煤矿瓦斯治理专利技术综述
发表时间：2019-08-13T16:10:03.513Z 来源：《科学与技术》2019年第06期作者：王永超
[导读] 基于近年专利文献分析煤矿瓦斯治理技术的发展脉络。
(国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心广东广州 510530)
[摘要] 瓦斯是煤矿主要危害之一，开采时容易发生瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出等事故，造成重大人员伤亡。瓦斯治理是煤矿安全生产重要组成部分，吸附在煤体中瓦斯，经过开采活动从煤体中解吸到空气中，出现在矿井的各个地方，如巷道风流、采空区、工作面上隅角、掘进工作面等都是重点防治区域。抽采瓦斯是瓦斯治理的主要技术手段，除此还有增透、驱替等辅助措施，瓦斯监测监控也是必不可少的。煤矿瓦斯治理向着自动化、网络化、智能化、方向发展。对抽采的瓦斯回收利用增加了经济效益。本文基于近年专利文献分析煤矿瓦斯治理技术的发展脉络。
[关键词]瓦斯治理；瓦斯抽采；专利技术；瓦斯回收
瓦斯是煤矿主要危害之一，瓦斯赋存在煤体中，开采时容易发生瓦斯爆炸，在掘进时容易发生煤与瓦斯突出等事故[1]，瓦斯事故具有突发性、范围大等特点，容易造成重大人员伤亡，如2017年河南省登封市兴峪煤矿“1?4”重大煤与瓦斯突出事故造成12人死亡，2017年黑龙江省鸡西市鸡东县裕晨煤矿“9?13”重大瓦斯爆炸事故造成10人遇难、8人受伤，2018年贵州省六盘水市盘州市梓木戛煤矿“8?6”重大煤与瓦斯突出事故造成13人死亡、7人受伤。
瓦斯治理是煤矿安全生产重要组成部分，吸附在煤体中瓦斯，经过开采活动从煤体中解吸到空气中，出现在矿井的各个地方，如巷道风流、采空区、工作面上隅角、掘进工作面等都是重点防治区域，在煤层开采前、开采中、开采后的整个生产活动中都要对瓦斯进行严防死守。煤矿企业需要在煤层瓦斯检测、瓦斯抽采、合理通风、监测监控等多方面投入大量安全生成成本，同时也可以对抽采的瓦斯回收利用，增加经济效益。
1瓦斯抽采
1.1煤层瓦斯含量检测
检测煤层瓦斯含量往往采用取芯法取样，煤体取样时要求时间短、混样少、温度低，减少煤样瓦斯解析，比如专利文献
CN109443859A。获取煤样后可以对煤样进行吸附、解吸和含量的检测，如专利文献CN109374866A。
1.2增透技术
煤层瓦斯抽采前需要对煤体内部增透施工，以加快煤层瓦斯解吸，从而增加抽采量。抽采前可以采用有水力割缝、水力压裂、静态膨胀剂等对钻孔内部进行增透，例如专利文献CN105114117A。抽采时也可以增透，如采用冷热交替、钻割交替、压抽交替、注水注气、驱替置换、协同强化等方法，例如专利文献CN106703871A、专利文献CN109356640A、专利文献CN109505565A。近年也有尝试应用电脉冲、变频振动、次声波、激光等新增透方法，比如专利文献CN107939364A、专利文献CN208534531U、专利文献CN207377600U。
1.3钻孔设置
井下抽采往往采用顺层水平钻孔，增大钻孔与煤层接触，如专利文献CN109519212A。对于浅埋深煤层还可以采用地面钻孔，从地面打垂直孔，到煤层或其裂隙层转为水平钻孔，如专利文献CN109209474A。
1.4封孔技术
瓦斯抽采钻孔为预钻孔，需要钻孔封孔，往往为固液封孔[2]面对的技术问题是封孔后裂隙发育造成泄露。封孔新技术有三堵二注、柔性封孔等，如专利文献CN204677157U，专利文献CN109339736A、专利文献CN208619079U、专利文献CN109538157A。
1.5分离放水
从煤体钻孔中抽采出来的瓦斯往往都含有水以及煤渣等杂质，需要使用放水器进行气水分离，在抽在过程中在在钻孔出口处进行放水排查，如专利文献CN208396739U、专利文献CN208389703U。送到地面进行排放或回收利用，在输送过程中输送管道往往也需要进行放水，如CN106837407A、专利文献CN208330455U。
2重点防治区域
1.1上隅角
上隅角是采煤工作面采空区漏风汇集的地方，属于工作面通风盲区，特别容易积聚瓦斯，所以上隅角是采煤工作面治理瓦斯的重中之重。风流引导、喷雾、风机吹风都是上隅角常规治理方式，有条件的矿井上隅角瓦斯也可以抽采，如专利文献CN106761580U。也有尝试采用生化手段治理上隅角瓦斯，如专利文献CN109538283A采用氧化菌对上隅角进行生物氧化消。改变工作面通风方式也改进方向之一，封闭工作面风流，构件自动化无氧工作面，避免上隅角与氧气反应，比如专利法文献CN106761747U。
2.2掘进工作面
煤层在掘进前需要预抽瓦斯，但剩余瓦斯随着掘进活动从煤体中涌出，掘进时需不断输送新风到掘进工作面[3]，若瓦斯涌出量加大还需要进一步治理，掘进工作面由于风流不均的关系也容易发生瓦斯局部聚集，专利文献CN109458212A采用甲烷氧化菌对掘进工作面局部瓦斯聚集进行处理。
2.3采空区
采空区顶板发生塌落，与其上部裂隙层均含有大量瓦斯，会影响邻近工作面以及上下相邻煤层的开采安全，抽采的瓦斯也可以回收再利用。采空区瓦斯抽采主要通过地面定向钻孔进行抽采，如专利文献CN109209474A，也可以辅助驱替等手段，如专利文献
CN106988778A，采空区一侧沿空留巷有时也需要瓦斯抽采，比如专利文献CN109339854A。
多个煤层工作面和采空区可以同时治理瓦斯，综合采用连续瓦斯抽采钻孔、瓦斯抽采巷道、走向抽采钻孔、地面钻孔、注氮驱替等多种形式，进行瓦斯分源分区立体治理，比如专利文献CN106988778A。
3监测监控
煤矿开采、瓦斯抽采、瓦斯管道输送、巷道掘进、通风等活动中都要进行瓦斯监测，数据超标及时报警、断电保护，比如专利文献
浅谈如何确定煤矿瓦斯发电项目装机容量 浅谈如何确定煤矿瓦斯发电项目装机容量 【摘要】本文笔者以某新建矿井为例，通过对资源储量、瓦斯抽采方法和抽放量预测数据进行分析，确定燃机装机容量，并结合矿井供热热负荷和供热参数，合理配置余热利用发电系统。 【关键词】煤矿瓦斯；投放量预计；发电项目装机容量 一、瓦斯抽放系统和抽放量预计 （一）矿井瓦斯涌出量 矿井瓦斯抽放初步设计中矿井瓦斯涌出量预测和矿井瓦斯抽采设计按瓦斯含量最大值33.66m3/t计算。按瓦斯含量最大值 33.66m3/t、瓦斯含量平均值22.97m3/t和平均含量经地面预采后降低20%的数值18.37m3/t。 （二）瓦斯抽采方法 1、千米定向钻机区域性瓦斯抽采 该矿井工作面瓦斯涌出量大，周边矿井同一煤层为煤与瓦斯突出煤层，为了确保安全生产并提高工作面瓦斯抽采效果，实现工作面的顺利接续生产，设计由首采面下方的底板瓦斯抽采岩巷向首采面和接续采煤工作面范围内施工区域性预抽钻场，利用千米定向钻机布置瓦斯抽采钻孔，进行区域性瓦斯抽采，预抽时间12个月以上，全面预抽后再进行首采面和首采面接续面的掘进和采煤工作，并优先掘进预抽后的接续面顺槽，便于在顺槽内施工下一组区域预抽钻孔。 2、掘进工作面瓦斯抽采 掘进工作面抽采瓦斯方法主要为利用巷道两帮的卸压条带，向巷前方施工抽采钻孔进行瓦斯抽采，在掘进巷道两侧打钻场，在钻场及贯眼和掘进巷道正前方内布置钻孔进行提前抽采。 3、半封闭采空区瓦斯抽采 半封闭采空区是指回采工作面后方的、工作面回采过程中始终存在、并且随着采面的推进范围逐渐增加的采空区。当采空区积存和涌出瓦斯较大时有可能使盘区总回风流瓦斯处于超限状态，特别是当顶
