工作面抽放的连续性。
根据板石煤矿采煤工作面尾巷瓦斯浓度偏高的问题，我矿首先要求采煤工作面保证上出口端头支架不能滞后，并按《规程》规定及时退锚、剪网，保证尾巷充分冒落，充分减小尾巷空间。同时利用设在井下移动瓦斯抽放泵站,（泵站设有2台2BE1353-OBD3G型号抽放泵），连接10寸PE管路专门对尾巷进行浮抽。
实践证明这种抽放方式适合板石煤矿的实际情况，它有效地降低了采煤工作面的瓦斯浓度，上隅角瓦斯浓度降到1%以下，尾巷瓦斯浓度不超过3%，取得了良好的抽放效果。
板石煤矿现在正在抽放的工作面有：12004工作面、12006工作面、12011工作面。板石煤矿2009年1月份抽采量为107.6万m，1月份全矿井抽放率为74%；2月份抽采量为68.8万m，2月份全矿井抽放率为61.7%；3月份抽采量为60.4万m，3月份全矿井抽放率为63.6%；4月份抽采量为133.7万m，4月份全矿井抽放率为79%；5月份抽采量为74万m，5月份全矿井抽放率为65%； 1-5月份全矿井抽采量444.5万m，全矿井平均抽放率为78%。
三、下一步工作设想
1、提高全矿井的瓦斯抽采量，不断总结摸索最佳的钻场布置长度、钻孔的角度、钻孔的长度，提高钻场单孔的抽放率，大幅度降低矿井瓦斯超限次数，保证板石煤矿2009年实现生产260万吨原煤的任务。333333
瓦斯利用 篇3
关键词：瓦斯抽采?瓦煤层求利用?抽采方法
中图分类号：TD84 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）10（a）-0146-01
1 矿区概况
铁法煤业（集团）有限责任公司现有8个生产矿井，核定生产能力为2175万t。8个矿井中6个为高瓦斯矿井，2个为煤与瓦斯突出矿井。铁法煤田为一多煤层的陆相湖泊沉积煤田，生成于中生代上侏罗纪，地表大部分被第四系覆盖，基本上属于全隐蔽型煤田。含煤段发育在侏罗纪，由上、下两个含煤段及中部砂泥岩段组成。下含煤段：由灰至灰黑色的粗、中、细、粉砂岩、泥岩及煤层组成，厚度90～240m，一般为165m；中部砂泥岩段：以灰、灰白色粉砂岩至粗砂岩为主，夹黑色泥岩，此泥岩沉积非常稳定，厚度20～60m，一般为40m；上含煤段：由灰至灰黑色的砂岩与煤层、炭质泥岩互层组成，煤层之间多夹有中、粗粒砂岩。厚度85～185m，一般为120m。
2 矿井瓦斯抽采工作及煤层气利用现状
2.1 瓦斯抽采工作现状
受成板块和造山运动的影响我国煤炭赋存大多较深，这就决定了，我国煤矿大多为井工开采。在瓦斯、顶板、火灾等诸多灾害中瓦斯事故尤为严重，矿井瓦斯时时刻刻严重威胁煤矿井下安全生产[1][2]。经过50余年的采矿实践，铁煤集团形成了一套比较完善的瓦斯抽采系统及一套较完整瓦斯抽采技术体系，采用多种瓦斯抽采方法立体抽采工作面及矿井瓦斯，并取得了一定的成绩。各生产矿井共建有12座瓦斯抽采泵站，安装各种型号的瓦斯抽采泵53台，额定瓦斯抽采能力为8820m3/min。井下敷设各种型号的瓦斯抽采管路20.6万m，2011年瓦斯钻孔累计完成396909m，矿井瓦斯抽采率为52.78%。目前使用的瓦斯抽采技术有：原始煤层压裂井开采技术、地面采动区立井抽采技术、顶板瓦斯道抽采技术、底板瓦斯道抽采技术、横向消火道抽采技术、斜交钻孔抽采技术、导入法抽采技术、本煤层瓦斯抽采技术、埋管抽采技术、上隅角立管瓦斯抽采技术等。
2.2 煤层气利用现状
铁煤集团煤层气利用工作由煤层气分公司进行管理，各生产矿井瓦斯泵站向煤层气公司储气罐供气，煤层气公司向用户供气。现有地面管路254000m，共有储气罐11座，储气能力22.25万m3，低浓度瓦斯发电机组17台。目前有原始煤层压裂井31口，年抽采瓦斯量1160万m3，采动区立井112口，封闭采空区立井5口。2011年瓦斯利用量6266.8万m3，瓦斯利用率为77.16%，目前煤层气民用用户有20万户，55万人。工业用户为法库陶瓷工业城。
3 瓦斯抽采、利用工作存在的主要问题
3.1 瓦斯抽采方面存在的主要问题
铁法煤田为复合煤层，多年来，各生产矿井煤层开采顺序为自上而下开采，先采4煤层，再采7、9煤层，采煤工作面瓦斯来源主要以临近层卸压瓦斯为主，采用的瓦斯抽采方法主要以控制临近层瓦斯涌出为主，例如在开采4煤层时，主要抽采2煤层的卸压瓦斯，而且在开采4煤层的同时没有对7煤层的瓦斯进行抽采。这就造成在回采7煤层的时候很难抽采出浓度大于30%的瓦斯，瓦斯资源回收率较低。高瓦斯矿井没有进行本煤层瓦斯预抽，造成在回采过程中工作面配风较大，采空区受通风负压影响较大，影响了瓦斯抽采浓度。
3.2 瓦斯利用工作存在的主要问题
矿井瓦斯抽采量与压裂井产量差距较大，压裂井目前日产量约为4.5万m3，各气源矿井日供气在30万m3左右。矿井正常生产时可以满足用户需要，矿井在五一、十一、元旦、春节放长假时气源紧张。大隆矿、晓南矿瓦斯泵站正压端输气距离长，管路老化，气源无法全部输出。
4 提高矿井瓦斯抽采率的技术途径及建议
合理生产布局：结合矿井防治煤与瓦斯突出及抽采达标工作要求，优先考虑瓦斯抽采，绝对瓦斯涌出量大于30m3/min的采煤工作面在设计时布置瓦斯抽采巷抽采或地面采动区立井抽采[3]。结合铁法煤田煤层赋存状况，充分利用煤层群开采优势，合理布置顶底板瓦斯抽采巷最大限度回收煤层气资源，大兴矿、大隆矿在开采保护层的同时抽采被保护层的卸压瓦斯，开采保护层要对保护层进行抽采。引进瓦斯抽采先进技术及设备，采用大功率、大直径瓦斯抽采设备，提高瓦斯抽采量。
5 提高煤层气利用的途径
加快原始煤层压裂井施工，形成规模化抽采，缓解瓦斯利用紧张局面；施工采空区立井，作为气源补充；改造地面供气管网，减少供气阻力，提高供气能力；购进浓度瓦斯浓缩设备，减少低浓度瓦斯排放，提高瓦斯利用量[4][5]。
6 结语
文中以以铁法集团为例，介绍了矿区煤层地质构造，重点论述了矿井瓦斯抽采及煤层气利用现状。通过在长期的实践，发现并指出了现有技术对瓦斯抽采及煤层气利用技术的不足指出，并提出了相应的改进措施及建议，对相关矿井在瓦斯抽采及煤层气利用过程中，可以起到借鉴作用。
参考文献
[1] 俞启香.矿井瓦斯防治[M].徐州：中国矿业大学出版社.
[2] 马丕梁.煤矿瓦斯灾害防治技术手册[M].北京：化学工业出版社，2007：89-94.
[3] 朱诗山.煤矿瓦斯抽放技术[J].煤炭技术，2009，28（6）：102-103.
[4] 孙茂远.煤层气勘探开发手册[M].北京：煤炭工业出版社，1998.
