毕业设计论文-瓦斯抽采及利用方案
- 格式:doc
- 大小:210.00 KB
- 文档页数:25
煤矿瓦斯抽采、利用方案一、实施背景随着全球环境问题的日益突出,煤矿瓦斯的抽采和利用成为了煤矿安全生产和环境保护的重要课题。
煤矿瓦斯是一种有害气体,不仅对矿工的生命安全造成威胁,还是温室气体的重要组成部分,对全球气候变化产生不良影响。
因此,通过煤矿瓦斯抽采和利用,既能保障矿工的安全,又能减少温室气体的排放,具有重要的经济和环境价值。
二、工作原理煤矿瓦斯抽采和利用方案主要包括瓦斯抽采系统和瓦斯利用系统两部分。
瓦斯抽采系统通过井下瓦斯抽采设备将煤矿瓦斯抽采到地面,然后通过瓦斯利用系统将瓦斯进行处理和利用。
1. 瓦斯抽采系统:瓦斯抽采系统主要包括瓦斯抽采井、瓦斯抽采设备和瓦斯抽采管道。
瓦斯抽采井通过钻孔等方式将地下瓦斯抽采到地面,然后通过瓦斯抽采设备将瓦斯抽出。
瓦斯抽采管道将抽出的瓦斯输送到地面的瓦斯利用系统。
2. 瓦斯利用系统:瓦斯利用系统主要包括瓦斯处理设备和瓦斯利用设备。
瓦斯处理设备主要用于去除瓦斯中的杂质,如水分、硫化物等。
瓦斯利用设备主要用于将处理后的瓦斯转化为可利用的能源,如发电、热能等。
三、实施计划步骤1. 前期准备阶段:确定瓦斯抽采和利用的目标和需求,制定详细的实施计划和时间表,组织相关人员进行培训和技术交流。
2. 设备采购和安装阶段:根据实施计划,采购瓦斯抽采设备、瓦斯处理设备和瓦斯利用设备,并进行安装和调试。
3. 运行和维护阶段:确保瓦斯抽采和利用设备的正常运行,定期进行设备检修和维护,及时处理设备故障和异常情况。
4. 监测和评估阶段:建立瓦斯抽采和利用的监测系统,定期对瓦斯抽采和利用效果进行评估和改进。
四、适用范围煤矿瓦斯抽采和利用方案适用于各类煤矿,特别是高瓦斯矿井和煤层气井。
同时,该方案也适用于其他瓦斯资源的抽采和利用,如油田瓦斯、城市垃圾填埋气等。
五、创新要点1. 技术创新:引进先进的瓦斯抽采和利用技术,提高瓦斯抽采和利用效率和安全性。
2. 管理创新:建立完善的瓦斯抽采和利用管理体系,加强对瓦斯抽采和利用过程的监控和控制。
探讨煤矿瓦斯抽采的必要性及抽采方法煤矿瓦斯是一种危险的天然气,主要由甲烷组成,同时还含有少量的乙烷、二氧化碳、氮气和硫化氢等成分。
煤矿瓦斯是煤矿事故的主要原因之一,它不仅对矿井内的工人造成危害,而且还会对环境造成污染,因此煤矿瓦斯的抽采工作显得尤为重要。
本文将探讨煤矿瓦斯抽采的必要性及抽采方法。
一、煤矿瓦斯抽采的必要性1.保障矿工生命安全煤矿瓦斯引发的爆炸事故是煤矿事故中最常见的一种,它往往以高温、高压和大爆炸力造成矿井内部的岩层破裂、矿柱垮塌和煤与岩层的混合燃烧、燃爆。
由于煤矿瓦斯具有易燃、易爆、无色、无味等特点,因此很难被发现。
煤矿瓦斯抽采可以有效地将瓦斯从矿井中抽出,减少矿井内的瓦斯浓度,从而保障矿工的生命安全。
2.保护环境煤矿瓦斯不仅对矿工造成危害,还会对环境造成污染。
瓦斯中的甲烷是一种对大气层具有温室效应的气体,长期释放到大气中会导致全球气候的变暖。
而且,煤矿瓦斯中还含有硫化氢等有毒气体,如果逸出到大气中会对周围环境造成严重的污染。
煤矿瓦斯抽采工作对于减少煤矿瓦斯对环境的污染具有重要意义。
3.提高生产效率煤矿瓦斯抽采可以减少矿井内的瓦斯浓度,降低了瓦斯对矿井的危害,同时也为矿工的生产提供了安全的作业环境。
在保障矿工生命安全的前提下,提高了煤矿的生产效率,为国家的能源生产做出了贡献。
1.孔隙抽采法孔隙抽采法是通过在煤层中钻孔,利用井下抽排设备,将瓦斯从煤层中抽出,并通过管道输送至地面或者其他地方。
这种方法适用于煤矿瓦斯较大、煤层良好漏气的情况下,具有抽采效率高、成本低、操作灵活等优点,但需要钻孔设备和井下抽排设备进行配合。
2.巷道抽采法巷道抽采法是通过在矿井的巷道中设置抽风缸,利用通风系统将瓦斯从巷道中抽出。
这种方法适用于煤矿瓦斯浓度较低、煤层渗透性差的情况下,具有结构简单、运行稳定、维护方便等优点,但因为需要长期维护通风系统,所以维护成本较高。
煤矿瓦斯抽采工作对于保障矿工的生命安全、减少煤矿瓦斯对环境的污染、提高煤矿的生产效率具有重要意义。