瓦斯的主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性气体。 具体可分为液化石油气与天然气、煤气三大类液化石油气，由原油炼制或天然气处理过程中产生的混合气体，主要成分是丙烷与丁烷天然气，由古生物遗骸长期沉积地下，经慢慢转化及变质裂解而产生的气态碳氢化合物，主要成份为甲烷，并含有少量之乙烷、丙烷、丁烷等碳氢化合物及少量之不燃性气体 煤气（指生活中人们对其称呼），也俗称为“瓦斯”。指的是煤炭不完全燃烧所产生的气体，主要成分是一氧化碳 煤矿瓦斯发电，既可以有效地解决煤矿瓦斯事故、改善煤矿安全生产条件，又有利于增加洁净能源供应、减少温室气体排放，达到保护生命、保护资源、保护环境的多重目标。 低浓度瓦斯发电需要解决2个问题，一是各个煤矿的本身不一样，而且随时都在变化，传统的发电机组很难“以不变应万变”；二是低浓度瓦斯的安全输送问题。 低浓度瓦斯发电机组采用电控燃气混合器技术，可以自动控制空燃比，以适应瓦斯的浓度变化，同时，低浓度瓦斯安全输送技术，采用细水雾技术，解决了低浓度瓦斯的地面安全输送问题。
煤矿瓦斯分高浓度瓦斯和低浓度瓦斯，高浓度瓦斯是指瓦斯浓度大于25%的瓦斯，低浓度瓦斯是指瓦斯浓度低于25%的瓦斯。我国60%以上的瓦斯是含甲烷25%以下的低浓度瓦斯，按煤矿安全规程要求，瓦斯浓度在25%以下的就不能贮存和输送，更谈不上利用了。 低浓度瓦斯发电需要解决2个问题，一是各个煤矿的本身不一样，而且随时都在变化，传统的发电机组很难“以不变应万变”；二是低浓度瓦斯的安全输送问题。低浓度瓦斯发电机组采用电控燃气混合器技术，可以自动控制空燃比，以适应瓦斯的浓度变化，同时，低浓度瓦斯安全输送技术，采用细水雾技术，解决了低浓度瓦斯的地面安全输送问题。 中国工程院周院士认为“低浓度瓦斯发电机组，适合我国煤矿点多量小的特点，堪称破解我国煤矿瓦斯难题的金钥匙”。 2004年以来，胜利油田胜利动力机械集团开始对“煤矿瓦斯细水雾输送及发电技术”进行开发研究并与第二年试验成功，使低浓度瓦斯发电技术得到了快速发展。目前装机总容量达到45万KW ，每年可发电21亿KW·H ，利用瓦斯7亿立方米。新版《煤矿安全规程》对浓度在30％以下的瓦斯用于内燃机发电作出了明确的规定，《规程》第148条第五项规定抽采的瓦斯浓度低于30%时，不得作为燃气直接燃烧；用于内燃机发电或作其他用途时，瓦斯的利用、输送必须按有关标准的规定，并制定安全技术措施。这给低浓度瓦斯发电提供了制度保障。
澳大利亚煤层气发电项目 澳大利亚煤层气发电项目 作者: P·埃迪(澳大利亚BHP煤矿分公司采矿与岩土工程部经理) 收录来源: 中国煤层气【摘要】煤层气就地发电技术是煤层气开发利用的一项新兴技术，该技术对煤矿的安全高效生产、环境保护、煤层气能源有效利用有着重要的现实意义，澳大利亚在此领域居世界领先地位。本文就澳大利亚两个正在实施的煤层气就地发电项目，着重从投资厂商来源、煤层气利用发展史、煤层气抽放系统、煤层气燃料特征、发电厂的配置、煤层气就地发电的经济效益及环境效益等方面进行了详细的阐述，以期为中国煤层气就地发电事业提供一些有益的参考。１引言 在澳大利亚东南部新南威尔士州的两项重点试验项目表明，在利用煤层气就 地发电方面，澳大利亚居世界领先水平。这两个项目不仅取得了经济上的成功， 而且在煤矿安全生产及环境保护方面也取得了重大的效益。 煤层气作为一种工业废物和对煤矿安全生产具有潜在威胁的有害气体，在澳 大利亚一项能源项目中，将被转化成电能，该项目涉及澳大利亚四家大公司，即
澳大利亚能源开发有限公司(EDL)，资金平等租借交换开发公司(LLDC)、勘探电 力公司(即现在的能源总公司)和BHP公司。其中，EDL公司和LLDC公司将利用BHP 公司煤矿分公司所提供的、来自阿平煤矿和陶尔煤矿的煤层气来发电，并供给能 源总公司，能源总公司再将这些电输送给其用户。 1995年5月，澳大利亚开始建造两座发电厂，每座电厂有一组1MW燃气发动机 ，陶尔矿设计安装40台，阿平矿设计安装54台，如果全部建成，电厂总输出功率 持达94MW，这些电将被售予能源总公司，该公司宣称，这些电能满足60000户家 庭的能源需求。 这个项目最显著的效益是减少了温室气体--甲烷向大气中的排放。在此以 前，大量的甲烷通过瓦斯抽放系统和矿井通风系统排放到大气中，现在，这四家 公司已经联合开发了一种新技术，该技术不仅能收集抽放的甲烷，而且也能收集 一部分通风气体中的甲烷，这在世界上尚属首次。井下抽放煤层气中甲烷含量一
第一章概述 1.1 项目概况 项目名称：**市**瓦斯综合利用有限公司 ——**煤矿煤层气发电站建设项目建设单位：**市**瓦斯综合利用有限公司 法人代表： 项目负责人： 项目地址：**市**县**煤矿 **市**煤矿煤层气发电站是由**市**瓦斯综合利用有限公司投资建设的，该发电站利用**煤矿采煤伴生气体煤层气作为燃料，利用煤矿矿井水作为燃气发电机组冷却水进行发电，所发电量除自用电外全部经变压器升压，通过并网专线并入**电网。项目总装机容量1.5MW，年发电量648万KWH，消耗煤层气398.9万m3，实施后对节约能源、保护大气环境、降低煤矿生产成本均有积极作用，同时对当地电力供应具有补充作用。 1.2 可研编制依据 1、**市**煤矿煤层气发电站建设项目可研报告编制委托书 2、《中华人民共和国经济和社会发展第十一个五年规划纲要》 3、《煤层气（煤矿瓦斯）开发利用“十一五”规划》 4、国家八部委《煤矿瓦斯治理与利用实施意见》 5、国家发改委《煤矿瓦斯治理与利用总体方案》