矿山低浓度瓦斯高效利用研究 篇4
煤矿在我国占据着主导能源地位, 而在煤矿开采过程中, 瓦斯是与煤炭共同伴生的优质清洁能源, 国家对煤矿瓦斯抽采工作非常重视, 提出了“先抽后采、能抽尽抽、以用促抽”的12字方针。因此, 如何合理高效利用瓦斯, 对我国环境和节能事业有着举足轻重的作用。
我国煤矿瓦斯排放量居世界首位, 大量的低浓度瓦斯排放不仅浪费了宝贵的清洁能源, 同时对环境也有严重的危害。瓦斯是一种易燃易爆气体, 当浓度处于5%~16%时极易发生爆炸危险, 而低浓度瓦斯是指浓度为6%~25%的瓦斯。根据调查统计, 在全国200亿m3的瓦斯排放量里就有50%~60%的瓦斯属于低浓度[1]。因此, 如何实现对低浓度瓦斯的高效合理利用, 对我国节能事业有着深远的影响和意义。
1 低浓度瓦斯的脉动燃烧
1.1 脉动燃烧概述
脉动燃烧是介于正常燃烧与爆炸之间的一种燃烧方式, 是一门独立的、介于声学和燃烧学之间的边缘学科[2]。
脉动燃烧与稳定燃烧相比较, 具有燃烧效率高、燃烧强度大、热效率高、传热系数大、排烟污染小等优点。因此, 可以实现对低浓度瓦斯清洁高效的利用。
1.2 脉动燃烧机理
脉动燃烧在运行过程中, 每一个周期可以分为着火与燃烧、膨胀、排气与回流以及重新进气这4个阶段, 如图1所示。
1.3 尾管传热系数
尾管作为脉动燃烧器的重要组成部件之一, 其管中的燃气流动与传热情况直接影响着脉动燃烧器燃烧效率。这是由于尾管内的压力脉动和速度脉动, 自动地提供了强烈的强制对流传热, 加强了气流的振荡, 与常规稳态燃烧器尾管内通常存在的自然对流传热相比, 有很高的传热强度和传热效率。
因此, 设计实验对不同条件下的尾管传热系数进行分析对比, 从而来分析不同条件下低浓度瓦斯脉动燃烧的情况。
2 脉动燃烧实验
2.1 实验设计
目前最常用的脉动燃烧器有Rijke型、Schmidt型和Helmholtz型, 本实验选取应用较多的Helmholtz型燃烧器来进行实验。脉动燃烧实验装置总体结构如图2所示[3]。
如图2所示, 其工作流程为:打开燃气管道上的电磁阀、减压阀、调节阀和空气压缩机, 空气和燃气进入混合室充分混合后进入燃烧室, 然后再打开助燃空气管路上的风机, 空气进入燃烧室, 同时打开点火装置, 进入燃烧室的混合气体被高能点火器点燃。燃烧伴随着放热过程使燃烧室内温度、压力升高, 燃烧产生的压力使空气、燃气阀关闭, 燃烧产物以高速沿尾管排出[4]。由于气流的惯性作用, 燃烧室内产生负压, 空气、燃气阀又被打开吸入新的空气和燃气, 同时尾管中的部分高温烟气也返回燃烧室, 与燃烧室内余热一起重新点燃混合气, 燃烧过程自动重复, 不需外加点火和风机, 这时可关闭风机和点火装置。
通过监测仪器对燃烧室温度和压力变化进行实时的监测, 当温度和压力5 min内无明显波动时, 可以认为工况燃烧稳定, 此时记下各项测量数据。
2.2 脉动燃烧实验现象
为了观测脉动燃烧的实验现象, 以尾管长度为2.0 m (f=92 Hz) 时的脉动燃烧为例。
实验时所使用的低浓度瓦斯气体来自山西潞安某矿区, 经压气机压缩后灌入压力钢瓶内以备实验使用, 其主要成分如表1所示。
实验时, 首先对脉动燃烧器以0.5 m3/h的流量通入瓦斯, 此时瓦斯在燃烧室内火焰呈细条状, 而且主要发生在空气与燃气混合处, 属于一般燃烧。
增大瓦斯流量到0.8 m3/h, 此时火焰变得明亮些, 并逐渐占据燃烧室内的大部分空间, 火焰呈现湍流状态, 但是未达到脉动燃烧要求。
继续增大瓦斯流量到1.0 m3/h, 此时火焰变成亮红色, 开始布满整个燃烧室, 随着燃烧的进行, 火焰变成亮蓝色, 并且听燃烧室发出“轰轰”的响声, 尾管也跟着振动, 说明进入脉动燃烧状态。后续试验过程中, 都以此现象作为判断是否发生了脉动燃烧的依据。
2.3 数据测量及分析
通过上面搭建的实验平台以及配合测量仪器, 可以进行不同尾管长度和瓦斯浓度条件下的脉动燃烧实验, 并通过计算尾管传热系数来判断如何实现低浓度瓦斯的高效清洁燃烧。
不同尾管长度和瓦斯浓度条件下的脉动燃烧实验数据如表2~5所示。
由表1~5可以看出, 当尾管长度为3 m时, 对应的瓦斯浓度为5%时, 实验无法实现稳定脉动燃烧, 故无瓦斯浓度为5%时的数据。另外, 本次实验采用瓦斯流量为2 m3/h进行实验。
通过上述低浓度瓦斯实验研究, 可以看出在瓦斯浓度为5.9%、尾管长度为2.5 m时, 传热系数最高, 高达86.90。
3 结论
(1) 设计并搭建了低浓度瓦斯脉动燃烧实验台, 对低浓度瓦斯的脉动燃烧进行了模拟实验研究, 实验台实现了5%及其以上浓度的瓦斯稳定脉动燃烧。
(2) 对实验数据处理发现, 对于不同长度的尾管, 传热系数随着瓦斯浓度的升高而变大;但是大到一定值就会变小, 即不同尾管长度的尾管都存在一个最佳的瓦斯浓度, 在该浓度下可以实现传热系数的最优化。
对低浓度瓦斯的脉动燃烧进行了初步的探讨, 得出了不同尾管长度和瓦斯浓度的变化对传热系数的优化有显著的影响, 对我国矿山低浓度瓦斯的高效率利用提出了一种新思路。
摘要：瓦斯是一种优质能源, 而低浓度瓦斯的利用一直是国内能源利用中的一大难题, 对低浓度瓦斯采用Helmholtz型燃烧器进行脉动燃烧做了实验探讨, 因为脉动燃烧技术的应用是通过脉动燃烧器来实现的, 所以搭建实验台对脉动燃烧器的重要部件尾管的传热系数进行了数据测量和分析, 指出了影响低浓度瓦斯清洁高效利用的一些条件, 对今后采用脉动燃烧技术清洁高效利用低浓度瓦斯提出了一些思路。
关键词：矿山,低浓度瓦斯,脉动燃烧,尾管传热系数
参考文献
[1]李树刚, 张正林.我国煤矿瓦斯防治与利用现状及改进技术[J].国土资源与环境, 2001, 55:30-32
[2]程显辰.脉动燃烧[M].北京:中国铁道出版社, 1994
[3]高丽霞.低浓度瓦斯脉动燃烧特性[D].徐州:中国矿业大学, 2010
瓦斯利用 篇5
关于印发《遵义市煤矿瓦斯治理与综合利用工作考核办法》的通知
各县、自治县、区（市）人民政府，市人民政府有关工作部门：
《遵义市煤矿瓦斯治理与综合利用工作考核办法》已经市人民政府同意，现印发给你们，请认真贯彻落实。
二〇〇八年八月二十九日
遵义市煤矿瓦斯治理与综合利用工作考核办法（2008～2010年）
为确保全市瓦斯治理与综合利用三年规划目标的实现，根据《省人民政府办公厅关于贵州省煤矿瓦斯治理与综合利用考核管理办法的通知》（黔府办发[2008]84号）和全省煤矿瓦斯治理工作会议精神，制定本办法。
一、考核依据与内容
1.市下达给各县、区（市）的瓦斯事故、瓦斯抽采、瓦斯综合利用指标；
2.遵义市煤矿瓦斯治理与综合利用“十一五”后三年规划；
3.遵义市煤矿瓦斯治理与综合利用、季度工作任务及目
标；
考核目标分为定性目标和定量目标两类。
二、考核程序与评分办法
1.考核程序。
（1）各产煤县、区（市）煤矿瓦斯治理与综合利用工作领导小组（以下简称领导小组）每年1月10日前组织对辖区内所有煤矿企业上煤矿瓦斯治理与综合利用工作目标执行情况进行考核，考核结果报市领导小组，并依据考核结果按矿井数3∶4∶3（一类矿30%，二类矿40%，三类矿30%）的比例对煤矿进行分类管理。具体事项由各县、区（市）对煤矿的考核办法中明确；
（2）市领导小组每年1月20日前组织对各产煤县、区（市）进行考核，考核情况报省领导小组，并向社会公示。
2.考核评分办法。
基本分100分。
考核得分=定量目标得分+定性目标得分+加分项目-扣分项目
三、考核项目与计分标准
1.定量目标。基本分80分。
（1）煤矿瓦斯事故和死亡人数控制指标。基本分50分。