煤矿瓦斯高效抽采和利用方案一、实施背景煤矿瓦斯是一种主要源自煤矿井下的有害气体,其主要成分为甲烷。
在煤矿开采过程中,瓦斯容易引发爆炸和燃烧,对矿工生命安全和煤矿生产安全构成严重威胁。
因此,开展煤矿瓦斯高效抽采和利用工作,对于保障矿工生命安全、促进煤矿安全生产、提高资源利用率、推进能源结构调整均具有重要意义。
二、工作原理煤矿瓦斯高效抽采和利用方案主要基于以下工作原理:1. 预抽采:在煤矿井下巷道形成之前,通过地面钻孔的方式对煤层进行预抽采,以降低煤层中的瓦斯含量,降低开采过程中的瓦斯涌出量。
2. 边采边抽:在煤矿开采过程中,利用井下巷道或钻孔对工作面进行瓦斯抽采,以降低工作面及其周边区域的瓦斯浓度,保障工作面安全推进。
3. 瓦斯利用:将抽采出的瓦斯进行提纯、压缩、液化等处理,制成高品位的瓦斯气体,用于民用燃气、工业燃料、汽车燃料等领域。
同时,将瓦斯废气进行氧化处理,生成二氧化碳和水,实现二氧化碳的资源化利用。
三、实施计划步骤1. 建立瓦斯抽采系统:在煤矿井下建立瓦斯抽采管网和抽采泵站,实现对煤层中瓦斯的抽采。
2. 瓦斯抽采监测:在井下设置瓦斯传感器和监控摄像头等设备,对瓦斯抽采过程进行实时监测,及时发现和解决安全隐患。
3. 瓦斯利用工程建设:在矿区内建设瓦斯利用工程,包括瓦斯液化、提纯、压缩等装置,将瓦斯转化为高品位的气体燃料或液体燃料。
4. 瓦斯安全管理:制定和实施严格的瓦斯安全管理制度和操作规程,确保瓦斯抽采和利用过程中的安全。
5. 人员培训与资质认证:对从事瓦斯抽采和利用的工作人员进行专业技能培训和资质认证,提高员工的业务水平和管理能力。
四、适用范围本方案适用于各种类型的煤矿,特别是高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井。
同时,本方案也适用于将瓦斯作为清洁能源进行利用的领域,如城市燃气、工业燃料、汽车燃料等。
五、创新要点1. 综合利用:将煤矿瓦斯的抽采与利用相结合,实现了资源的综合利用,提高了资源利用率和经济效益。
煤矿瓦斯抽采、利用方案一、实施背景随着全球对清洁能源的需求不断增加,煤矿瓦斯抽采、利用成为了煤矿行业的重要课题。
煤矿瓦斯是煤矿开采过程中产生的一种有害气体,含有高浓度的甲烷,对矿井安全和环境造成了严重威胁。
因此,通过瓦斯抽采、利用的方式,既可以提高矿井的安全性,又可以转化为清洁能源,实现资源的有效利用。
二、工作原理煤矿瓦斯抽采、利用方案主要包括瓦斯抽采系统和瓦斯利用系统两部分。
瓦斯抽采系统通过瓦斯抽采设备将煤矿瓦斯抽取到地面,然后经过净化处理,去除其中的杂质,使其成为可利用的瓦斯资源。
瓦斯利用系统则将净化后的瓦斯转化为清洁能源,如发电、热能等。
三、实施计划步骤1. 建立瓦斯抽采系统:在煤矿井下设置瓦斯抽采设备,将瓦斯抽取到地面。
2. 瓦斯净化处理:对抽采上来的瓦斯进行净化处理,去除其中的杂质。
3. 瓦斯利用系统建设:建设瓦斯利用设备,将净化后的瓦斯转化为清洁能源。
4. 运行监测与调整:对瓦斯抽采、利用系统进行运行监测,根据实际情况进行调整和优化。
四、适用范围煤矿瓦斯抽采、利用方案适用于各类煤矿,特别是瓦斯含量较高的煤矿。
根据煤矿的具体情况,可以进行相应的调整和改进。
五、创新要点1. 技术创新:引入先进的瓦斯抽采、净化和利用技术,提高系统的效率和稳定性。
2. 系统集成:将瓦斯抽采、净化和利用系统进行集成,实现资源的高效利用。
3. 安全管理:加强瓦斯抽采、利用系统的安全管理,确保矿井的安全运营。
六、预期效果1. 提高矿井安全性:通过瓦斯抽采,减少瓦斯在矿井中的积聚,降低矿井发生瓦斯爆炸的风险。
2. 节能减排:将瓦斯转化为清洁能源,减少对传统能源的依赖,降低温室气体的排放。
3. 资源利用:将煤矿瓦斯转化为清洁能源,实现资源的有效利用。
七、达到收益1. 经济收益:通过瓦斯利用,可以实现清洁能源的生产,提高煤矿的经济效益。
2. 环境效益:减少温室气体的排放,改善环境质量,保护生态环境。
八、优缺点优点:1. 提高矿井安全性,降低煤矿事故的发生概率。
瓦斯抽采毕业设计引言瓦斯抽采在矿业工程中起到了重要的作用,它能有效地利用矿井中的瓦斯资源,并防止瓦斯积聚引发安全事故。
