浅谈煤矿高浓瓦斯的利用

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1、浅谈煤矿高浓瓦斯的利用【摘要】本文结合矿井瓦斯抽采系统现状和高浓瓦斯资源分布情况,适当增设部分抽采系统,充分利用采空区高浓瓦斯资源,加以合理的系统调控与专用拍排巷进行混合抽采利用。既能消除采空区瓦斯涌出和口然发火威胁,同时充分利用采空区高浓瓦斯资源,实现煤与瓦斯共采。【关键词】煤矿;高浓瓦斯;回收利用我国是煤炭生产大国,瓦斯突出的矿井约占煤炭矿井的一半。瓦斯是煤矿安全的最大威胁,全国煤矿重大安全事故70%以上都与瓦斯爆炸有关。其实,瓦斯是伴随着煤的炭化过程而牛成的,赋存于煤层中的非常规天然气,乂名煤层气,成份以甲烷为主,一般在94%左右,其次是二氧化碳和氮气,一般在3-4%和

2、1%左右,另外还有微量成分。它并非仅仅是人类需要驯服的“杀手”。人们常把瓦斯利用喻为“变废为宝”一一将本来排空的废气变为清洁能源。1、瓦斯的特性煤层气,又称煤层甲烷,俗称瓦斯,人们对它爱恨交加。爱的是它是一种情结能源,有很大的利用价值:恨的是他是矿难的元凶之一。因此,煤矿一旦发生瓦斯事故,往往造成成群的死伤,在国内外造成严重的影响。2、加强煤矿瓦斯安全管理和综合利用的必耍性?(-)瓦斯治理与综合利用是矿井安全牛产的需要?瓦斯有窒息、燃烧和爆炸的特性,而引起瓦斯爆炸的三要素是足够量的瓦斯、足够量的空气和引爆火源。所以大量涌出的瓦斯是影响煤矿安全的重要因素,为确保矿井安全生产,必

3、须认真落实“先抽后采”的原则,坚持“多点、均衡、低压、高浓”抽放,并按规定合理配风,使开采过程中的瓦斯浓度不超限,确保矿井安全生产。?(-)瓦斯治理与综合利用是企业发展的需耍?九十年代末是矿务局继邙艮采保城〃政策的出台后,转产转型的重要时期,转产目标是以市场为导向,充分利用矿区的资源、资产、技术和人才优势,引进技术,选择有市场前景的接续项目,大力发展非煤产业。在东露天矿、油母页岩厂相继投产后,煤层气开发与利用也被列入矿务局的重点转产项冃Z屮。随着矿井瓦斯抽放量的增加,其利用规模和范围也在不断地扩大,目前向沈阳、两地的民用、工业供气,已形成较完备的地面网络。不仅取得了良好的经济

4、效益,而且也收到了良好的社会效益。?(三)开发瓦斯资源是社会和环境保护工作的需要?瓦斯中的甲烷含量很高,甲烷的温室效应在全球气候变暖中的份额为15%,仅次于二氧化碳;而且,等量甲烷造成的温室效应是二氧化碳的21倍。国家发改委公布的数据显示,全国煤层气利用率仅为23%,这意味着大多数的煤层气正朝天排放,其温室效应不容忽视。搞好煤矿瓦斯安全管理与综合利用,不仅有利于煤矿的安全生产,同时,也会使瓦斯变害为利。?3、矿井高浓瓦斯分布情况冃前,矿井高浓瓦斯主耍分别在己封闭采空区和保护层开采期间卸压瓦斯。由于保护层开采具有阶段性,且从张集矿北区目前开采上保护层抽采效果看,矿井煤卸压速度较

5、快,卸压瓦斯流量较小,纯流量在8立方米/分钟左右,混合流量在25立方米/分钟左右,不能满足系统泵最低抽采流量需要,造成系统泵憋泵。其次,矿井为前进式开采模式,采场应力集中,采空区封闭墙和保护煤柱破坏严重,并随着采空区数目的增加,采空区瓦斯涌出异常,时刻威胁着矿井的安全,主要表现在以下两个方面:1)采空区封闭墙破坏严重,受气候变化影响,采空区瓦斯涌出异常,造成系统巷道内瓦斯增值,易酿成重大瓦斯事故。2)在相邻工作面掘进和回采期间,由于顶板离层和保护煤柱的破坏,在负压通风条件下采空区瓦斯容易向相邻工作血涌岀,造成回风流瓦斯增大,严重威胁矿井的安全生产。4、高浓瓦斯资源系统整合利用

6、技术根据矿井当前实际情况,通过控制性抽采的方法,使釆空区形成均压或低负压状态。同时,建立一个完善的采空区防火预测预报体系,既消除采空区瓦斯涌出和自然发火威胁,并将高浓瓦斯与卸压瓦斯混合加以利用。具体方法如下:1)完善抽采管网系统,将施工有顶板抽排巷的采空区连接在一套管网系统中,以利用现有采空区高浓瓦斯资源。该套管网系统只负责抽釆一些混量小、,浓度相对较高的气源,通过与采空区高浓瓦斯混合,达到瓦斯利用要求。2)根据地血泵站瓦斯浓度,采取采空区间隙性轮流配抽的方式,进行有计划的控制性抽采,确保供气浓度在300/。以上,防止单个采空区因过度抽采导致口燃。3)在采空区封闭墙口安装U型

7、压差计,时刻观测采空区内负压情况,当采空区,小于-500Pa时停止抽釆。4)建立完善的采空区抽采指标体系,对采空区内CO、C2HC2H2、CH。气体浓度以及温度等参数进行监测。采空区控制性抽采期间和抽采结束后,必须对CO、C:H4、C2H2标志性气体进行气样分析,以此掌握煤层自然发火变化趋势,做好采空区自然发火预测预报工作,指导矿井有针对性地采取相应灭火措施,达到早期预测预报煤层自然发火状态的目的,防止因抽采造成采空区自然发火:1)CO,品名:一氧化碳,密度为125kg/m30该气体无色、无臭、无刺激性

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