煤矿瓦斯事故起数和死亡人数均在控制指标以内的得50分；煤矿瓦斯事故起数和死亡人数均超控制指标或发生一起重大以上瓦斯事故的得零分；两项控制指标中有一项超控制数的，先记25分，再减去未实现的项目扣分（瓦斯事故起数每超一起扣4分，死亡人数每增加1人扣6分，扣完为此）。
（2）瓦斯抽采目标。基本分10分。
完成市下达的瓦斯抽采目标（按瓦斯监测监控系统反映的流量×浓度×抽放时间计算）得10分。未完成的，每降低1%扣2分，扣完为此。
（3）瓦斯综合利用目标。基本分10分。
完成市下达的瓦斯综合利用规划指标（按上网脱硫电价补助计算折纯瓦斯用量或按中央财政补助审核结果计算折纯瓦斯用量）的得10分，未完成的，每降低3%扣1分，扣完为此。
（4）瓦斯治理利用项目指标。基本分10分。
完成市下达的煤矿瓦斯治理技术改造项目和综合利用项目建设的得10分。未完成的每少一个项目扣2分，扣完为止。
2.定性目标。基本分20分。
（1）成立领导小组的得1分，未成立的不得分。
（2）有煤矿瓦斯治理与综合利用专设工作机构负责日常工作的得2分，无专设机构的不得分。
（3）制定煤矿瓦斯治理与综合利用“十一五”后三年规划得1分，未制定的不得分。
（4）制定煤矿瓦斯治理与综合利用工作考核管理办法的得1分，未制定的不得分。
（5）制定煤矿瓦斯治理与综合利用工作计划，并将煤矿瓦斯事故、瓦斯抽采、瓦斯利用等指标进行分解落实的得2分，未完成的每缺1项扣1分。
（6）及时传达上级有关煤矿瓦斯治理与综合利用工作会议精神和文件要求、制定季度工作计划并督促落实、总结季度工作的得3分，缺1项（或1次）扣1分，扣完为止。
（7）每半年组织开展一次煤矿瓦斯事故隐患排查治理专项行动，建立完善煤矿瓦斯事故隐患排查治理工作档案的得6分，每少1次扣2分，排查矿井每少1矿次扣0.5分，排查出的隐患每少整改1处扣0.5分，未建立档案的扣0.5分，扣完为止。
（8）按要求上报煤矿瓦斯治理与综合利用有关材料和统计报表得4分，每少1次或1次不符合要求扣1分，扣完为止。
3.其它扣分项目。
（1）煤矿瓦斯治理利用工作受到省领导小组通报批评的每次扣2分，受到省领导小组办公室或市领导小组通报批评的，每次扣1分；受到市领导小组办公室通报批评的，每次扣0.5分。
（2）各县、区（市）每年应组织专家对辖区内的煤矿瓦斯治理与综合利用进行专家“会诊”，并对“会诊”出的隐患认真督促整改。未组织开展“会诊”的扣2分；“会诊”每少1矿扣1分，有1条隐患未按规定时限整改完善的扣0.5分，扣到10分为止。
（3）所有矿井安装使用安全监控系统并实现市、县（区、市）、矿三级联网，每发现1矿井未安装使用监控系统扣0.5分，扣到10分为止。
（4）每发生一起较大瓦斯事故扣5分。
（5）在瓦斯治理利用工作考核中弄虚作假的要从严处理，直接给予红牌警告。
4.加分项目。
（1）本单位有瓦斯事故指标，但未发生瓦斯事故的加5分。
（2）超额完成瓦斯抽采目标，超10%—20%，加1分；超20%—30%，加3分；超30%—40%加5分；超40%以上加10分。
（3）超额完成瓦斯综合利用目标，超10%—20%，加2分；超20%—30%，加6分；超30%—40%加8分；超40%以上加15分。
四、考核保障措施
各县、区（市）政府主要负责人为本地目标责任人，负责组织本地煤矿瓦斯治理与综合利用工作相关目标的实施，分管负责人具体负责此项工作的开展。
五、考核结果与奖惩
1.煤矿瓦斯治理与综合利用工作目标考核结果按15%计入对产煤县、区（市）综合考核的安全生产工作目标考核分值。
即：安全生产考核分值=年初安全生产考核办法考核得分×85%+煤矿瓦斯治理与综合利用考核得分×15%
2.煤矿瓦斯治理与综合利用工作目标考核得分在90分以上（含90分），由市政府或市煤矿瓦斯治理与综合利用工作领导小组表彰奖励；得分在50分—60分的，给予黄牌警告；考核得分在50分以下的给予红牌警告。
3.连续2次受到省通报批评和连续3次受到市通报的，给予黄牌警告；连续2次受到黄牌警告的，给予红牌警告。
大力推进煤矿瓦斯抽采利用 篇6
煤矿瓦斯抽采利用意义重大
煤矿瓦斯又称煤层气, 是赋存在煤层中的烃类气体, 和天然气一样, 主要成分是甲烷。瓦斯对煤矿安全生产是重大威胁, 但加以利用又是优质清洁能源。搞好煤矿瓦斯抽采利用, 就可以化害为利、变废为宝, 意义十分重大。
第一, 搞好煤矿瓦斯抽采利用是煤矿安全生产的治本之策。
瓦斯易燃易爆, 当空气中瓦斯浓度在5%～16%时, 遇到火源就会爆炸, 瞬间形成高温高压冲击波, 并产生大量一氧化碳。煤矿一旦发生瓦斯爆炸或煤与瓦斯突出事故, 就会造成人员大量伤亡。我国煤层赋存条件复杂, 高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井约占1/3, 防治煤矿瓦斯事故始终是安全生产的重中之重。新中国成立以来, 全国共发生23起一次死亡百人以上的煤矿事故, 其中21起是瓦斯事故。近四年来, 煤矿重特大事故死亡人数近70%都是瓦斯事故造成的。搞好煤矿瓦斯抽采利用, 可以实现煤炭在低瓦斯状态下开采, 有效杜绝瓦斯事故发生, 是保障煤矿安全生产的根本措施和关键环节。
第二, 搞好煤矿瓦斯抽采利用是增加能源供给的有效措施。
煤矿瓦斯中甲烷含量大于90%, 1 m3瓦斯发热量大于8×106 kal, 是与天然气相当的优质清洁能源, 可广泛用于发电、工业窑炉、民用、汽车等方面燃料或生产化工产品。煤炭是我国的主体能源, 多年来在一次能源生产量和消费量中一直占70%左右, 而石油天然气资源十分短缺, 需要大量进口。搞好煤矿瓦斯抽采利用, 可以增加优质清洁能源供给, 改善能源供给结构。同时, 可以逐步减少对进口天然气的依赖, 有利于保障国家能源安全。
第三, 搞好煤矿瓦斯抽采利用是减少环境污染的重要举措。
煤矿瓦斯的温室效应是二氧化碳的21倍。据计算, 每利用1亿m3甲烷, 相当于减排150万t二氧化碳。2008年, 我国利用煤矿瓦斯16亿m3, 共减少排放二氧化碳2 400万t, 但煤层中绝大部分瓦斯还是直接排空了, 既浪费资源, 又污染环境。搞好瓦斯综合利用, 最大限度地控制瓦斯直接向大气中排放, 有利于减少空气污染, 保护生态环境。
第四, 煤矿瓦斯抽采利用是一个新的经济增长点。
中央提出, 应对当前国际金融危机、促进经济长期持续发展的一个重要措施, 是加快培育新的经济增长点。实现煤矿瓦斯抽采规模化利用、产业化发展, 需要大量投资建设抽采利用工程和配套管网、生产抽采利用设备, 可以有效带动钢铁、建筑施工、装备制造、运输及相关服务业发展, 促进投资需求扩大和就业增加。比如, 2009年全国瓦斯抽采利用直接投资超过66亿元, 带动国内生产总值增加约120亿元, 提供就业岗位约12万个。我国埋深2 000 m以浅的煤层气地质资源量有36.8万亿m3, 各产煤省逐步增加煤矿瓦斯抽采利用量, 将会形成一个从生产到服务的大产业, 成为新的经济增长点。各地和煤矿企业要看到煤矿瓦斯利用的巨大潜力, 把煤矿瓦斯这一丰富的资源尽快充分利用起来。
煤矿瓦斯抽采利用大有可为
国家十分重视煤矿瓦斯抽采利用, 近年来研究采取了一系列促进煤矿瓦斯抽采利用的重大政策措施, 各地区、各部门和煤矿企业按照国家的要求, 加大了煤矿瓦斯抽采利用工作力度, 煤矿瓦斯抽采利用取得了重要进展。2008年, 我国瓦斯抽采量达到58亿m3, 比2005年增加150%;瓦斯利用量比2005年增长160%。2009年1～10月, 累计抽采量达50.2亿m3, 利用量15.1亿m3, 同比分别增长9.8%、10.2%。目前, 我国民用瓦斯用户约90万户, 瓦斯发电装机容量达92万kW。随着煤矿瓦斯抽采利用量的大幅增加, 瓦斯事故和死亡人数将会大幅下降, 瓦斯排放污染也将会大幅减少。2008年, 全国煤矿发生瓦斯事故起数和死亡人数分别比2005年下降56%和64%。2009年1～10月, 全国煤矿发生瓦斯事故127起, 死亡551人, 同比分别下降21.1%和22.0%, 共减少排放二氧化碳2 100万t。