在本毕业设计中,我将研究和设计一套瓦斯抽采系统,以提高矿井的安全性和瓦斯资源的利用效率。
研究背景随着工业化进程的加快和对能源的需求不断增加,煤矿等矿井的开采活动日益频繁。
然而,矿井中的瓦斯问题成为了一个亟需解决的难题。
瓦斯积聚不仅会引发爆炸等安全事故,还会对矿工的健康造成严重影响。
因此,设计一套高效的瓦斯抽采系统对矿井的安全运营至关重要。
目标与方法本毕业设计的主要目标是设计一套能够高效抽采矿井中瓦斯的系统。
为了实现这一目标,我将采用以下方法:1.理论研究:通过对矿井瓦斯抽采相关的文献资料进行阅读和分析,了解目前行业内的最新研究成果和技术进展。
2.现场调研:选择一座具有代表性的煤矿,进行实地考察和调研,了解其瓦斯抽采系统的运行情况和存在的问题。
3.设计方案:基于理论研究和现场调研的结果,设计一套适用于矿井的瓦斯抽采系统,并进行详细的技术细节和工程设计。
4.实施方案:建立起一个实体模型进行试验验证,评估设计方案的可行性和效果。
5.结果分析:对实验结果进行分析和对比研究,评估设计方案的优劣,提出改进意见。
预期成果通过本毕业设计的研究和实施,预期将获得以下成果:1.一套高效的瓦斯抽采系统设计方案,具有一定的创新性和实用性。
2.实体模型试验结果和数据分析,验证设计方案的可行性和效果。
3.对矿井瓦斯抽采系统的问题进行分析和解决方案提出,为相关行业提供参考和指导。
计划安排为了按时完成本毕业设计,我将按照以下计划进行工作:1.第一阶段:调研和理论研究,了解瓦斯抽采系统的基本原理和技术方案。
预计耗时2周。
2.第二阶段:实地调研和现场考察,了解一座典型砟矿的瓦斯抽采系统运行情况和存在的问题。
预计耗时1周。
3.第三阶段:设计方案的详细技术细节和工程设计,包括系统结构、设备选择和布局等。
预计耗时3周。
4.第四阶段:建立实体模型并进行试验验证,对设计方案的可行性和效果进行评估。
煤矿瓦斯抽采、利用方案一、实施背景煤矿瓦斯是一种有害气体,不仅对矿工的生命安全构成威胁,还对环境造成严重污染。
在中国,煤矿瓦斯事故频发,给社会带来了巨大的损失。
为了改善煤矿瓦斯治理状况,减少矿井瓦斯爆炸事故的发生,提高煤矿安全生产水平,需要进行煤矿瓦斯抽采和利用。
二、工作原理煤矿瓦斯抽采利用方案的工作原理是通过矿井的瓦斯抽采系统将瓦斯从矿井中抽出,然后进行处理和利用。
具体来说,瓦斯抽采系统由瓦斯抽采管道、瓦斯抽采机械设备、瓦斯抽采站和瓦斯处理设备等组成。
瓦斯抽采机械设备通过煤矿井下的瓦斯抽采管道将瓦斯抽出,然后通过瓦斯抽采站将瓦斯送至地面的瓦斯处理设备进行处理,最后利用瓦斯发电或者其他方式进行能源利用。
三、实施计划步骤1. 设立瓦斯抽采站和瓦斯处理设备:根据矿井的规模和瓦斯产量确定瓦斯抽采站和瓦斯处理设备的数量和规格。
2. 建设瓦斯抽采管道:根据矿井的地质条件和瓦斯产量确定瓦斯抽采管道的布置和规格。
3. 安装瓦斯抽采机械设备:根据矿井的具体情况选择合适的瓦斯抽采机械设备,并进行安装和调试。
4. 进行瓦斯抽采和处理试运行:在矿井的正常生产过程中,逐步启动瓦斯抽采和处理设备,并进行试运行,确保设备的正常运行和瓦斯的有效处理。
5. 实施瓦斯利用方案:根据瓦斯的产量和质量,选择合适的瓦斯利用方式,如瓦斯发电、瓦斯制氢等。
四、适用范围煤矿瓦斯抽采利用方案适用于煤矿瓦斯丰富的地区,特别是那些煤矿瓦斯爆炸事故频发的地区。
此外,该方案也适用于煤矿瓦斯资源丰富的地区,可以将瓦斯转化为可再生能源,提高能源利用效率。
五、创新要点1. 采用先进的瓦斯抽采机械设备:选择高效、安全的瓦斯抽采机械设备,提高瓦斯抽采效率和安全性。
2. 进行瓦斯处理和利用:将抽采出的瓦斯进行处理,去除有害成分,然后利用瓦斯发电或者进行其他能源利用,实现资源的有效利用。
六、预期效果1. 提高煤矿安全生产水平:通过瓦斯抽采和利用,减少煤矿瓦斯积聚,降低矿井瓦斯爆炸事故的发生概率,提高煤矿安全生产水平。
义安矿业有限公司矿井瓦斯抽放设计摘要:洛阳义安矿业有限公司位于河南省洛阳市新安县正村乡,是义马煤业集团所属的大型煤矿之一, Mt。