6、《**市国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》 7、《火电工程可行性研究报告书内容深度要求（试行）》 8、《小型火力发电站设计规范》GB50049－94 9、国家、省、市有关政策、法规、规范、标准 10、建设单位提供的基础资料 1.3 研究原则 1、严格遵守国家有关政策和法规，坚持经济效益、社会效益和环境效益并举的方针，提高城市电网供电能力； 2、推广使用较为成熟的工艺和节能环保的设备，降低能耗指标； 3、在瓦斯抽放站附近就近建立坑口发电站，就近入网，减少建设投资； 4、合理确定建设用地面积和配套设施建设规模，同时为远期发展留有余地。 1.4 主要研究内容 本报告对项目建设的背景、必要性及可行性、建设条件、工艺及工程技术方案、节能节水措施、环境影响评价、劳动安全卫生、投资估算、经济效益、项目风险等进行了研究分析。 1.5 主要研究结论 项目建设符合我国煤层气综合利用的基本政策，项目年发电量648万KWH，对当地供电能力具有补充作用；该项目气源供应充足，工艺技术成熟，实施后具有良好的经济效益、社会效益和环境效益，项目可行。
1、项目概况： 盘县石桥镇鹏程煤矿年产15万吨，有抽排系统，井下相对涌出瓦斯量61方/分，浓度50%以上。根据厂负荷800KW左右，可以上2台500GF1-2RW机组，后期如果负荷增加，或者上网手续办理好后可以再增加机组。 2.项目方案 根据瓦斯浓度本项目方案采用胜利油田胜利动力机械有限公司生产的“胜动”牌500GF1-2RW瓦斯发电机组，该发电机组适用于瓦斯浓度大于30％以上的瓦斯发电。 本方案从“胜动”瓦斯发电机组技术可行性、安全保障、经济可行性等方面，进行建站项目可行性分析论证。 3.瓦斯发电的可行性 内燃机对瓦斯的适应性 胜利油田胜利动力机械有限公司是全国唯一的系列化、专业化燃气机生产企业，燃气机的生产已经有20多年的历史。近几年在瓦斯、煤层气、天然气、石油炼化尾气、焦炉尾气的利用上取得了突破，产品已经在全国各地得到广泛应用。我公司生产的瓦斯发电机组已经在贵州水城、重庆松藻、山西晋城、山西阳泉、安徽淮南、淮北、辽宁阜新、辽宁抚顺等地煤矿成功应用。 瓦斯发电机组针对瓦斯特点设计，采用了数字点火技术、电控技术、增压中冷、稀燃技术等多项国家专利技术和实用新技术，很好地解决了燃烧控制、浓度变化等问题。 瓦斯发电机组应用的技术 煤矿瓦斯抽放过程中，瓦斯的压力和CH 浓度是在不断变化的，胜利油田胜利动力机 4 械有限公司生产的瓦斯发电机组适应瓦斯的变化，具有以下技术特点： 3.2.1空燃比自动调节技术 煤矿抽排瓦斯过程中浓度和压力不稳定,该瓦斯发电机组采用电控混合技术对发动机的空燃比进行实时控制。发动机自动实时监控燃烧状况，由中央控制单元发出指令，执行器调整燃气通道，从而改变燃气进气量，达到自动调节混合比的目的，使发动机空燃比始终保持在理想状态，整个调整过程自动实现。 瓦斯发电机组采用电子控制技术，通过闭环自动调节混合气空燃比，显着提高对燃气浓度变化的适应能力，瓦斯浓度在6%－100％之间变动时，机组都能适应。 3.2.2低压进气技术 针对一些瓦斯压力低的特点，该发电机组采用先混合后增压技术设计使机组对燃气的 O以上即可达到机组的使用条件，不需要压力要求较低，只需要燃气进气压力达到300mmH 2 增加加压装置，减少投资。未采用此技术的国内其他厂家的发电机组需要增加加压装置，这样不仅增加了投资，同时也增加了机组故障点、安全隐患，并消耗了电力。 3.2.3稀燃技术
煤矿低浓度瓦斯发电技术及经济性研究 摘要：中国煤矿每年排放到空气中的瓦斯占全世界总量的将近1/2[1]。瓦斯是重要的温室气体，也是一种燃料。如果能合理地将瓦斯变废为宝，不仅能够减少温 室效应将多余的电量上网，还能够在一定程度上缓解中国能源紧缺的现状。瓦斯 发出的电可以用于抽取瓦斯，而抽取的瓦斯又能够发电，这就形成了一种良性循环，使这项技术能够快速发展起来。 关键词：低浓度瓦斯；燃气发电；煤矿；安全 引言 煤矿瓦斯的处理方式一般分为3类：高浓度瓦斯采抽进入燃气管线；中浓度 瓦斯经过提纯压缩后应用；低浓度瓦斯一般存在于煤矿乏风中，瓦斯浓度一般在30%CH4以下，可用于燃烧供热和发电用途。就煤矿低浓度瓦斯发电供热技术及 其经济性进行研究，提出应用低浓度瓦斯进行热电联产的必要性，并对其经济性 进行测算。 1用于发电的矿井瓦斯浓度预处理 ①由于煤矿井下含水量多，空气湿度相对较大，所以抽采出的瓦斯气体里含有大量的水蒸气。这些水蒸气不但不能用于发电，还会对发电设备造成一定程度 的损坏。所以必须对抽出的瓦斯气体进行脱水处理。目前比较常用的脱水方法是 冷凝法，就是将抽出的气体温度降低、使水蒸气液化自动与其他气体脱离。 ②由矿井直接抽采出的瓦斯里一般都会含有一些不能燃烧的有害气体，这些气体是不能够用来燃烧发电的。所以需要采用一定的方法将它们分离出去。对于 粉尘，一般是采用过滤方法清除的，而其他的有害气体是利用它们的物理性质来 分离。 ③由于抽采的瓦斯浓度不一样，它们的压力也不一样，而在发电机组里需要瓦斯的压力是一定的，所以在送入之前必须要对瓦斯进行稳压处理以达到所需的 压强。在初始阶段即瓦斯在矿井下刚刚被抽出来的时候，由于矿井下环境条件比 较复杂，直接抽采出的瓦斯混合气体的压力和浓度变化幅度比较大，波动比较强烈，这时将抽采出的瓦斯气体经过均压装置，能够起到稳压的作用，以达到要求 的压强范围，使发电机能够持续高效安全地运行。 ④低浓瓦斯气从矿井抽采出来要经过管路输送到发电站的发电机组，而低浓瓦斯易爆炸，这就要求输送配套安全装置，确保低浓度瓦斯在输送中的安全，常 用的有细水雾低浓瓦斯输送系统、两相流瓦斯输送系统。 2各种发电技术及其特点 2.1内燃机发电技术特点 内燃机能够保持理想燃烧状态的关键技术是能否自动调节燃气和空气进气量 的百分比，一般这个混合气体的浓度保持在6%左右是最为理想的状态。由于矿 井抽采的瓦斯不像汽油等化石燃料一样能够保持稳定的浓度，各种情况的存在使 矿井抽采到的瓦斯在浓度及压力等方面变化比较频繁。这就要求内燃机的控制系 统能够根据瓦斯的实时浓度和空气进行配比，使混合后的气体浓度基本保持在6%左右，该控制技术最适合浓度比较低但是流量很大的瓦斯气体发电。如果混合气 体的浓度不够稳定，内燃机就会在缸内发生爆燃，这种情况最直接的后果就是增 大内燃机发生回火的概率，尤其是当内燃机气缸内的温度超出一定限度后，这个