但是也要看到, 当前我国煤矿瓦斯抽采利用还处在起步阶段, 存在较大差距。主要表现在煤矿瓦斯抽采总量还不大, 利用水平还比较低 , 发展很不平衡。我国矿井瓦斯平均抽采率仅有23%, 而美国、澳大利亚等主要产煤国家的抽采率均在50%以上 ;目前我国抽采瓦斯总体利用率平均只有30%, 特别是地面抽采只有5亿m3, 仅占“十一五”规划地面抽采目标的25% , 大量的井下抽采瓦斯没有得到有效利用。全国煤矿瓦斯抽采和利用量的85%集中在山西、辽宁、黑龙江、安徽、河南、贵州、重庆等7省 (市) , 其中山西就占到50% , 地区差异突出 。瓦斯灾害仍然是我国煤矿安全生产的最大危害 , 是威胁矿工生命的“第一杀手”。2009年1～10月, 全国煤矿发生重大以上瓦斯事故起数和死亡人数 , 分别占煤矿重大以上事故的42.9%和64.7%。山西屯兰煤矿“2.22”、重庆同华煤矿“5.30”、河南平顶山新华四矿“9.8”特别重大事故都是瓦斯事故, 给人民群众生命财产造成巨大损失, 教训十分惨痛。
我国煤矿瓦斯抽采利用发展相对滞后, 一方面说明我们的工作还有差距, 另一方面也说明我国煤矿瓦斯抽采利用有着巨大的潜力。目前, 煤矿瓦斯抽采利用的技术已经成熟, 一些地方特别是煤矿瓦斯抽采利用示范煤矿已经探索了一些成功的经验, 国家支持煤矿瓦斯抽采利用的政策体系已经形成, 并且支持力度不断加大, 各地和企业的积极性空前高涨, 煤矿瓦斯抽采利用的政策环境、社会环境十分有利。只要我们高度重视, 把国家的政策落实好, 把工作做扎实, 煤矿瓦斯抽采利用前景十分广阔。
切实加大煤矿瓦斯抽采利用工作力度
做好煤矿瓦斯抽采利用工作, 必须深入贯彻落实科学发展观, 进一步贯彻落实中央关于煤矿瓦斯防治的决策部署, 提高认识, 加强领导, 科学规划, 抓紧理顺体制机制, 加大投入和技术研发推广力度, 落实完善支持煤矿瓦斯抽采利用的各项政策, 尽快把煤矿瓦斯抽采利用提高到新的水平。
(一) 认真编制和落实煤矿瓦斯抽采利用规划。
促进煤矿瓦斯抽采利用, 必须坚持科学规划, 有序开发, 防止乱采乱抽、浪费资源。现在到2010年还有一年多时间, 完成“十一五”规划煤矿瓦斯抽采利用目标, 任务十分艰巨, 时间十分紧迫。从今年起, 要通过两年左右的努力, 争取全国瓦斯抽采量翻一番, 利用量翻两番, 减排指标同步达到规定标准要求, 重特大瓦斯事故切实得到有效遏制。有关部门要研究采取措施, 加强工作协调, 严格督促考核, 促进有关地区和企业完成既定目标。各地区和企业要加强瓦斯抽采利用生产组织协调, 确保完成本地区、本企业目标任务。要抓紧启动“十二五”期间煤矿瓦斯抽采利用规划编制工作, 明确目标、任务、标准、重点项目、资金投入、保障措施, 推进煤矿瓦斯有序有效开发。
(二) 抓紧理顺瓦斯抽采利用的体制机制。
要坚持深化改革, 消除制约煤矿瓦斯抽采利用的体制机制性障碍。一是积极解决矿业权重叠问题。国家有关部门和地方主管部门要按照采煤采气一体化原则, 加强沟通和政策协调, 实行煤、气开发主体的统一。二是创新企业组织经营形式。鼓励成立瓦斯抽采利用专业公司, 瓦斯抽采利用企业一定要实行独立核算, 实行规模化利用, 产业化开发。鼓励组建股份制公司, 促进煤炭企业和瓦斯抽采企业的合作。三是加强对煤层气探矿权的监管。对不能完成年最低勘查投入和抽采量的, 要依法核减煤层气探矿权面积, 直至注销探矿权。决不能允许一面有气不让别的企业采, 一面向大气排放或导致瓦斯事故不断发生。四是完善瓦斯防治和抽采利用考核激励机制。要把瓦斯抽采利用作为考核地方和企业安全生产、节能减排、工作绩效的重要指标, 定期通报抽采利用情况并形成制度。要通过对项目核准、技术改造、装备投入、建设用地等实行差别性政策, 完善瓦斯抽采利用激励机制, 充分调动地方和企业的积极性, 加快煤层气抽采利用产业化、规模化发展。五是积极引入煤层气抽采合作竞争机制。支持大型煤炭企业参与煤层气勘探开采, 鼓励外商和民营企业利用先进技术和资金投资煤层气开发, 提高瓦斯抽采技术和管理水平。
(三) 进一步落实完善瓦斯抽采利用政策。
目前, 影响煤矿瓦斯抽采利用的重要原因之一, 是国家鼓励支持抽采利用的政策没有得到很好落实, 有些政策还需要进一步完善。促进煤矿瓦斯抽采利用, 关键是要落实政策、完善政策。一是落实瓦斯抽采利用税费优惠政策。要严格落实瓦斯抽采企业增值税先征后返、进口设备税收优惠、设备加速折旧、免征企业所得税、抵扣纳税额, 以及提取生产安全费用用于瓦斯抽采等政策规定, 确保政策到位, 不打折扣, 提高瓦斯抽采企业的积极性。认真落实瓦斯开采企业探矿权和采矿权使用费减免政策, 促进扩大煤层气资源勘探量, 加快煤矿瓦斯前期开发利用。二是落实瓦斯抽采利用财政补贴政策。按照瓦斯发电自发自用、多余上网的原则, 认真落实瓦斯上网电价比照可再生能源电价政策。目前, 瓦斯上网电价标准偏低, 瓦斯发电企业没有积极性。国家将适度提高财政补贴标准, 鼓励瓦斯发电并网。电网企业要千方百计克服困难, 积极创造条件, 保证瓦斯发电优先上网。三是落实城乡居民使用煤层气的政策。有关地区和部门要积极推进煤层气输送管网建设, 或与天然气并网输送, 扩大民用地域范围。要落实国家有关价格政策, 实行煤层气与天然气同质同价或适度低价销售, 扩大民用和汽车燃料市场, 扩大瓦斯利用规模。四是完善瓦斯抽采利用标准。要借鉴国际标准, 加强研究, 加强沟通, 努力使瓦斯防治的安全生产标准、抽采利用标准、减少排放标准协调起来, 既确保煤矿安全生产, 又促进煤矿瓦斯资源的有效利用。五是研究制定参与“利用清洁发展机制”国际合作的相关政策。有关部门要进一步修订符合国际合作交易的标准和办法, 消除交易政策性壁垒, 扩大项目合作, 加快瓦斯利用。
(四) 增强瓦斯抽采利用科技保障能力。
煤矿瓦斯利用的节能减排效果分析 篇7
1 煤矿瓦斯利用的必要性
对于煤炭开采而言, 瓦斯被视为一种灾难性的气体, 是威胁煤矿安全生产的第一杀手。对于生态环境而言, 瓦斯作为一种温室气体, 已成为全球气候变暖的罪魁祸首。从节约能源方面, 瓦斯则是一种清洁能源, 合理利用瓦斯, 能为企业带来经济效益, 成为煤矿区新的经济增长点。国办发[2006]47号文件《国务院办公厅关于加快煤层气 (煤矿瓦斯) 抽采利用的若干意见》强调:“必须坚持先抽后采、治理与利用并举的方针, 采用各种鼓励和扶持政策, 防范煤矿瓦斯事故, 充分利用能源资源, 有效保护生态环境。”发改能源[2007]1456号《国家发展改革委国家环保总局关于印发煤炭工业节能减排工作意见的通知》指出:“高瓦斯及煤与瓦斯突出矿井必须按规程规定建设瓦斯抽采利用系统, 严格执行‘先抽后采’。条件具备的矿区, 要尽可能采用地面抽采方式, 应用先进技术和装备, 提高煤层气 (煤矿瓦斯) 抽采量和利用率。”《煤矿瓦斯抽放规范》 (AQ 1027—2006) 明确要求:“瓦斯抽放的矿井应加强瓦斯利用工作, 变害为利, 保护环境并以用促抽, 以抽保用。年瓦斯抽放量在100万m3及以上的矿井, 必须开展瓦斯利用工作。”
由此可见, 煤矿瓦斯利用不仅是响应国家政策, 建设节约型社会和发展循环经济的需要, 也是促进煤矿安全生产, 降低煤矿开采成本的需要, 同时也是减少环境污染, 促进生态环境良性循环的需要。
2 煤矿瓦斯利用的途径
煤矿瓦斯利用途径非常广泛, 总的说来可以分为两大类: (1) 经简单处理后直接利用。如甲烷浓度高于30%的瓦斯, 可以作为民用或者作为锅炉燃料;低浓度瓦斯或者高浓度瓦斯都可以用来发电。 (2) 提浓后利用。瓦斯提浓后可以替代天然气, 生产LNG、CNG或者化工产品。