该矿为煤与瓦斯突出矿井,瓦斯涌出量大、瓦斯超限严重,并且自2003年筹建以来,多次发生瓦斯动力现象。
为了解决这些问题,并防止瓦斯灾害事故的发生,本设计介绍了该矿的基本情况,预测矿井瓦斯的涌出量是,对抽放瓦斯的必要性与可行性进行了论证。
通过对抽放方法的比较和抽放管路的计算和选择,设计了适合该矿的瓦斯抽放系统和抽放方法。
并计算了抽放系统的管道阻力和瓦斯泵的流量与压力,选择了合适的瓦斯泵型号,建立地面永久抽放泵站。
最后对抽出的瓦斯加以利用,达到使其变废为宝、减少环境污染的目的。
关键词:义安;煤与瓦斯突出;瓦斯涌出量;抽放系统;设备选型;利用Designation for gas drainage system in Yian mining co.,LTD Abstract:Luoyang YiAn mining co., LTD is located in Zhengcun township of Xinan country of luoyang city, and it is one of the Large coal mine of Yima Coal Industry Group whose Designed annual production capacity is Mt. YiAn Mine was identified as coal-methane outburst coal mine, it has a high gas gushing quantity and the problem of gas over limited is serious. And Since its establishment in 2003, the phenomenon of gas powered has happened many times. In order to solve these problems and prevent the gas disasters, this design introduced its basic situation , predicted the gas emission quantity, demonstrated the necessity and feasibility for the gas drainage system. By comparing the drainage methods, selecting and calculating the drainage pipelines, this design designed suitable gas drainage system and methods for the coal mine. In addition,it also calculated the pipeline resistance of the drainage system and the flow and pressure of the gas pump, then select the right gas pump model for the coal mine, established a permanent ground drainage pumping station. Finally,take advantage of the gas that drainaged from the mine, to achieve the purpose of waste and reducing environmental pollution.Key word: Yian、coal and gas outburst、gas gushing quantity、drainage system、equipment selection、utilize目录第一章绪论 (1) (1) (1) (2)第二章矿井概况 (1) (1) (1) (2) (2) (2) (2) (3) (4) (4) (4)、水源 (4) (5) (5) (5) (6)、自燃及爆炸倾向性 (8) (8)第三章矿井开拓开采方案及采区通风概况 (11) (11) (11) (11) (11) (11) (12)第四章矿井瓦斯赋存及抽采必要性和可行性论证 (13) (13).............................................. 错误!未定义书签。