超低浓度瓦斯(矿井乏气)合同能源管理发电项目 一、项目背景 中国埋深在2000米以内的煤层中含煤层气资源量达30—35万亿立方米，是世界上第三大煤层气储量国，煤层气开发前景非常可观。然而，200 4年全国井下开发煤层气约16亿立方米，国有高瓦斯突出矿井平均煤层气的开发率仅为10%左右。2006年以来，国家出台了一系列加快煤层气抽采利用的政策和意见，充分体现了国家对煤矿瓦斯综合利用的高度重视及指导方向。 从世界范围看，煤矿瓦斯利用主要集中在民用、发电、工业燃料及化工原料等方面。煤矿瓦斯利用最合理的方式就是发电，而瓦斯发电是利用目前成熟的内燃机技术，仅对内燃机的进气系统和燃料供给系统加以改造，技术较为可靠。投资少，见效快，一般3—5年内可收回全部投资。在发电基础上实现“冷、热、电” 三联供，改善煤矿职工和当地居民生产、生活条件，节能减排，保持可持续发展、实现优化产业结构、安全环保生产。 煤矿通风排出的煤矿瓦斯，CH含量一般低于1%称之为风排瓦斯(俗称“乏风”)。全世界因煤矿开采每年排入大气中的甲烷总量为2500万吨，随着煤炭产量的增加，预计到2010年甲烷排放量将增至2800万吨，其中70%来自甲烷浓度低于1%勺风排瓦斯中。这部分煤矿瓦斯由于CH4浓度太低，利用技术难度较大。目前，世界上几乎所有煤矿的风排瓦斯都未进行回收处理，直接排放到大气中。将 甲烷直接排放到大气中，一方面造成了有限的不可再生资源的严重浪费，仅每年 从煤矿风排瓦斯中释放的瓦斯其低位发热量相当于3370万吨标准煤的低位发热量；另一方面造成了大气污染，加剧了温室效应，单位质量的CH对大气温室效应影响GWP(GlobalWarm-ingPotential)是C02勺21倍。因此，合理回收利用乏风中瓦斯具有节能和环保双重意义。 二、低浓度瓦斯利用技术与CDM项目开发 清洁发展机制，简称CDM(Clean Development Mechanism),是《京都议定书》中引入的三个灵活履约机制之一。2005年2月16日《京都议定书》正式生效后，
煤矿瓦斯发电上网技术规范（试行) 1 范围 适用于贵州省遵义地区煤矿坑口煤层气，抽采瓦斯浓度达到6%以上的煤矿企业建设500kW ——8000kW煤矿瓦斯发电系统，发电上网（10kV配电网）。凡本规范中未规定的事项，均应符合GB755—81《电机基本技术要求》的规定。 2 规范性引用文件 《国家发展改革委印发关于利用煤层气（煤矿瓦斯）发电工作实施意见的通知》发改能源〔2007〕721号 《发电厂并网运行管理规定》电监市场[2006]43号 GB755—81《电机基本技术要求》 DL/T 1033.10-2006电力行业词汇 第10部分:电力设备 DL/T 1033.2-2006电力行业词汇 第2部分:电力系统 DL/T 1033.6-2006电力行业词汇 第6部分:新能源发电 DL/T 1033.9-2006电力行业词汇 第9部分:电网调度 GB/T 14285-2006《继电保护和安全自动装置技术规程》 DL/T 5136-2001《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》 3 总则 3.1 为保障电力系统安全、优质、经济运行，促进厂网协调，维护电力企业合法权益，制定本技术规范。 3.2 煤矿企业申请瓦斯发电上网项目必须报经政府相关部门审批，并经电网运行管理部门同意后方可实施。 3.3 煤矿瓦斯发电上网系统建设，必须委托具有设计资质的设计单位出具煤矿瓦斯发电上网系统工程设计方案，报电网运行管理部门审批合格后，方可实施。 3.4 发电厂并网运行遵循电力系统客观规律和建立社会主义市场经济体制的要求，实行统一调度，贯彻安全第一方针，坚持公开、公平、公正的原则。 3.5煤矿瓦斯发电上网系统工程竣工，必须经电网运行管理部门组织验收合格后方可投运。 3.6煤矿瓦斯发电上网在电力调度机构的指挥下，落实调频调压的有关措施，保证电能质量满足国家标准。 3.7煤矿瓦斯发电系统及用户端设备与主网（配电网）连接，只允许有一个接入点。10kV 高压计量点采用双向计量装置，发电系统接入示意图，如附图A。 4 瓦斯发电场总体布局 瓦斯发电场总体布局包含：瓦斯发电机组工作区（室内或室外）、升压变压器工作区、配电室（主屏控制室）。 5 瓦斯发电机组 5.1发电机组 5.1.1发电机组选型必须满足国家标准，发电机额定容量：500kW—8000kW；额定功率因数：0.8；额定频率50HZ；额定电压400V，每台发电机，均应有制造的定额铭牌。 5.1.2为了检查制造、安装和检修后的质量，以及掌握发电机的参数和特性，应按照部颁有关规程的规定进行必要的试验，以决定发电机是否可以投入运行。 5.2测量、信号、保护和联锁装置 5.2.1发电机应按照部颁各有关规程的规定装设必要的继电保护、过电压保护、各种联锁装置和监视测量仪表，并在仪表上标出运行定额的红线。
解析煤矿瓦斯发电厂并网对电网的影响 【摘要】笔者对煤矿瓦斯发电的基本内涵，以及现阶段我国煤矿瓦斯发电厂的建设和应用情况进行了分析，以此为基础深入分析了煤矿瓦斯发电的主要优势和应用价值，同时，根据我国电力系统建设和运行的基本情况，探讨了电网系统所受的煤矿瓦斯发电厂并网的影响，并分析了功率因数、运行频率、电压波动、供电电压和系统网损等对电力系统的影响。 【关键词】煤矿瓦斯发电厂；并网；电网 1、煤矿瓦斯发电 1.1 煤矿瓦斯发电的主要优势 第一，甲烷是煤矿瓦斯的基本成分，也是大气中的主要温室气体构成成分，其所产生的大气臭氧破坏作用约为CO2的22倍左右，若充分开发利用煤矿瓦斯，则能够大大减少碳的排放量。 第二，在各类煤矿事故中，煤矿瓦斯所导致的事故发生率最高，我国约有70%至80%的煤矿矿难的发生原因都在于瓦斯突出或爆炸，抽取煤矿瓦斯能够显著降低煤矿安全事故的发生率，降低矿道内瓦斯的含量。 第三，煤矿瓦斯的开发利用具有较大的经济效益，随着近年来国内外煤炭、天然气等传统能源价格的逐步提高，相关领域对于煤矿瓦斯开发利用的价值也逐渐受到了人们的关注，且煤矿工程的开采量也逐渐增加，工程施工成本有所降低。 1.2 煤矿瓦斯发电系统构成 瓦斯发电指的是在开采煤矿的过程中，通过燃烧瓦斯气中所产生的热能，获得大量的电能，是一种能量转化的过程。汽轮发电机、燃气轮机和燃气发动机是现阶段煤矿瓦斯发电过程中最为常用的三种发电形式。余热利用系统、并网供电系统、发电机组、煤层气输送系统是煤矿瓦斯发电厂的主要构成部分：第一，余热利用系统。通过利用煤矿瓦斯发电过程中出现的热量，能够有效降低常规能源的消耗量，改善人民的生活和工作环境。第二，并网供电系统。利用变压等设备将所发电能并入主电网。第三，发电机组系统。利用瓦斯爆炸做功发电的机组和辅助设备。第四，煤层气输送系统。将瓦斯气体利用管道由井下输送至地面的发电设备。 2、煤矿瓦斯发电厂并网运行 2.1 并网运行的基本内涵 并网运行指的是在正常运行的瓦斯发电机组工作状态下，与常规配电网主回
目录 第一章概述 (1) 1.1项目概况 (1) 1.2编制依据 (3) 1.3项目建设的必要性 (4) 1.4研究范围 (9) 1.5主要技术设计原则 (10) 1.6工作简要过程 (10) 第二章燃料供应及供应方式 (12) 2.1燃料供应 (12) 2.2瓦斯供应方式 (16) 第三章机组选型和规模确定 (18) 3.1低浓度瓦斯利用工艺技术方案选择 (18) 3.2燃机设备选型 (20) 3.3低浓度瓦斯发电机组的系统组成 (23) 3.4建设规模的确定 (24) 3.5发电系统流程 (24) 3.6主要技术经济指标 (25) 第四章电力系统 (27) 4.1电网现状 (27)