瓦斯发电是通过瓦斯燃烧将其热能转换成电能, 因为对瓦斯质量要求不高, 投资小, 见效快, 装机灵活, 技术可靠, 已成为煤矿瓦斯利用的一种主要方式。至2010年, 全国瓦斯发电装机容量达到150万k W以上。2012年11月, 国家发展和改革委员会发布的《中国应对气候变化的政策与行动2012年度报告》提出了2015年瓦斯发电装机容量超过285万k W的发展目标。
3 煤矿瓦斯利用的节能减排效果分析
3.1 煤矿瓦斯利用的节能效果
煤矿瓦斯的利用主要是利用其有效成分甲烷, 甲烷在标准状况下 (1个大气压, 温度为0℃时) 的低热值为35807k J/Nm3, 在不考虑其他可燃气体发热量的情况下, 甲烷浓度为30% (体积百分比) 的瓦斯气体低热值为10742.1k J/Nm3, 1Nm3浓度为30%的瓦斯气体的发热量相当于0.37kg标准煤, 0.34L汽油, 0.28L柴油, 0.31Nm3天然气。如果对煤矿瓦斯进行利用, 将瓦斯热值转化成电力或其他能源, 或者直接燃烧供民用或者工业用热, 可以大大的节约标准煤的使用量。以下以工程实例来说明:
贵州某煤矿某一采区瓦斯抽放站高负压系统抽采瓦斯纯量 (最大) 为23.46Nm3/min, 瓦斯浓度为35%;低负压系统抽采瓦斯纯量 (最大) 为11.84Nm3/min, 瓦斯浓度为15%。将高负压和低负压瓦斯抽放系统抽采的瓦斯气体混合, 则可以得到浓度约为24%的瓦斯气体35.3Nm3/min (纯量) 。为了有效利用这部分瓦斯, 该煤矿设计有总装机容量为5400k W的瓦斯发电站M, 安装9台单机容量为600k W的低浓度瓦斯内燃发电机组。发电机组的高温尾气通过余热锅炉进行废热回收, 可以产生蒸汽供应给煤矿各用热负荷。
预计M瓦斯发电站建成投产以后, 每年可以向煤矿供电3078万k Wh, 余热回收每小时可以供热9.03GJ。发一度电按需标准煤0.35kg计算, M瓦斯发电站发电相当于每年节约标准煤1.08万t。锅炉热效率按80%计算, 瓦斯电站余热回收相当于每年节约标煤0.23万t。
由贵州某煤矿的瓦斯利用可以看出, 如果将该煤矿抽采的瓦斯用来发电并回收电厂余热, 每利用1Nm3的瓦斯 (甲烷含量为24%) , 相当于节约0.32kg标准煤, 节能效果非常显著。
3.2 煤矿瓦斯利用的减排效果
煤矿瓦斯一般由甲烷及其同系物、非烃类气体二氧化碳、氮气、氢气、一氧化碳、硫化氢以及稀有气体氦、氩等组成, 由于多方面的因素, 不同煤矿、不同煤层抽放的瓦斯中各组分的含量差别较大, 一般说来, 除了氮气外, 含量最高的为甲烷, 其次为二氧化碳。瓦斯利用过程中, 气体本身含有的二氧化碳不参与反应, 数量没有变化, 因此本文仅考虑甲烷的利用对二氧化碳减排量的影响。
甲烷是一种仅次于二氧化碳的全球第二大温室气体, 其温室效应是二氧化碳的21倍。中国的甲烷排放问题十分突出。2007年中国经济部门温室气体排放的构成中, 甲烷的当量二氧化碳排放量已远高于英国、加拿大、德国等国化石燃料燃烧产生二氧化碳排放量。同时, 甲烷在大气中的寿命为12-17年, 比二氧化碳在大气中存留时间 (50-200年) 短很多。甲烷的减排对大气中温室气体的减少具有迅速的影响, 可以作为优先减排对象。
另外, 广受关注的清洁发展机制 (CDM) 在过去的几年里取得了巨大的成效。截至2010年4月29日, 我国政府批准的2443个CDM项目中, 仅瓦斯利用项目就有83个, 其中26个已经在联合国成功注册, 得到签发的共9个。瓦斯综合利用CDM项目的经济效益, 随着CERs (经核证的减排量) 的相继签发, 已经逐步显现。CDM的第一承诺期已于2012年12月31日结束, 第二承诺期的减排目标还没有确定, CDM是能顺利过渡到第二承诺期, 还是就此终结, 还不得而知。世界自然基金会 (WWF) 北京代表处气候和能源项目官员认为:无论《京都议定书》是否能够顺利进行, CDM等商业机制的需求是现实存在的。如果不加强节能减排, 中国有可能会成为CERs的净买方, 这将对中国的长远发展极为不利。
就贵州某煤矿的M瓦斯发电站而言, 通过瓦斯综合利用发电, 每年可以消耗瓦斯4245.37万Nm3, 折算成纯量为1018.89万Nm3;利用瓦斯发电、供热每年相当于节约标准煤1.31万t。计算该项目的二氧化碳减排量如下:
(1) 减少瓦斯排放的当量二氧化碳减排量
减少瓦斯排放的当量二氧化碳减排量=瓦斯消耗量×0.714kg/Nm3×21
瓦斯消耗量——瓦斯发电机组年消耗的甲烷量 (万Nm3) ;
0.714———标准状态下甲烷的密度 (kg/Nm3) ;
21——减排1t甲烷相当于减排21t二氧化碳 (甲烷产生的温室效应是二氧化碳的21倍) 。则:
减少瓦斯排放的当量二氧化碳减排量=1018.89万Nm3×0.714kg/Nm3×21÷1000kg/t=15.28万t CO2e
(tC O2e为吨二氧化碳当量的简称)
(2) 消耗瓦斯产生的二氧化碳量
瓦斯燃烧后生成二氧化碳, 化学式为:
消耗瓦斯产生的二氧化碳量=瓦斯消耗量×0.714kg/Nm3×44/16
44/16——44为二氧化碳分子量, 16为甲烷分子量。
则:
消耗瓦斯产生的二氧化碳量=1018.89万Nm3×0.714kg/Nm3×44/16÷1000kg/t=2.00万t CO2e
(3) 消耗瓦斯的实际减排量
消耗瓦斯的实际减排量=减少瓦斯排放的当量二氧化碳减排量—消耗瓦斯产生的二氧化碳量, 则:
消耗瓦斯的实际减排量=15.28—2.00=13.28万tC O2e
(4) 项目节能的当量减排量
节约标煤的当量减排量=项目节约标煤的量×8.73×10-5t/MJ×标煤低位发热量
8.73×10-5t/MJ———标煤的二氧化碳排放因子 (t CO2e/MJ) 。
则:
节约标煤的当量减排量=1.31万t×8.73×10-5t/MJ×29270MJ/t=3.35万t CO2e
(5) 项目总的二氧化碳减排量
项目总的二氧化碳减排量=消耗瓦斯的实际减排量+项目节能的当量减排量, 则:
项目总的二氧化碳减排量=13.28+3.35=16.63万t CO2e
由此可知, M瓦斯发电站项目相当于每年减排了16.63万t的二氧化碳。国家发改委为CERs制定了最低交易价格为8欧元/t, 如果申请CDM项目, 保守估计, CERs交易将能为该企业带来133.04万欧元的收入, 按目前1欧元兑换8.18元人民币计, 折合人民币1088.27万元。
由贵州某煤矿的瓦斯利用可以看出, 通过建设瓦斯发电站, 每年利用瓦斯1018.89万Nm3 (纯量) , 供电3078万k Wh, 供热5.42万GJ (最大) , 相当于每年减排二氧化碳16.63万t, 如果申请CDM项目, 每年将能为企业带来1088.27万元的减排收益。
部分文献在计算二氧化碳减排量时, 仅仅考虑了消耗瓦斯带来的减排效果, 而忽略了瓦斯发电、供热节约的标准煤而带来的减排效果。笔者认为, 煤矿瓦斯利用项目的二氧化碳减排量应为消耗瓦斯带来的直接减排量和利用瓦斯产生的收益带来的间接减排量之和。
4 结语
煤矿瓦斯既是一种宝贵的资源, 也是一种有害的气体。瓦斯利用不仅能为煤矿企业带来经济效益, 而且对煤矿安全生产, 保护生态环境, 响应国家政策, 建立煤矿区循环经济产业链起着举足重轻的作用, 是实现高瓦斯煤矿可持续发展, 建设矿区生态文明的必经之路。
参考文献
[1]张福凯, 徐龙君.甲烷对全球气候变暖的影响及减排措施[J].矿业安全与环保, 2004 (10) :6-8.