煤矿瓦斯抽采、利用方案一、实施背景中国是煤炭大国,煤炭资源储量居世界第一。
然而,煤矿瓦斯的排放却给环境带来了极大的危害。
煤矿瓦斯是一种有毒有害的气体,不仅会导致爆炸事故,还会对大气环境造成污染。
为了保护环境、提高煤矿安全生产水平,煤矿瓦斯抽采、利用已成为煤矿企业必须面对的问题。
二、工作原理煤矿瓦斯抽采、利用的工作原理是:通过管道将煤矿瓦斯抽出煤矿井下,然后将其输送到煤矿地面,再进行处理、净化、利用。
处理、净化过程中,通常采用压缩、冷却、吸附等技术,将煤矿瓦斯中的有害成分去除,同时将其转化为可用能源。
利用方式包括燃烧发电、制氢、制甲醇、制二氧化碳等。
三、实施计划步骤1. 煤矿瓦斯抽采系统的建设:包括井下管道、井口设备、地面管道和处理设备等。
2. 煤矿瓦斯利用系统的建设:包括燃烧发电、制氢、制甲醇、制二氧化碳等利用方式的建设。
3. 煤矿瓦斯抽采和利用系统的联动:建立煤矿瓦斯抽采和利用系统之间的联动机制,实现煤矿瓦斯的高效利用。
四、适用范围煤矿瓦斯抽采、利用适用于煤矿企业,特别是那些煤矿井下瓦斯含量较高的企业。
同时,煤矿瓦斯抽采、利用也适用于那些需要大量能源的企业,如钢铁、化工、电力等行业。
五、创新要点1. 技术创新:采用先进的煤矿瓦斯抽采、利用技术,提高系统的效率和安全性。
2. 机制创新:建立煤矿瓦斯抽采和利用系统之间的联动机制,实现煤矿瓦斯的高效利用。
3. 财务创新:采用多种融资方式,如政府补贴、银行贷款等,降低企业的投资风险。
六、预期效果1. 煤矿瓦斯抽采、利用可以减少煤矿瓦斯排放,保护环境。
2. 煤矿瓦斯抽采、利用可以提高煤矿安全生产水平,减少煤矿事故。
3. 煤矿瓦斯抽采、利用可以提供可再生能源,降低企业能源成本。
七、达到收益1. 煤矿瓦斯抽采、利用可以减少煤矿瓦斯排放,符合环保政策,提高企业社会形象,增加企业品牌价值。
2. 煤矿瓦斯抽采、利用可以提高企业能源利用效率,降低企业能源成本,提高企业盈利能力。
瓦斯抽放技术论文(2)瓦斯抽放技术论文篇二煤矿瓦斯抽放技术研究摘要:本文较为详细地阐述了煤矿瓦斯抽放技术运用的现实意义和它的发展现状,并对煤矿瓦斯抽放技术的提升,提了一些建议,使之有利于煤矿安全生产,有利于社会发展。
关键词:煤矿瓦斯抽放技术1 概述近几十年来,随着我国煤炭工业的迅速发展,煤炭经济逐渐占据了重要的地位。
我国的煤炭采掘技术也得到不断发展,但是相比于国外,我国还有一定差距,特别是煤矿瓦斯抽放技术水平较低。
这也是我国煤矿事故频发的重要原因。
强化煤矿瓦斯抽采技术,提高煤矿瓦斯抽放效率,对于防止煤矿瓦斯事故,促进煤矿安全生产具有重要的现实意义。
2 煤矿瓦斯抽放的意义煤矿瓦斯在全世界得到了广泛利用和认可,煤矿瓦斯是一种清洁能源和特殊资源,主要是生活瓦斯和工业瓦斯利用,它的有效利用能够给企业和国家带来更多的经济效益。
同时,瓦斯也是一种温室气体,对当前节能减排,构建绿色环境,降低对环境的影响具有重要的意义。
近些年我国煤矿瓦斯事故频发,煤矿瓦斯抽放技术的研究,对预防煤矿瓦斯事故具有重要的意义。
我国煤矿分布广泛,地质环境差异较大。
对煤矿瓦斯抽放技术的研究,能够有效分析不同煤矿的具体情况,引起煤矿瓦斯事故不同原因的探讨,具有重要的科学研究意义。
同时煤矿瓦斯抽采也是国家政策的要求。
对于煤矿安全,瓦斯及煤层气抽取利用,井上井下的预警预报系统的建立具有重要的现实意义。
3 煤矿瓦斯的发展及现状3.1 发展情况我国是从1938年开始工业抽放瓦斯,直到1952年才在龙凤矿建抽放瓦斯泵,开始系统连续抽放瓦斯。
随着几十年的发展,特别是近些年,煤矿工业的迅速发展,和煤矿瓦斯技术的不断成熟和运用,推动了我国煤矿瓦斯抽放技术的发展。
我国的煤矿瓦斯技术大致经历了以下几个发展阶段:①“高透气性煤层瓦斯”的抽放阶段。
②“邻近层卸压瓦斯”的抽放阶段。
③“低透气性煤层强化抽瓦斯”的阶段。
④综合性抽瓦斯阶段。