4.2电力接入系统 (27) 4.3电气主接线 (28) 第五章站址条件 (29) 5.1选址概述 (29) 5.2站址自然条件 (30) 5.3站址选择意见 (32) 第六章工程设想 (33) 6.1总图 (33) 6.2热机系统 (35) 6.3瓦斯输送系统 (38) 6.4水工部分 (43) 6.5电气部分 (47) 6.6热控 (53) 6.7建筑结构 (56) 6.8采暖、通风与空气调节部分 (58) 第七章环境卫生 (59) 7.1环境现状 (59) 7.2采用的环境保护标准 (60) 7.3瓦斯发电环境影响分析 (62) 7.4瓦斯利用污染防治基本原则 (65) 7.5污染防治措施 (66)
7.6环保管理、监测及投资 (68) 7.7项目的环境效益 (69) 7.8结论和建议 (69) 第八章消防专篇 (70) 8.1概述 (70) 8.2火灾爆炸危险性分析 (71) 8.3总平面布置与交通安全要求 (72) 8.4建筑物及构筑物要求 (73) 8.5消防给水和站区消防措施 (73) 第九章劳动安全与工业卫生 (78) 9.1职业危害 (78) 9.2安全卫生规程及标准 (78) 9.3主要危害因素分析 (79) 9.4主要防范措施 (79) 9.5劳动安全卫生机构设置与人员配备 (85) 9.6预期效果及建议 (85) 第十章节约能源及原材料 (87) 10.1用能标准及节能规范 (87) 10.2节约能源的措施 (88) 10.3节能减排效果分析 (90) 第十一章劳动组织与定员 (94)
水帘洞煤矿 瓦斯抽放站和发电站检查验收问题整改情况2011年10月27日，根据国家相关行业标准以及新汶矿业集团公司燃气发电站管理制度要求，集团公司供电部、安全局、机电处等部门相关人员，对水煤公司瓦斯发电站二期安装工程及其配套设施进行了初步验收。 水煤公司瓦斯发电站土建施工、设备安装、管线安装、电气安装、控制及通讯安装基本完成，瓦斯发电站地址的选择、总平面布置较为合理，瓦斯管道输送装置、电气系统、防雷、防静电和接地系统、通讯和监控装置系统、消防系统、防噪装置基本完善合理。电站安全管理制度基本形成，应急预案、电站安全设施相对完善。 水煤公司发电站还存在一些隐患与问题，对于存在问题要立足于各区域、地点、系统、环节进行整改，涉及到设计、投资改造的，要求水煤公司与建设安装单位积极协调，争取尽早完成整改，具体整改情况如下： 瓦斯抽放站 1、瓦斯抽放泵有一台泵振动较大，减速器渗油，部分基础螺栓外露丝不符合完好标准，应进行处理。（正在处理） 2、目前瓦斯抽放泵房瓦斯浓度监测探头只有一个，并且安 （已完成）装位置不当(要求排风口距房顶0.5米处均有探头)。 3、瓦斯抽放管路个别支撑不牢靠。（已处理）
4、瓦斯抽放泵房主接地干线隐蔽于砼基础中，需要进一步落实并保证能进行接地遥测。（已落实） 5、需要完善瓦斯抽放设备及管线系统图，并有现场悬挂。（正在绘制） 6、低压600V中性点不接地系统漏电保护应当每天进行试验并有记录。（记录已配齐，每天正常试验） 7、部分开关没有上台或上架。（已完成） 8、变配电室两个安全门有一个不能打开，门口没有档鼠板。（已完成） 9、变配电室消防器材设施不足，现场只有两个灭火器，且有一个失效。（已完成） 10、瓦斯电站大门口管路下需清理整治，动力和通讯电缆按标准吊挂。（已完成） 11、大门口悬挂“闲人免进”标示牌。（已定做完成） 12、避雷塔地脚螺栓进行防护处理，后用水泥护角保护。（已完成） 13、在电站和抽放站安装摄像监控装置，并与矿联网。（正准备安装） 14、瓦斯进出管道电动阀门应挂标示牌。（已制作） 15、供电系统图与实际不符。（已完成） 16、李前供电的10KV终端线杆倾斜，拉线太细。上下杆连接接箍处锈蚀，需要进行防锈处理。引进电缆需挖沟埋设或
黄家沟煤业〔20**〕**号 **煤业有限责任公司 关于**煤矿瓦斯发电项目验收并网的申请 ***电力有限公司： 我公司**煤矿按照《***》规定和**安监〔20**〕**号文件要求，为了降低矿井瓦斯对煤矿安全生产的威胁，于**年**月建成瓦斯抽放系统且运行正常。 我矿瓦斯抽放系统建成以来，从井下抽出的瓦斯直接排空，为了减少环境污染、降低大气温室效应、提高能源利用
率，更好地贯彻落实《**办公室关于加快煤层气（煤矿瓦斯）抽采利用的若干意见》（**办发〔20**〕**号）文件精神，按照**发能源〔20**〕**号文件和**改能源〔20**〕**号文件要求，大力推进煤层气（煤矿瓦斯）综合利用工作，充分利用能源、保护生态环境、变害为宝、保障煤矿安全，我公司经行政审批同意，于**年**月在**乡**村**组**煤矿矿区内闲置地点开工建设瓦斯发电站，该项目装机容量**KW（一期工程**KW）,占地约**亩，建筑面积**m2，总投资**万元。发电站建成后瓦斯发电自用，余电上网。 **煤矿瓦斯发电项目备案号：**投资备【2018－511528－44－03－310683】FGQB-0135号；项目选址批复**住建城管函〔20**〕**号；环保备案批复**环函〔20**〕**号。项目设计单位**动力机械集团有限公司；项目建设施工单位**建设有限公司；动力配电段试验单位**建筑安装工程有限公司。 **煤矿瓦斯发电项目各项建设手续齐备，于**年**建设竣工，现特向贵公司申请验收并网试运行，请予批准为谢！ 特此申请
附件： 1、**省固定资产投资项目备案表 2、**住建城管函〔20**〕**号 3、**环函〔20**〕**号 4、设计、施工、试验单位资质复印件 **煤业有限责任公司 **年**月**日
关于印发《XX公司瓦斯发电站安全 运行管理规定》的通知 公司所属各单位： 为加强矿井瓦斯发电站的安全管理，落实“安全第一，预防为主，综合治理”的安全生产方针，践行“从零开始，向零奋斗”的安全理念，构建安全生产长效机制，形成完整的安全监管网络保障体系，防止瓦斯发电站各类安全事故发生，结合XX公司实际，特制定《XX公司瓦斯发电站安全运行管理规定》，望各单位认真遵照执行。 附件1：XX公司瓦斯发电站安全运行管理规定 附件2：XX公司瓦斯发电量报表 附件1： XX公司瓦斯发电站安全运行管理规定 第一章总则 一、安全生产目标：消灭重伤及二级以上非伤亡事故。 二、安全质量标准化：开展安全质量标准化建设，瓦斯发电站纳入到矿井机房标准化季度考核排名和矿井“双基”考核。 三、各矿要建立健全瓦斯发电站安全生产管理体系，制定相