[2]段茂盛, 周胜.清洁发展机制方法学应用指南[M].北京:中国环境科学出版社, 2010.1:151-157.
[3]高阳.瓦斯发电技术与节能减排[J].节能与环保, 2008 (12) :34-36.
[4]曾祥远.贵州大型煤矿企业瓦斯发电CDM项目关键问题的分析与研究[D].贵州:贵州大学, 2009:16-19.
[5]张博, 陈国谦, 陈彬.甲烷排放与应对气候变化国家战略探析[J].中国人口·资源与环境, 2012 (7) :8-12.
[6]王丽丽.瓦斯CDM项目之路能走多远[N].中国煤炭报, 2010-5-10 (003) .
瓦斯发电机组烟气余热利用实践 篇8
1 国内瓦斯发电机组烟气余热利用现状
进入21世纪, 国家鼓励发展绿色循环经济, 倡导建设资源节约型社会, 企业对经济效益、能源利用和环境保护的认识进一步加深。瓦斯作为一种能源, 被广泛用于发电, 但占瓦斯发电机燃料近35%的热能随烟气排空, 我国对瓦斯发电机组烟气余热的回收利用还处于初级阶段。
2 瓦斯发电机组烟气余热的用途
(1) 余热采暖。
瓦斯发电机组余热采暖是在发电机组烟道出口加装一套余热回收装置, 热水循环泵将软化水送到余热回收装置, 经加热的软化水供给采暖户, 冷却水再被送到余热回收装置加热, 如此一直循环。
(2) 余热供应洗浴热水。
在余热采暖的基础上加装一套水—水热交换器, 被循环加热的软化水通过水—水热交换器将洗浴用水加热。
(3) 余热制冷。
余热制冷的典型代表是溴化锂吸收式制冷, 吸收式制冷和压缩式制冷的主要差别在于用蒸汽发生器——吸收器装置代替了压缩机。用蒸汽发生器吸收瓦斯发电机组烟气热量。
3 余热吸收装置
目前理想的瓦斯发电机组烟气余热回收装置是针型管余热锅炉。该装置采用针型管强化传热元件扩展受热面, 同时烟气流经针型管表面时形成强烈的紊流, 起到提高传热效率和减少烟灰积聚的作用。该余热锅炉具有结构简单、热效率高、运行寿命长、安全可靠、维护方便等优点。
4 鹤壁六矿瓦斯余热利用实践
鹤壁六矿现安装有5台500GF1-3RW型瓦斯发电机组, 在每台瓦斯发电机组烟气管道上安装一台KNPT04-500针型管余热锅炉。
(1) 5台针型管余热锅炉每小时回收热能量。
烟道出口烟气温度550 ℃;经针型管余热锅炉换热后烟气温度为150 ℃, 烟气由550 ℃降为150 ℃时, 每小时释放的热量为:
Q = CMρ (T1-T2) =1 180 MJ/h
式中, C为烟气比热, 1.076 kJ/kg℃;M为烟气流量, 2 130 m3/h;ρ为烟气密度, 1.293 kg/m3;T1为烟道出口烟气温度, 550 ℃;T2为针型管换热后烟气温度, 150 ℃。
针型管烟气换热器换热效率为95%, 5台机组每小时可回收热量:
Qz=5Q×95%≈5 610 MJ/h。
(2) 所回收热量可供采暖面积。
每平方米取暖所需热量为250 kJ/ (m2·h) , 则余热回收的热量可供暖的面积为:
Qη2/A=20 196 m2
式中, Q为5台机组可回收热量, MJ/h;A为每平方米采暖面积小时需用热量, 250 kJ/ (m2·h) ;η2为供热管网效率, 取90%。
(3) 所回收热量可供洗浴热水量。
供到水—水热交换器的地下水温度为20 ℃, 热交换后水温达到50 ℃供洗浴用, 即水温提高了30 ℃。每小时可供50 ℃的热水量为:
Qz/A2 =44.5 m3
每天可供50 ℃热水量1 068 m3。
式中, Qz为5台机组每小时可回收热量, kJ/h;A2为每立方水提高30 ℃需用热量, 1.25×105 kJ/ (m3·h) 。
(4) 鹤壁煤电公司六矿瓦斯余热利用现状。
冬季, 利用5台瓦斯发电机组烟气余热向职工宿舍楼、矿工会办公楼和职工服务中心等场所供暖, 供暖最远距离为80 m, 采暖面积20 000余m2, 室内温度在18 ℃以上。解决了原燃煤锅炉汽暖系统供暖距离远 (700 m) 、供暖不足等问题, 为职工营造了舒适的休息、娱乐环境。夏季, 利用瓦斯发电机组烟气余热供应职工洗浴用水, 全矿4 000余名职工洗浴用水量为1 030 m3, 瓦斯发电机组烟气余热供水满足了职工洗浴需求, 实现了夏季燃煤锅炉停运。
5 经济效益分析
(1) 5台余热锅炉同燃煤锅炉相比, 节约燃煤量9.16 t/d。除去检修时间, 每年瓦斯发电机组正常运行时间按360 d计算, 则每年可节约煤3 297.6 t。六矿2007年原煤价格385元/t, 可节约资金约127万元。
(2) 资金投入。采暖改造费用55元/m2, 面积20 000 m2, 投入资金110万元;供洗浴热水投入资金60万元;余热利用设备投入资金40万元。总投入资金预计210万元。
(3) 经计算, 回收周期为1.65 a。
6 结语
瓦斯利用 篇9
要想对瓦斯灾害从根本上进行治理的话,首当其冲的就是进行瓦斯的开挖抽采工作,目前来看,我国对瓦斯的抽采量已经有了很大的提升,但工人在进行瓦斯开采工作时随时都有着生命危险。
瓦斯是一种类似于二氧化碳的温室气体,但它所产生的温室效应却比二氧化碳的危害大的多,是CO2的25倍,而且对臭氧层也极具杀伤力,其破坏能力是CO2的7倍,所以如果想抽出后在大气中直接排出是不可取的,不仅对生态环境造成破坏,而且会对人们的身体造成影响。
如果从物理的角度分析瓦斯,瓦斯是一种高效、方便的易燃性气体,在前些年来看,我国对瓦斯的排放并不是很重视,使得排放量居于世界首位,这样一来,我国对瓦斯的认识较晚,在开发过程中没有珍惜瓦斯这种高效易燃的能源,相反,却使得温室效应加剧。
目前来看,很多工矿业企业为了能够可持续生产,大多数企业把瓦斯利用在发电、民用燃料、化工等方面。
就此状况,我国为了能够加强对瓦斯的利用和开发强度,提出了“以抽保用、以用促抽”的关于瓦斯利用的政策。
从图1中可以清楚的看到2006年到2011年,在这几年之间瓦斯的利用率的走向趋势可以清楚地看到,我国的瓦斯利用量呈上升趋势,但瓦斯利用率却呈下降趋势,从好的方向来说,这说明了我国在瓦斯的利用和开发上还有很大的潜力值得开发。
因此,我们根据对工况企业矿区开发的实际条件进行研究,分析当地适合开发瓦斯的先进技术,这样不仅对我国瓦斯能源进行充分的开发和利用,而且对产生经济效益也有着很大的帮助。
1 瓦斯抽采的基本状况分析
1.1 工矿区矿井情况分析
白芨沟煤矿的井田面积约为11.27平方千米,当地煤炭的总存储量高达1.4亿吨,位于汝箕沟矿区的背部,该地区因“三低六高”其高质量无煤烟而扬名,白芨沟的煤矿是工矿业冶金和化工生产中所需要的原料,同时这种,煤矿因为其高质量无煤烟的特点也是环保煤矿。目前来看,该煤矿主要开采二三层的煤矿,它的煤层的透气系数都在易抽采和可以抽采的范围中,同时,矿井内丰富的瓦斯资源高达20.27亿立方米,在这些丰富的瓦斯资源中可抽取的高达63.9%。也就是说,白芨沟煤矿是瓦斯资源非常肺腑的矿井,如果合理开采更有助于为工矿业造福。
1.2 瓦斯抽采
白芨沟煤矿的开采时间很早,是在20世纪90年代后期就已经开始抽放煤矿了,但其正式建立永久式开采是在1990年才开始的,直到2006年,白芨沟一共建成了三座永久性的抽采泵站,这三个泵站分别叫南二瓦斯泵站、中央瓦斯泵站和南三瓦斯泵站。应用到实际中去后发现,有两个瓦斯泵站的抽采瓦斯的能力很弱,它们分别是南二瓦斯泵站和南三瓦斯泵站,它们的能力不能够满足矿井每天日渐增大的抽采需求,因此在2010年该地建立了第三个瓦斯站叫做新南瓦斯泵站。时至今日,之前的两个能力较弱的泵站已经不再运行了,代替它们的是新建的泵站和中央泵站,随着技术的不断推进,这两个泵站基本上就可以满足了瓦斯站综合利用的抽采需求。