3.2 瓦斯的抽放方法我国根据煤层的地质条件、瓦斯的赋存特点采用了不同的抽采技术。
煤矿瓦斯抽采、利用方案一、实施背景随着全球对环境保护的重视和能源结构调整的需求,煤矿瓦斯抽采和利用成为了煤矿安全生产和资源利用的重要环节。
瓦斯抽采利用是指通过对煤矿井下产生的瓦斯进行抽采和利用,减少瓦斯泄漏,提高煤矿安全生产水平,同时实现瓦斯资源的高效利用。
二、工作原理煤矿瓦斯抽采利用方案的工作原理主要包括瓦斯抽采、净化和利用三个步骤。
首先,通过井下瓦斯抽采系统,将瓦斯从煤矿井下抽采到地面。
然后,将抽采上来的瓦斯进行净化处理,去除其中的有害成分,提高瓦斯的纯度。
最后,利用净化后的瓦斯作为能源供应,可以用于发电、供热等用途。
三、实施计划步骤1. 前期调研:对煤矿瓦斯抽采利用的技术、市场和政策等进行调研,明确实施的可行性和必要性。
2. 设计方案:根据煤矿的具体情况,设计瓦斯抽采利用的方案,包括抽采系统、净化设备和利用方式等。
3. 设备采购:根据设计方案,采购相应的瓦斯抽采、净化和利用设备,确保设备的质量和性能。
4. 建设施工:根据设计方案和设备采购情况,进行瓦斯抽采、净化和利用设备的安装和调试工作。
5. 运营管理:建设完成后,进行设备的运营管理,包括设备的维护保养、数据监测和操作人员的培训等。
6. 效果评估:定期对瓦斯抽采利用的效果进行评估,包括瓦斯抽采率、净化效率和利用效率等指标的监测和分析。
四、适用范围煤矿瓦斯抽采利用方案适用于各类煤矿,特别是瓦斯含量较高的煤矿。
同时,该方案也适用于国内外各类煤矿,可以为煤矿安全生产和能源结构调整提供支持。
五、创新要点1. 技术创新:采用先进的瓦斯抽采、净化和利用技术,提高瓦斯资源的回收率和利用效率。
2. 系统创新:建立完善的瓦斯抽采利用系统,包括设备、管理和监测等方面,实现瓦斯资源的有效利用。
3. 政策创新:制定相关的政策和标准,鼓励煤矿企业进行瓦斯抽采利用,提供政策支持和经济激励。
六、预期效果1. 提高煤矿安全生产水平:通过瓦斯抽采,减少煤矿瓦斯泄漏,降低煤矿事故的发生率。
第十三章瓦斯抽采及利用方案第一节瓦斯抽采一、矿井瓦斯灾害程度及抽采的必要性(一)矿井瓦斯灾害程度根据勘探地质报告及Ι煤层瓦斯含量等值线示意图,矿井可采煤层为1Ι1煤层,Ι1煤层瓦斯含量一般13~19 ml/g·r,在钻孔N21-3局部瓦斯含量大于19 ml/g·r。
本矿井Ι煤层瓦斯含量普遍偏高,瓦斯成分以沼气为1主。
经预测,矿井绝对瓦斯涌出量47.35m3/min,相对瓦斯涌出量46.79m3/t,Ι1工作面绝对瓦斯涌出量20.48m3/min,相对瓦斯涌出量22.27m3/t,本矿井瓦斯涌出量较大。
煤层煤与瓦斯突出危险性较本矿井按煤与瓦斯突出矿井进行设计,Ι1大。
(二)瓦斯抽放的必要性从以下几个方面来分析本矿井瓦斯抽采的必要性。
1、从煤层瓦斯含量和瓦斯涌出量的大小来看根据勘探地质报告,煤层瓦斯含量大,经预测,+50m水平矿井最大绝煤层工作对瓦斯涌出量为47.35m3/min,相对瓦斯涌出量为46.79m3/t,Ι1面最大绝对瓦斯涌出量为20.48m3/min,相对瓦斯涌出量为22.27m3/t。
按《煤矿安全规程》第145条规定,本矿井必须建立瓦斯抽采系统。
2、从工作面需风量和最大通过风量来看本矿井Ι煤层为中厚煤层,工作面采高1.91m,有效过风断面不大,工1作面稀释瓦斯所需风量大于工作面的实际通过能力,如不考虑本煤层预抽和采空区抽放,难以保证工作面瓦斯不超限。
因此,为保证安全生产,确保保护层工作顺利推进,必须抽放。
3、从防突的角度本矿井按煤与瓦斯突出矿井设计,煤层瓦斯含量普遍较高,Ι1煤层煤与瓦斯突出危险性大,在开采Ι1煤层前先预抽本煤层瓦斯,解除Ι1煤层的煤与瓦斯突出的潜在威胁,同时可以有效地解决Ι1煤层开采时采掘工作面及回风巷等处瓦斯浓度超限问题,降低瓦斯爆炸的风险,因此从井下安全的角度考虑,也有必要进行瓦斯抽采。
4、从资源利用和环保的角度看据初步估算,本井田的瓦斯储量约821Mm 3,可抽瓦斯量约410.5Mm 3,矿井瓦斯资源非常丰富。
抽出的瓦斯是一种优质、清洁、高效的能源,用途较广。
同时又减少矿井瓦斯排放量,减轻温室效应,达到保护矿区环境的目的。