关安全生产管理制度，明确安全责任，规范安全管理行为和安全操作行为，确保瓦斯发电站安全生产。 第二章瓦斯发电站责任划分 四、矿长是本单位瓦斯发电站安全生产第一责任人，对瓦斯发电站的安全生产全面负责；分管矿领导、科室和区队对瓦斯发电站的安全生产负有直接管理责任；分管科室和区队必须分别指定分管责任人具体负责瓦斯发电站日常安全生产管理工作；安检科对瓦斯发电站的安全生产负有监管责任，应将瓦斯发电站安全运行纳入矿井日常安全监督检查。 五、各矿瓦斯发电站要明确一名站长，站长是发电站安全生产的直接责任人，负责各项安全生产规章制度的贯彻落实和各项生产任务的完成，确保瓦斯发电站安全运行。 六、瓦斯发电站员工应按时参加区队班前会，并在站长的带领下保质保量完成值班干部在班前会上安排的工作任务。 七、瓦斯发电站总进气口至矿抽放泵站之间的管路及其附属设施由矿通防科负责日常管理，公司对应管理部门为通风部；瓦斯发电站总进气口至站内所有设备设施由矿机运科负责日常管理，公司对应管理部门为机电部。 八、XX公司安全督导小分队在日常安全督导检查中，将各矿瓦斯发电站纳入安全督导范围。 九、各矿要将机运科、区队分管责任人及瓦斯发电站站长名单报机电部备案，如有人员变动应及时上报机电部更改备案。
煤层气发电项目 可行性研究报告 （报批版） ***有限责任公司
目录 第一章概述 (1) 1.1 企业概况 (1) 1.2 项目可行性研究报告编制依据 (4) 1.3 项目可行性研究范围 (5) 1.4 项目建设的必要性 (6) 1.5 项目建设条件 (9) 1.6 主要技术原则 (11) 第二章瓦斯气供应 (13) 第三章瓦斯气甲烷浓度爆炸界限问题的研究 (20) 3.1 **煤矿井下抽放瓦斯气成份 (20) 3.2 井下抽放瓦斯气压力、温度与甲烷浓度爆炸极限关系的论述 (20) 3.3 瓦斯气加压设备的出口压力 (24) 3.4 结论 (24) 第四章电力系统 (26) 4.1 电力系统概况 (26) 4.2 电力负荷预测 (26) 4.3 电力平衡 (27) 4.4 接入系统 (27) 第五章装机方案 (29) 5.1 建设规模的确定 (29) 5.2 装机形式的选择 (29)
5.3 机组选型 (31) 第六章厂址条件 (34) 6.1 厂址选择 (34) 6.2 建厂条件 (34) 6.3 厂址选择意见 (36) 第七章工程设想 (37) 7.1 厂区总平面布置 (37) 7.2 发电工艺热力系统 (37) 7.3 瓦斯气输配系统 (40) 7.4 电气部分 (42) 7.5 热工控制系统 (44) 7.6 土建部分 (45) 第八章环境保护 (47) 8.1 基本情况 (47) 8.2 主要污染源及污染物 (47) 8.3 编制依据和采用标准 (47) 8.4 污染防治措施 (49) 8.5 环境影响分析 (51) 第九章消防、劳动安全及工业卫生 (52) 9.1 消防 (52) 9.2 劳动安全及工业卫生 (54) 第十章节约与合理利用能源 (59) 第十一章组织机构与人力资源配置 (61)
煤矿瓦斯发电技术的研究与应用 发表时间：2018-12-24T16:06:55.267Z 来源：《电力设备》2018年第23期作者：李定远1,2 陈堂贤1 吴卓璠2 [导读] 摘要：随着我国经济的发展，对能源的需求也不断的增大，电力行业在国家的重视下不断的发展壮大。 （1.三峡大学湖北宜昌市 430074；2.国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司湖北武汉 430000） 摘要：随着我国经济的发展，对能源的需求也不断的增大，电力行业在国家的重视下不断的发展壮大。但是正因为电力能源对我国发展的重要性，在电力系统行业中电力企业之间的竞争也越来越明显，为了能够使得电力企业在电力行业中的竞争力加强，这就要求电力企业在发展优化现有发电技术的基础上，研究新的发电技术。本文将从煤矿瓦斯发电技术来进行分析和研究，论述煤矿瓦斯的应用和研究方向。 关键词：煤矿瓦斯发电技术；电力能源；新型发电技术 一、煤矿瓦斯的发电意义 1.1煤矿瓦斯对我们生活的影响 煤矿瓦斯又叫煤层气，这种气体对于我们人类来说危害十分巨大，我们可以把它的危害分为以下两个方面： 1.1.1瓦斯有爆炸燃烧的风险 煤层气的主要成分是甲烷，甲烷在空气中的浓度达到5%－16%时，遇明火就会爆炸，这是煤矿瓦斯爆炸事故的根源。国内煤矿矿难70％~80％都是由瓦斯爆炸引起的，给人民群众生命财产造成了重大损失。国务院办公厅出台了文件，提出瓦斯“必须坚持先抽后采、治理与利用并举的方针”，规定“煤层中吨煤瓦斯含量必须降低到规定标准以下，方可实施煤炭开采”。 1.1.2瓦斯对于环境的危害巨大 瓦斯属于不可排放气体，若直接排放到大气中，其温室效应约为二氧化碳的21倍，对臭氧层的破坏力是二氧化碳的7倍。我们在进行煤矿的开采中难免会造成瓦斯的排放，瓦斯排放到大气中将会增加空气的污染，这种污染给我们的生态环境带来威胁。 1.2瓦斯的资源储存量 我国陆上煤层气资源量36.8万亿立方米，与陆上常规天然气资源量（38万亿立方米）相当，仅次于俄罗斯和加拿大。但是我国对于瓦斯的利用还不够到位，大量的瓦斯因为没有合理利用和保护造成了瓦斯的泄露事故，排放到大气环境中，给我们的生活带来了危害，也不利于瓦斯资源的保护，造成能源的浪费。煤矿瓦斯分高浓度瓦斯和低浓度瓦斯，高浓度瓦斯是指瓦斯浓度大于30%的瓦斯，低浓度瓦斯是指瓦斯浓度低于30%的瓦斯，我国煤矿60%以上的瓦斯是低浓度瓦斯。 二、瓦斯在现代生活中的利用 根据调查显示，2015年，煤矿瓦斯抽采量136亿立方米、利用量48亿立方米，全国煤矿瓦斯利用率仅为35.3％。煤矿瓦斯按所含甲烷浓度分为四大类：一类是地面抽采的煤矿瓦斯，甲烷浓度大于80%，主要用于民用、汽车燃料、发电等；二类是煤炭开采过程抽排出，甲烷浓度在30%至80%之间的瓦斯，称为高浓度煤矿瓦斯，主要用于民用、化工、发电、燃烧等；三类是煤炭开采过程中抽排出来，甲烷浓度大于或等于3%且小于30%的，称为低浓度瓦斯，用于发电；四类是煤矿通风系统中排出的甲烷浓度低于1%的，称为“通风瓦斯”，直接放散。 我国瓦斯的利用率不高，这也给瓦斯的防治工作带来挑战。我国未来应该加强瓦斯的普及工作以及利用工作，鼓励通过民用、CNG、LNG、浓缩、发电、乏风瓦斯氧化等方式，实现煤矿瓦斯安全利用、梯级利用和规模化利用。 瓦斯发电是主要利用瓦斯作为燃料，通过蒸汽轮机、燃气轮机或者燃气内燃机做功发电。煤层气发电可以使用直接燃用煤层气的往复式发动机和燃气轮机，也可用煤层气作为锅炉燃料，利用蒸汽发电。将瓦斯内部的热能转化为电能，瓦斯的发电热效率比较好，并且发电以后没有任何废渣的残留，属于有效的清洁能源。