白芨沟采用的瓦斯抽取方法有以下几种方法,它们分别是,较远距离钻孔、穿层钻孔、顺层钻孔还有采空区瓦斯抽采。自1993年到2012年,这19年间,白芨沟煤矿抽采出大量丰富的瓦斯资源,据统计瓦斯的总量高达5.72亿立方米,这里面可利用的瓦斯总量高达5.14亿立方米,由此可见瓦斯的利用率在不断的增加。1999年至2012年的瓦斯具体抽采量请见图2。
2 怎样充分利用矿井瓦斯
白芨沟煤矿的瓦斯利用方式主要有两种,一种是用来民用,一种是用来工用。民用来说,矿区的煤矿瓦斯可以为整个矿区两千多户人口做饭、取暖,为人们供给所需要的能量,同时他还可以为矿区街道或者公安等单位取暖。工用则用瓦斯供给炭黑厂用来生产炭黑。所用的气的来源从目前来说,主要由中央泵站、新南三泵站担负。
2.1 在利用瓦斯前的处理
一般来说,在瓦斯泵站下抽取的瓦斯一定带有许多水分,这些水分如果不加以处理就直接的输送与利用,想必会出现以下几点问题:
1)首先瓦斯的热度会大幅度的降低,同时管道的运输能力也随之下降;
2)当温度降低而且运输能力下降的时候,瓦斯的水分会被迫用处导致管内出现积水的情况发生,这样一来就会增加了流动的阻力而且会增加管道被瓦斯气体中呈酸性气体侵蚀的几率,损害管道的质量;
3)在冬天温度下降,气温寒冷的情况下,瓦斯传送的管道很容易结冰,这样就会影响瓦斯输送的效率。
以上的这三个问题是经常会遇到的问题,我们一白芨沟煤矿为例子,白芨沟煤矿建立了一系列的瓦斯利用前的处理系统,把矿井中抽采的瓦斯利用这种系统进行脱水处理后在运输到用户和工业矿厂的手中,这样在瓦斯利用前对瓦斯进行处理,减少了很多不必要的麻烦和损失。和图3中所呈现的一样。
在瓦斯泵站输出的瓦斯温度小于200摄氏度的情况下,经过储气罐分离出来的水,接着通过风机把其压缩到0.2MPa为止,这样就能对瓦斯进行干燥处理后通过调压器调节压力,最后运送到瓦斯将要被利用的地点,完成这个瓦斯利用处理系统。此外,这个系统还可以解决管道出现积水或者冬天由于气温下降导致管内结冰等问题有很大作用。
2.1.1 从储气罐方面来看
储气罐一般采用的是10000m3低压式螺旋储气罐,它整体呈原型塔状结构,它的结构图为一个储水槽和三个塔层,如图4所示,它的直径如图,分别为26.4m、25.5m、24.6m和23.7m。
提到它的作用,主要有三个:
1)它能够将输送的瓦斯中的水和气分离;
2)如果瓦斯泵站要发生故障,可以及时的对瓦斯泵站补充一定的瓦斯,在一定程度上保证供气顺利进行,从而把供气系统的可靠性不断提高[5];
3)可以使瓦斯泵站在输送过程中的瓦斯得到缓冲,从而降低其他因素对瓦斯输气系统的妨碍。
2.1.2 从加压器方面来看
白芨沟煤矿一共划分了12个煤矿区域,并且在每个煤矿区域分别设有调压站,每个站点有几个专门的设备,比如:阀门、调节压力器、过滤器、安全设备等等,这些设备的核心就是调节压力器,它的目的就是为了把输气管网中不能够运送的压力调节到下一级管网中,利用用户所需要的压力值进行分配,这样就能够使瓦斯的压力保持稳定的状态。调节站作为一个枢纽作用,对管道的运输和安全稳定起到了保障性的作用。
2.2 如何合理利用瓦斯
2.2.1 生活中瓦斯的使用
瓦斯在生活中的使用用途广泛,以白芨沟煤矿的抽采为例,它的煤矿主要就是供矿区的两千多户居民进行炊事用气以及矿区的各单位在冬季取暖。每个灶头的用气量较小,每年矿区抽采的瓦斯足够居民在日常生活中的需要。
居民在做饭时使用的燃气灶也可以用瓦斯气灶来代替,这样的用途相对来说比较方便还节约,假如使用液化气灶,那么就需要把气孔大小与供气压力进行一定的调整。
2.2.2 关于天然气半补强炭黑
天然气半补强炭黑的生产技术是利用气炉法生产的,它是一种生产炭黑的技术,在国内来说,天然气半补强的生产大多都是利用天然气作为生产原料,在原料中可占到94%的比例,我国目前只利用瓦斯煤矿来生产天然气半补强太黑的就只有白芨沟煤矿厂,自白芨沟煤矿厂建厂至今天,已经拥有了两条生产天然气半补强炭黑的生产线技术。
天然气半补强炭黑有其独特的原理:当把矿井的瓦斯当作燃料的时候,在炭黑的反应过程中会产生不完全燃烧、分裂、解析,从而制成一种类似于软质的炭黑产品,它的主要应用就是在橡胶行业汇总。在生产炭黑的时候瓦斯浓度的需求很高,瓦斯的浓度不能够低于60%,利用瓦斯作为原料的优势就是煤矿瓦斯中没有二氧化硫,这样生产出来的产品它的物理性能和化学性能都很稳定,这样就会加强了橡胶的补强性能,而且减少了会腐蚀的可能性。
天然气半补强炭黑的生产过程是:运输管道中的瓦斯在经过阀门控制的同时进入到火嘴箱中与炭黑进行反应,这个时候,供风机可以把空气预热器传送到风壳中进行反应,在反应炉中,瓦斯和空气燃烧发生反应,一部分瓦斯在高温下裂变成炭黑,通过冷水结束反应,在经过冷却塔和换热设备冷却进入最终的收集系统进行系统收集。所得到的炭黑经过进一步的加工包装成制成品,最后把剩余的气体燃烧之后进行过滤,在排放到大气中,这样就节约了经济和资源。具体工艺流程见图5。
2.3 两大效益:经济与社会
白芨沟煤矿自从上个世纪90年代起就使用瓦斯,并且使用瓦斯的利用率很高,在1998年之后还建成了很多二期工程的炭黑厂,使瓦斯的利用率大幅度的提升到百分之百,在近些年中,因为采空区的瓦斯抽取的浓度不符合利用的要求,所以瓦斯的利用率有所下降,直到2012年,白芨沟的瓦斯利用量已经高达5.14亿m3,同时瓦斯的利用率也高达90%之多,瓦斯的利用量和瓦斯利用率如图6所示。
白芨沟煤矿充分利用瓦斯,这样不仅能够缓解瓦斯对环境造成的不良影响,同时把瓦斯充分利用,促进了瓦斯的抽采工作,产生了很大的经济效益和社会效益:
1)在居民日常使用瓦斯上,瓦斯为整个矿区两千多户居民提供了生活用气和冬天的取暖条件,瓦斯提供的能源与煤炭资源相比每年大约可以节省4000t,节省的资金高达100多万。
2)每年白芨沟煤矿的年产天然气的直接经济效益约为100万元,新型生产方式同时也解决了目前就业难的问题,减轻了当代大学生就业难的问题。
3)瓦斯的充分利用能够促进煤层的资源开发,同时瓦斯的利用会逐渐改善工矿区的生态环境,从而提高空气质量。
3 结论
目前在我国来说,对矿井瓦斯进行资源的综合利用和开发是一条可行的道路,也是坚持可持续发展道路的重要措施。瓦斯使白芨沟获得经济效益的同时,兼顾了对周围环境的影响,可以说是一石二鸟的方法。瓦斯在民用和工用两个方面,不仅能使瓦斯对环境的影响减少,同时排放也大幅度的减少,从而促进了我国工矿业对瓦斯资源的开发,创造了很高的经济效益和社会效益。
但是,纵向来看,白芨沟煤矿在瓦斯利用的深度与广度层次来说,还是相对欠缺些东西,要对观念进行彻底的转变、对可利用的范围进行探索欲与扩大、实时的提高利用率等,从而促进瓦斯资源的综合发展,为矿区的经济、“绿色”做出更大贡献。
摘要：随着煤炭开采业的发展,瓦斯利用也逐步得到重视和应用。白芨沟煤矿是高瓦斯矿井,从1993年开始利用瓦斯,抽采的瓦斯经过瓦斯利用预处理系统脱水和调压后,主要供矿区居民炊事用气和各单位冬季取暖,同时也作为生产天然气半补强炭黑的原料。持续到2012年,白芨沟煤矿的瓦斯利用总量已经累积了5.14亿m3,瓦斯利用率为90%,我们在对瓦斯进行开发利用的同时也在保护着我们周围的生态环境,这样不仅能够节能环保,而且对瓦斯进行资源开发,可以获得良好的生产和社会效益白芨沟煤矿的瓦斯综合利用对其它矿井因地制宜地利用瓦斯具有一定的借鉴意义。
关键词：瓦斯,综合利用,预处理系统炭黑
参考文献
[1]龙伍见.我国煤矿低浓度瓦斯利用技术研究现状及前景展望[J].矿业安全与环保,2010.8,37(4):74-77.