因此,从资源利用和环保的角度看也有必要进行瓦斯抽采。
二、煤层瓦斯抽采基本参数(一)煤层瓦斯含量在本井田范围内对Ι1煤层钻孔中采瓦斯样12 件,瓦斯压力测试6 层次,对3 层次煤芯样进行瓦斯突出参数测试。
区内背斜轴部及东翼瓦斯含量高,西翼瓦斯含量较低。
根据地质报告提供的Ι1煤层瓦斯含量等值线示意图,瓦斯含量一般为13~19 m 3/t 。
测得煤层瓦斯含量普遍较高,瓦斯自然成分中以沼气为主,其次为H 2、N 2、C 2~ C 6、CO 2所占百分比很小。
井田位于华蓥山背斜北端,是井田的主体构造,东翼地层倾角在15~45°,西翼地层倾角在10~50°。
区内未发现有次级小褶曲,地表未见断层,钻孔中有隐伏断层4 条,对煤层有一定的破坏作用,故构造复杂程度属中等偏简单。
勘探区内为一近似对称背斜,按常规煤层中的瓦斯一般应沿倾斜面由深部向浅部运移,在倾向上瓦斯含量应由浅至深逐渐增高,在走向同标高点的瓦斯含量应大致相等。
但在勘探区内出现了异常区,位于西翼焦煤区的含量低于平均值,仅为9.86 m3/t,N21-2、N21-5 瓦斯压N20-3 瓦斯中CH4力值分为1.80MPa、1.56 MPa,远低于轴部及东翼的瘦煤区。
影响该区瓦斯赋存和导致异常的主要地质因素为煤层的变质程度。
地质报告中提供的瓦斯含量需要在生产实践中进一步检验。
(二)煤层瓦斯压力根据地质报告,勘探的 6 个钻孔进行了瓦斯压力的测试,压力值为1.56~5.07MPa,平均值1.79 MPa。
区内瓦斯压力在背斜两翼及轴部均有一定的变化,在轴部及东翼瓦斯压力值为2.20~5.07MPa,在背斜西翼瓦斯压力值均在2 MPa 以下。
根据《煤与瓦斯突出矿井鉴定规范》(MT 637-1996),当瓦斯压力大于0.74MPa时,煤层有突出危险。
(三)煤层瓦斯吸附常数在地质勘探期间,未采样进行工业分析,也未提供各煤层瓦斯吸附常数a、b值、各煤层孔隙率、瓦斯放散初速度和煤的坚固性系数等参数。
有待于在下一步工作中补充完善。
(四)煤层透气性系数地质报告未提供各煤层透气性系数、百米钻孔自然瓦斯涌出量及其衰减系数等参数。
有待于在下一步工作中补充完善。
三、矿井瓦斯储量(一)矿井瓦斯储量根据《煤矿瓦斯抽采规范》(AQ1027-2006),矿井瓦斯储量系指煤田开发过程中,能够向开采空间排放瓦斯的煤岩层赋存的瓦斯总量,包括可采煤层、不可采煤层以及围岩中所赋存的瓦斯,其计算公式如下:W k =W1+ W2+ W3式中:Wk——矿井瓦斯储量,Mm3;W1——可采煤层瓦斯储量总和,Mm3;W 1=∑A1i·X1iA1i——每一可采煤层的煤炭储量,Mt;X1i——每一可采煤层的瓦斯含量,m3/t;W2——采动影响范围内不可采邻近层的瓦斯储量总和,Mm3;W 2=∑A2i·X2iA2i——可采煤层采动影响范围内每一不可采煤层的煤炭储量,Mt;X2i——可采煤层采动影响范围内每一不可采煤层瓦斯含量,m3/t;W3——围岩瓦斯储量,Mm3;W 3=K(W1+ W2)K——围岩瓦斯储量系数,一般取K=0.05~0.20;根据地勘报告,本矿井可采煤层仅有Ι1煤层,煤炭地质储量为43.351Mt。
可采煤层瓦斯储量总和为714Mm3。
根据地勘报告,龙潭组地层均含2~3层煤层(线),除Ι1煤层可采外,其余均为煤线,厚度很薄,地勘报告未提供各不可采煤层煤炭储量,更未提供不可采煤层瓦斯含量,本次设计将其视同围岩。
根据相关规范,围岩瓦斯储量K取0.15,围岩瓦斯储量107Mm3。
故本井田瓦斯储量总和为:W3=714 + 0 + 107 =821Mm3(二)矿井瓦斯可抽量可抽瓦斯量系指矿井瓦斯储量中在目前的开采条件和技术水平下能被抽出来的瓦斯量。
采用下式计算:W c =Wk·K式中:Wc——矿井可抽瓦斯量,Mm3;Wk——矿井瓦斯储量,Mm3;K——矿井瓦斯抽采率,%;因地质报告未提供各煤层透气性系数、百米钻孔自然瓦斯涌出量及其衰减系数等参数,根据煤层赋存条件和煤层结构及裂隙发育情况,并结合邻近矿井抽采情况,本矿井Ι1煤层属于可以抽采煤层,抽采方式Ι1煤层预抽为主,采空区抽采为辅,所以取矿井瓦斯抽采率K=50%,则矿井瓦斯可抽量为:Wc=821×50% =410.5Mm3四、矿井瓦斯抽采系统的选择对于矿井瓦斯抽采系统一般分为地面钻井抽采系统、矿井地面集中抽采系统和井下临时抽采系统。