对于甲烷浓度超过30%的高浓度的煤矿瓦斯，无论是民用或发电，都有很好的利用方式及利用率。而对于甲烷浓度小于30%的煤矿瓦斯，进行煤矿瓦斯发电是最好的利用方式。尤其是我国，60%以上的瓦斯是低浓度瓦斯，因此，需要我们做好低浓度瓦斯发电的技术研究和项目建设工作。 三、瓦斯发电项目的问题 瓦斯发电项目的主要难点是根据实际情况如何选择合适的发电技术方案，以保证瓦斯发电项目在社会效益和环境效益等基础上，取得最大化的经济效益。主要体现在以下几个方面： 3.1发电机组的选型及装机容量的确定 瓦斯的质量及含量决定着瓦斯发电项目技术方案的选择。在进行瓦斯发电电站建设之前应该先对煤矿中瓦斯的含量进行测评，以此来确定煤矿中瓦斯的浓度以及特性，再根据这些数据来作出最适合的方案，来为瓦斯的生产带来最为科学的依据。 目前，燃气内燃发电机组是最高效的瓦斯发电机组型式。对于浓度超过30%的煤矿瓦斯，进口高浓度瓦斯内燃发电机组是比较合适的选择。虽然进口发电机组一次性资金投入较高，但进口发电机组的发电效率、检修时间、年运行小时数等都优于国产机组。而对于浓度低于30%的低浓度煤矿瓦斯，因国外低浓度瓦斯发电机组较少，国产品牌更具优势。 与此同时，瓦斯发电项目的装机容量也是影响项目效益的一个关键因素。如果装机容量过大，会造成投资过大，设备闲置、利用率低，降低项目的经济效益；反之如果装机容量过小，会造成瓦斯资源浪费，如果没有对浪费的瓦斯进行处理，更会造成环境污染等问题。因此，装机容量需要对煤层中甲烷含量、瓦斯抽采工艺、煤矿开采进度等因素进行综合考量，选择合适的装机容量来确保项目的经济效益。 3.2瓦斯气源的处理 燃气内燃发电机组对瓦斯浓度、湿度、含尘粒度、温度、压力等都有一定要求，瓦斯品质的好坏，直接影响机组的发电效率，检修周期和使用寿命。 瓦斯成分对于瓦斯发电机组的影响十分巨大，所以发电机组的选择必须建立在对瓦斯成分准确掌握的基础上。尤其是从国外进口的发电机组对于瓦斯的性质要求十分严格，因此需要对瓦斯气源进行复杂的处理，以此满足进口发电机组对气源参数的要求。虽然国内生产的发电机组对于瓦斯的特性要求没有进口那么严格，但是如果不对瓦斯气源进行处理，难免会影响机械的使用年限，也不利于项目实现高效
瓦斯发电项目建议书 目录： 第一章：项目名称和编制依据 第二章：瓦斯发电的可行性和必要性第三章：项目建设与选址条件第四章主要设备投资清单与土建建设清单第五章：投资估算 第七章结论与分析 第八章：工程进度安排 第一章：项目名称和编制依据一．项目名称及承办单位 1.项目名称：罗平县煤气层瓦斯发电技术 2 .承办单位：中国大唐集团云南新能源股份有限公司 第二章：罗平县瓦斯发电的可行性和必要性一．项目建议书和编制依据 1．XXX 煤气矿山简介 2．项目建设背景 罗平是我省重要的产煤基地，全县产煤量为：吨/年（把要开发的详细地址发过来，我网上查查，或者去当地政府找找资料）二．项目建设的必要性和可行性分析 煤气层的主要成分是甲烷，研究表明，煤气层的C02是温室效应的20倍，在全球气候变温暖中，占料15%。大量的煤气排放，即污染环境又造成浪费，因此，开发煤气发 电技术是国家大力支持的项目。 必要性分析： 1 、能源替代： 我国的电力主要靠煤电，约占发电总量的70%。但煤是不可再生资源，在未来
的发展格局中，为了保证我国的能源安全， 2、安全生产： 煤矿上，安全事故大部分来源于煤气瓦斯的爆炸，开发煤气发电，即以抽带用，以用代抽，满足了煤气上的安全，又产生经济效益。 3、产业发展政策良好：煤层气（煤矿瓦斯）电厂上网电价，比照国家发展改革委制定的《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》（发改价格[2006]7 号）中生物质发电项目上网电价（执行当地2005 年脱硫燃煤机组标杆上网电价加补贴电价）。高于当地脱硫燃煤机组标杆上网电价的差额部分，通过提高煤层气（煤矿瓦斯）电厂所在省级电网销售电价解决。 有关政府部门应当制定鼓励煤层气（煤矿瓦斯）发电的配套政策和措施，为煤层气（煤矿瓦斯）综合利用工作创造有利条件。电力、价格等监管机构应当加强煤层气（煤矿瓦斯）发电项目上网交易电量、价格执行情况的监管和检查工作。 第三章：项目建设与选址条件 一．项目选址条件 1．气源情况 项目气源主要来自XXXX ，年产煤气层XXX 立方米，地面必须建立永久瓦斯 抽放系统，年抽放量2.4 亿立方米以上（标准工矿）。瓦斯浓度 在40% 以上。因此该浓度才可行 2．水源情况要求地下水或者水源较为丰富，水源主要用于设备冷却水使用。 3．建设场地选择条件 3.1远离居民区和办公区。 3.2靠近瓦斯抽放站，减少管道建设。 3.3占地要求100 亩左右
※※※※※※煤矿瓦斯发电项目经济技术论证报告 ※※※※煤矿 二○一一年一月
一.瓦斯气发电机组开发背景和形势 首先，煤层气俗称“瓦斯”，其主要成分是CH4(甲烷)，是主要存在于煤矿的伴生气体，煤层气是热值高、无污染的新能源。我国瓦斯资源十分丰富，居世界第三。在我国地表以下，2000米深度以上的煤居层中蕴藏有35万亿立方米的瓦斯量，基本与我国的天然气资源量相当，相当于420亿吨标准煤，因此，开发利用煤层气对中国来说十分必要，2006年中国已将煤层气开发列入“十一五”能源发展规划，煤层气产业化发展已迎来很好的发展契机。 其次，是一种无色、无臭。无味、易燃、易爆的气体，如果空气中瓦斯的浓度在5.5％-16％时，有明火的情况下就能发生爆炸，爆炸会产生高温、高压、冲击波，并放出有毒气体。因此，被称为井工煤矿的“第一杀手”。煤矿瓦斯的抽采利用，将大大减少我国矿难的发生 第三，根据科学统计，瓦斯具有较强的温室效应，相当于二氧化碳的24.5倍，瓦斯对臭氧层的破坏程度是二氧化碳的７倍多。因此，利用煤矿瓦斯发电后，将大量减少直接向大气中排放的瓦斯量，大大降低对环境的污染危害。 第四，根据《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》（国办发〔2006〕47号）和国家发展改革委印发关于利用煤层气（煤矿瓦斯）发电工作实施意见的通知[发改能源〔2007〕721号] ，因此，煤矿瓦斯（煤层气）开发利用处于一个特殊而重要的历史发展阶段，党中央、国务院高度重视，支持力度前所未有。