[2]陶明信,高波,李晶莹.煤层气:新兴的能源资源及其灾害于环境问题[J].矿物岩石地球化学通报,1999,18(3):182-188.
[3]吴财芳,曾勇,秦勇.煤与瓦斯共采技术的研究现状及其应用发展[J].中国矿业大学学报,2004,33(2):137-140.
[4]马晓钟.煤矿瓦斯综合利用技术的探索与实践[J].中国煤层气,2007,7(3).
浅谈煤矿瓦斯排放现状及利用措施 篇10
1 煤矿企业在瓦斯抽采和利用方面存在的问题
1) 瓦斯抽采的技术装备落后。瓦斯抽采的重要性和利用价值受到煤矿企业的关注, 在相关工程实践包括理论研究等方面都有了较大的进步, 但是煤矿企业在瓦斯抽采方面的工作仍不理想, 全国的总体抽采率仅为23%左右, 而美国、澳大利亚等发达国家的瓦斯抽采率都达到了50%以上, 究其原因, 一方面在于透气性和基础条件差, 另一方面在于技术设备的落后。发达国家已经普遍使用外井下长钻孔预抽技术, 但在我国仍不可能实现, 差距还相当大, 与发达国家相比不可同日而语。
2) 煤矿瓦斯的抽采难度提升。近十几年来, 我国煤矿企业的瓦斯安全事故发生率越来越高, 得不到有效控制。我国的煤矿矿井绝大多数都是瓦斯矿井, 大部分煤层都存在瓦斯含量高、透气性差、压力大等特点, 而且平均开采深度较大, 由于开采得越深, 瓦斯的地应力和压力越大, 开采难度也会越来越高[1]。
3) 煤矿瓦斯的抽放形式。目前, 井下抽放是最为普遍的瓦斯抽放方式, 因煤矿瓦斯抽放对象的差异性又划分出本煤层瓦斯抽放、邻近煤层瓦斯抽放、采空区瓦斯抽放等不同形式。具体讲, 本煤层采前预抽方式适用于与煤层群距离较远矿区的开采或是单一煤层高含量瓦斯的开始;对于矿井突出或瓦斯含量较高的煤层来说, 为了提高瓦斯抽放量, 针对本煤层预抽时间短并且抽放率较低的情况, 在回采的过程中可以用本煤层边采边抽的方式;针对瓦斯抽放的过程中可能会出现的瓦斯超限等问题, 可以采用本煤层边掘边抽的方式;对于煤层群抽放, 在以邻近煤层为主体的回采工作面出现瓦斯急剧涌出现象, 并且常用通风方式已经不能保证回采工作面瓦斯不超限的情况下, 一般采取在邻近层钻孔抽放的形式;而邻近层巷道抽放的方式具有抽放率高、整体抽放效果好的优势;针对部分采工区瓦斯含量较高的情况, 为有效控制采工区上隅角的瓦斯超限问题, 确保瓦斯抽放工作能够顺利进行, 一般会实施采空区抽放的方式。
4) 瓦斯的利用受到制约。煤矿矿井一般都在地势偏远且条件较差的地方, 因此, 即使把瓦斯抽采出来, 也难以对其加以利用, 只能被排放掉。即便瓦斯可以用来发电, 但是由于入网价格过低, 不能给煤矿企业带来实际利益, 所以企业一般不会在这方面下功夫, 这就严重限制了瓦斯的利用率。据了解, 即使在国家的重点煤矿企业, 瓦斯的利用率也只不过占总比率的两成多。
5) 国家的鼓励政策难以带来实效。虽然国家制定了一些优惠政策, 鼓励煤矿企业抽采瓦斯并提高利用率, 但是, 这些政策仍然缺乏足够的力度[2]。瓦斯的抽采是一项高风险高投入的项目, 国家必须提高相关鼓励政策对企业的扶植力度, 才能使瓦斯的抽采和利用获得进展。
2 对瓦斯抽采利用的对策和建议
1) 建立完善有关制度提高安全生产意识。煤矿采挖是一项高风险作业, 关系到企业和工人的生命财产安全, 保障了人员的安全既是为煤矿企业带来了效益, 因此, 有必要强制煤矿建立瓦斯抽采系统来保障抽采工作能够正常进行, 特别是高突出矿井和瓦斯矿井一定要建立瓦斯抽采系统并及时给予维护, 确保系统能够正常使用。而新建煤矿时, 必须要求同步建起瓦斯抽采系统, 这也是对煤矿企业自身负责的行为。煤矿企业的所有工作人员特别是下井矿工应该提高安全意识, 充分认识到瓦斯的危险性, 自觉遵守安全生产的各项规定, 不可只追求采煤效率而忽略瓦斯抽采工作[3]。
2) 加大资金投入力度提升科技装备水平。制约煤矿瓦斯抽采利用的一个很重要的原因是科技装备水平的落后, 因此, 要想大力提升我国煤矿的瓦斯抽采利用率, 就必须加强资金投入, 提升装备水平和科研水平, 突破技术难题, 研制出更加先进的抽采设备和利用方式, 解决瓶颈制约。当前, 瓦斯抽采的水平长钻技术、地面采动区抽采井技术、提升高煤层透气性技术等是我们急需攻克的技术难题。建议从国家层面高度重视并下功夫解决这些问题, 并对瓦斯抽采利用技术开展持续的研究开发, 争取在瓦斯抽采利用方面实现大突破、大进展。
3) 各级安全部门要进一步加强监管。全国各级相关安全部门要不断加强监督和管理工作, 严格监督企业贯彻落实“先抽后采”这一原则方针, 把瓦斯治理工作抓紧抓好, 时刻不能放松, 要始终绷紧安全生产这根弦, 力求做到不安全不生产。特别是要加强监管那些没有瓦斯抽采设备或设备老旧存在故障的企业, 以及发生过安全生产事故或存在较大安全隐患的企业, 对于设备不达标的矿井应立即关停, 并限期整改直至符合安全生产要求, 再允许其开工生产。
4) 实施奖励制度。实施奖励制度是提高瓦斯抽采率和利用率最直接的手段, 可以起到立竿见影的效果。要积极转变思想观念, 把煤矿的瓦斯利用真正重视起来, 千方百计通过抽采瓦斯实现安全生产和经济效益的双赢结果。国家应该建立包含科技投入、税费征收等多方面的优惠政策, 从而提高企业对瓦斯抽采利用的重视度。
3 结语
总之, 对煤矿企业来说, 瓦斯的抽采是一把双刃剑, 我们可以从两个方面同时看问题, 一方面, 如果不能科学合理抽取就会带来安全隐患, 可能会造成难以想象后果。另一方面, 由于瓦斯本身就是一种自然资源, 要是能对其进行科学抽采并实现高效利用, 就能为煤矿带来一定的经济效益, 增加企业收入。即使现阶段我国的瓦斯抽采和利用状况并不理想, 还存在着重重困难, 但是我们仍要坚定信念, 朝着科学合理抽采利用瓦斯的目标努力前进, 本文从思想、制度、投资、借鉴、奖励等方面提出了一些相关对策, 希望能为解决煤矿的瓦斯抽采利用问题拓宽思路。
摘要：我国的煤矿绝大部分都是瓦斯矿井, 瓦斯的排放是煤矿企业的关键环节, 如果不能科学合理地抽采瓦斯, 就会给煤矿造成巨大的安全隐患。作为一种自然资源, 瓦斯也有它的实际用途, 如果能对抽采出来的瓦斯加以合理利用, 就能提高煤矿企业的实际效益, 降低生产成本。
关键词：煤矿企业,瓦斯排放,利用措施
参考文献
[1]秦跃平, 姚有利, 刘长久.铁法矿区地面钻孔抽放采空区瓦斯技术及应用[J].辽宁工程技术大学学报 (自然科学版) , 2010.
[2]谢生荣, 武华太, 赵耀江.高瓦斯煤层群"煤与瓦斯共采"技术研究[J].采矿与安全工程学报, 2009.