目前世界上主要产煤国对煤层气资源化开发利用程度较高,主要方法是地面钻井开采。
美国自20世纪70年初首先利用地面钻井的方法开发煤层气资源获得成功;澳大利亚目前广泛应用地面采空区垂直钻孔抽采技术;德国1992年开始应用地面钻井技术开发鲁尔煤田的煤层气;英国煤层渗透率低,目前正在研究低渗透率瓦斯的开发技术。
我国地面钻井抽采瓦斯的开发仍处于勘探试验阶段。
白沙、抚顺、焦作、阳泉等矿区曾在20世纪70年代打了40多个地面钻孔,并实施钻孔水力压裂等措施抽采瓦斯,但产气效果不理想。
晋城矿区煤层裂隙发育、渗透性好、可抽采性好,从1995年开始进行地面煤层气开发,通过地面钻孔抽采地下煤层气,目前已形成规模,并实现了商业产销用体系。
20世纪90年代两淮矿区在地面勘探和开采煤层气方面做了大量工作,先后共施工测试井14口,压裂试生产井8口,但产气效果均不理想,日产量达不到商业开发标准。
2002年以来,淮南矿区不断创新抽采理念,积极试验地面钻井抽采采动区、采空区瓦斯,到目前为止,共施工地面钻井12口,其中7口取得成功,4口失败,1口正在考察中。
地面钻井抽采瓦斯技术,虽在国内外已作过研究和试验,但主要是针对煤层赋存稳定、渗透性好的煤层,少数低透气性煤层矿区也曾配合水力压裂等措施进行过地面钻井抽采瓦斯,但产气效果不理想。
为推进我国煤层气勘探的进程,我国煤层气行业积极吸引外资、引进技术,煤层气开发对外合作十分活跃。
如与本矿井同属西南的云南省新庄矿区观音山矿井开发业主云投粤电扎西能源有限公司与澳大利亚米切尔钻井公司已达成初步协议,将在观音山井田内试验地面钻井瓦斯抽采。
试验主要内容如下:采用代麦克辛钻井技术,由地面钻两个分支水平井,再与垂直井汇接,进入煤层的水平孔沿煤层走向距离煤层顶板2m定向钻进,进入煤层的水平孔孔径120mm,每口分支井长1625m,煤层内水平孔长935m,非煤系孔长690m,垂直井深550m。
据澳大利亚米切尔公司预计,在煤层内每米水平钻孔日产气10m3,两分支井在煤层内水平钻孔总长1870m,按此计算,一组代麦克辛井一年产气610万m3,预计连续抽采一年半后,可将代麦克辛井控制区域内煤体瓦斯含量降到5m3/t以下,其每组井投资约140万美元。
地面钻井抽采与井下抽采相比具有以下优点:①不受矿井建设时间和井下巷道延伸的限制,地面抽采与矿井建设可同步进行,抽采时间充分;②抽采的瓦斯浓度高,产品商业价值大;地面钻井抽采与井下抽采相比具有以下缺点:①地面钻井对抽采技术、施工设备要求高,钻井施工成本较高;②由于地面钻井数量有限,煤体内瓦斯抽采不均匀,靠近地面钻井附近区域瓦斯抽采比较充分,远离地面钻井区域瓦斯抽采效果不充分;本井田主体结构为华蓥山背斜,井田横跨背斜两翼,井田内无次级褶曲。
井田含煤地层为龙潭组(P 2l ),该组含煤2-3 层,一般为1 层,从下至上煤层编号为I 0、I 1、I 2 煤层,均位于龙潭组第一段(P 2l 1)。
I0 煤层厚0.00~0.15m ,煤层结构简单,厚度变化大,仅在个别钻孔见有煤线,属不可采煤层。
I 1 煤层属全区可采煤层,该煤层为本次勘查的主要对象,煤厚0.68~3.40m ,平均1.82m 。
I 2 煤层厚0.00~0.54m ,煤层结构简单,厚度变化大,仅在勘查区南部边界的19-2、N19-1 号钻孔中达可采,为零星分布的孤立点,属不可采煤层。
矿井煤层瓦斯含量高,根据地质报告提供的Ι1煤层瓦斯含量等值线示意图,瓦斯含量一般为13~19 m 3/t.r ,在+50m 水平背斜轴部瓦斯含量为19 m 3/t.r 。
在井田内 N21-6 号钻孔施工井深726.58m 处,在龙潭组四段(P 2l 4)石灰岩中发生井喷,井喷火焰高达6m ,燃烧7 天后自然熄灭。
经达竹煤电集团救护大队现场测定,其燃烧气体成分主要为沼气,在火熄灭后取气体样化验其成分:CH 4、C 2~C 6、CO 2、N 2、H 2 分别为83.62%、0.37%、7.03%、8.31%、0.67%。