由此可见，抽采利用煤矿瓦斯发电，不仅会变废为宝，变害为利，而且还会为企业和社会带来巨大的经济利益。 二、我国推广内燃机瓦斯发电技术应用可行性 目前瓦斯发电技术应用主要有几种形式：第一种是利用锅炉＋蒸汽轮机发电，第二种是燃气轮机发电，第三种是利用燃气内燃机发电。目前据专家介绍，瓦斯作为燃气内燃机发电具有以下特点：1）燃烧排放特性好。2）燃烧抗爆燃性能好，工作热效率高。3）混合气发火界限宽。4）使用性能好。5）经济性能好。通过以上分析可见，采用瓦斯气内燃机发电已经是非常成熟的技术，我国大多煤矿都采用燃气内燃机发电，没有风险。 三、瓦斯抽放情况分析 目前※※※※煤矿有高负压和低负压两套抽放系统。 A、低负压煤矿抽放系统 低负压抽放泵为2BEC-52水环式真空泵2台，一备一用，设计抽气速率为156m3/min，配套电机功率为250KW。目前抽放纯瓦斯流量为20m3/min以上，抽放浓度为25%，抽放负压为30KPA，累计抽出量超过600万m3。 B、高负压抽放系统： 高负压抽放泵为2BEC-50水环式真空泵，设计量大抽速率为100m3/min，配套电机功率为160kw。目前抽放纯瓦斯流量为10m3/min以上，抽放浓度为10%左右，抽放负压为30kpa，累计抽出量超过600万m3。
煤矿瓦斯治理专利技术综述 发表时间：2019-08-13T16:10:03.513Z 来源：《科学与技术》2019年第06期作者：王永超 [导读] 基于近年专利文献分析煤矿瓦斯治理技术的发展脉络。 (国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心广东广州 510530) [摘要] 瓦斯是煤矿主要危害之一，开采时容易发生瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出等事故，造成重大人员伤亡。瓦斯治理是煤矿安全生产重要组成部分，吸附在煤体中瓦斯，经过开采活动从煤体中解吸到空气中，出现在矿井的各个地方，如巷道风流、采空区、工作面上隅角、掘进工作面等都是重点防治区域。抽采瓦斯是瓦斯治理的主要技术手段，除此还有增透、驱替等辅助措施，瓦斯监测监控也是必不可少的。煤矿瓦斯治理向着自动化、网络化、智能化、方向发展。对抽采的瓦斯回收利用增加了经济效益。本文基于近年专利文献分析煤矿瓦斯治理技术的发展脉络。 [关键词]瓦斯治理；瓦斯抽采；专利技术；瓦斯回收 瓦斯是煤矿主要危害之一，瓦斯赋存在煤体中，开采时容易发生瓦斯爆炸，在掘进时容易发生煤与瓦斯突出等事故[1]，瓦斯事故具有突发性、范围大等特点，容易造成重大人员伤亡，如2017年河南省登封市兴峪煤矿“1?4”重大煤与瓦斯突出事故造成12人死亡，2017年黑龙江省鸡西市鸡东县裕晨煤矿“9?13”重大瓦斯爆炸事故造成10人遇难、8人受伤，2018年贵州省六盘水市盘州市梓木戛煤矿“8?6”重大煤与瓦斯突出事故造成13人死亡、7人受伤。 瓦斯治理是煤矿安全生产重要组成部分，吸附在煤体中瓦斯，经过开采活动从煤体中解吸到空气中，出现在矿井的各个地方，如巷道风流、采空区、工作面上隅角、掘进工作面等都是重点防治区域，在煤层开采前、开采中、开采后的整个生产活动中都要对瓦斯进行严防死守。煤矿企业需要在煤层瓦斯检测、瓦斯抽采、合理通风、监测监控等多方面投入大量安全生成成本，同时也可以对抽采的瓦斯回收利用，增加经济效益。 1瓦斯抽采 1.1煤层瓦斯含量检测 检测煤层瓦斯含量往往采用取芯法取样，煤体取样时要求时间短、混样少、温度低，减少煤样瓦斯解析，比如专利文献 CN109443859A。获取煤样后可以对煤样进行吸附、解吸和含量的检测，如专利文献CN109374866A。 1.2增透技术 煤层瓦斯抽采前需要对煤体内部增透施工，以加快煤层瓦斯解吸，从而增加抽采量。抽采前可以采用有水力割缝、水力压裂、静态膨胀剂等对钻孔内部进行增透，例如专利文献CN105114117A。抽采时也可以增透，如采用冷热交替、钻割交替、压抽交替、注水注气、驱替置换、协同强化等方法，例如专利文献CN106703871A、专利文献CN109356640A、专利文献CN109505565A。近年也有尝试应用电脉冲、变频振动、次声波、激光等新增透方法，比如专利文献CN107939364A、专利文献CN208534531U、专利文献CN207377600U。 1.3钻孔设置 井下抽采往往采用顺层水平钻孔，增大钻孔与煤层接触，如专利文献CN109519212A。对于浅埋深煤层还可以采用地面钻孔，从地面打垂直孔，到煤层或其裂隙层转为水平钻孔，如专利文献CN109209474A。 1.4封孔技术 瓦斯抽采钻孔为预钻孔，需要钻孔封孔，往往为固液封孔[2]面对的技术问题是封孔后裂隙发育造成泄露。封孔新技术有三堵二注、柔性封孔等，如专利文献CN204677157U，专利文献CN109339736A、专利文献CN208619079U、专利文献CN109538157A。 1.5分离放水 从煤体钻孔中抽采出来的瓦斯往往都含有水以及煤渣等杂质，需要使用放水器进行气水分离，在抽在过程中在在钻孔出口处进行放水排查，如专利文献CN208396739U、专利文献CN208389703U。送到地面进行排放或回收利用，在输送过程中输送管道往往也需要进行放水，如CN106837407A、专利文献CN208330455U。 2重点防治区域 1.1上隅角 上隅角是采煤工作面采空区漏风汇集的地方，属于工作面通风盲区，特别容易积聚瓦斯，所以上隅角是采煤工作面治理瓦斯的重中之重。风流引导、喷雾、风机吹风都是上隅角常规治理方式，有条件的矿井上隅角瓦斯也可以抽采，如专利文献CN106761580U。也有尝试采用生化手段治理上隅角瓦斯，如专利文献CN109538283A采用氧化菌对上隅角进行生物氧化消。改变工作面通风方式也改进方向之一，封闭工作面风流，构件自动化无氧工作面，避免上隅角与氧气反应，比如专利法文献CN106761747U。 2.2掘进工作面 煤层在掘进前需要预抽瓦斯，但剩余瓦斯随着掘进活动从煤体中涌出，掘进时需不断输送新风到掘进工作面[3]，若瓦斯涌出量加大还需要进一步治理，掘进工作面由于风流不均的关系也容易发生瓦斯局部聚集，专利文献CN109458212A采用甲烷氧化菌对掘进工作面局部瓦斯聚集进行处理。 2.3采空区 采空区顶板发生塌落，与其上部裂隙层均含有大量瓦斯，会影响邻近工作面以及上下相邻煤层的开采安全，抽采的瓦斯也可以回收再利用。采空区瓦斯抽采主要通过地面定向钻孔进行抽采，如专利文献CN109209474A，也可以辅助驱替等手段，如专利文献 CN106988778A，采空区一侧沿空留巷有时也需要瓦斯抽采，比如专利文献CN109339854A。 多个煤层工作面和采空区可以同时治理瓦斯，综合采用连续瓦斯抽采钻孔、瓦斯抽采巷道、走向抽采钻孔、地面钻孔、注氮驱替等多种形式，进行瓦斯分源分区立体治理，比如专利文献CN106988778A。 3监测监控 煤矿开采、瓦斯抽采、瓦斯管道输送、巷道掘进、通风等活动中都要进行瓦斯监测，数据超标及时报警、断电保护，比如专利文献