矿井煤层气抽采技术

煤矿高瓦斯矿井煤层瓦斯抽采技术研究发布时间：2022-09-01T09:24:44.644Z 来源：《科学与技术》2022年4月8期（下）作者：陈国平[导读] 瓦斯是煤矿的关键灾害之一，但也是非常重要的清洁能源。

合理使用煤气既能减少灾害的发生陈国平内蒙古阿拉善盟天荣煤炭有限责任公司内蒙古自治区乌海市016000摘要：瓦斯是煤矿的关键灾害之一，但也是非常重要的清洁能源。

合理使用煤气既能减少灾害的发生，又能直接影响中国的能源安全。

煤层预泵是减少煤矿瓦斯灾害的基本措施之一，可以保证煤矿安全开采。

但是，矿井中的气体一般是从采空区流出的，所以在采空区做好瓦斯的排水和处理具有重要意义。

在此基础上，仅作为研究高瓦斯工作流综合气体提取技术的参考。

关键词：高瓦斯；矿井工作面；综合抽采；瓦斯抽采技术引言煤层气俗称煤矿瓦斯，是宝贵的能源资源。

我国高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井多，煤矿瓦斯一直是煤矿安全生产的重大隐患。

近年来，煤矿重特大瓦斯爆炸事故时有发生，给人民群众生命财产造成了重大损失；同时，未经处理或回收的煤层气直接排放到大气中，也造成了严重的环境污染和资源浪费。

为进一步加大煤层气抽采利用力度，强化煤矿瓦斯治理，减轻煤矿瓦斯灾害，瓦斯综合抽采提出并得到了广泛的应用，取得了良好的效果。

1高瓦斯矿井瓦斯抽采技术研究必要性瓦斯将直接影响煤矿安全开采的实施，有效的瓦斯回收技术可以确保煤矿安全开采，瓦斯开采始终是煤田的主要研究内容。

随着采矿强度的不断扩大，煤矿开采深度进一步加大，矿井瓦斯量进一步增加。

因此，需要采用有效的开采技术，重视综合气体开采技术，提高煤矿开采效率和安全性。

2常用的瓦斯抽采技术2.1采中抽采技术采中抽采技术可以保证煤层开采的施工安全，设计人员应根据开采区的开采方式选择最合适的吸煤方法。

中国煤矿施工企业一般采用采空区埋管提取法、顶板打击层跨钻提取法、地表钻井提取法、采空区插管提取法等方法，对u形通风井进行开挖，并应用采空区入口保留层跨钻提取法和地表钻井提取法对y形通风井进行开挖。

低瓦斯矿井中瓦斯防治技术低瓦斯矿井是指瓦斯含量在0.3%以下的煤矿井，瓦斯的防治成为了低瓦斯矿井安全生产中的重要环节。

为了有效地防治矿井中的瓦斯，下面将介绍几种常用的瓦斯防治技术。

1. 通风技术：通风是矿井中瓦斯防治的基础和核心。

通过空气的流动，将矿井中的瓦斯稀释到安全范围内。

一般采用强制通风和自然通风相结合的方式，通过风机引入新鲜空气，排出瓦斯，保持井下的空气清新。

2. 水封技术：水封是防止瓦斯突出的一种有效手段。

通过在矿井中设置水封点，利用压力差阻止瓦斯的逸出。

水封技术可分为垂直水封和水平水封两种形式。

垂直水封是将矿井分隔成不同区域，利用水柱的压力来抑制瓦斯突出。

水平水封是通过设置水封门，利用水压力将瓦斯隔离开。

3. 注水灭瓦斯技术：该技术是将注水灌入矿井中，与瓦斯混合形成水瓦斯混合物，从而减少瓦斯的含量，达到防治瓦斯的目的。

注水灭瓦斯技术通常需要与通风技术相结合使用，通过通风排出含水瓦斯混合物，提高井下的安全性。

4. 改良煤层气抽采技术：该技术是通过改良煤层地下气体的分布状态，减少瓦斯的生成和逸出。

一般采用抽采、通风和注水等方法，改变煤层内气体的流动和分布，将瓦斯集中抽采到井上进行处理。

5. 防火防爆技术：瓦斯具有易燃易爆性质，防火防爆是瓦斯防治中的重要环节。

通过安装防爆设备，如防爆灯、防爆电器等，确保井下的电器设备不会引发火灾或爆炸，并采用防静电措施有效地防止火花的产生。

6. 监测技术：瓦斯监测是及时发现矿井中瓦斯异常的重要手段。

通过安装瓦斯传感器、温度传感器等设备，监测矿井中瓦斯浓度、温度等变化，一旦发现异常情况，及时采取措施进行处理，确保矿井的安全。

7. 气体抽放技术：矿井中的瓦斯可以通过抽放的方式减少瓦斯的积累。

通过在地下开挖瓦斯抽放井，将矿井中的瓦斯抽放到地表进行处理，减少瓦斯含量，保持矿井安全。

通过以上的瓦斯防治技术，可以有效地保障低瓦斯矿井的安全生产。

但是在实践中，还需根据具体矿井的条件和矿井瓦斯的特点，灵活运用各种技术手段，不断完善和提高瓦斯防治的效果，确保矿工的生命安全和矿井的正常生产。

科技成果——数字化煤层气高效抽采技术
技术开发单位山东中天泰和实业有限公司
适用范围煤层气及油气开发钻井
成果简介
在液压式煤层气钻机中引入信息技术，采用电液比例阀、各类传感器、PLC电气控制系统，形成机械（液压）技术与信息技术、机液产品与电子信息产品深度融合，研发设计出机、电、液与信息一体化的数字化煤层气高效抽采技术。

工艺技术及装备
1、机、电、液与信息一体化数字煤层气液压钻机；
2、轻型液压顶驱齿轮润滑与密封装置；
3、浮动缓冲接头和钻柱防松装置；
4、数据采集及处理软件；
5、钻井操作控制系统；
6、桅杆井架垂直度自动检测及预警装置。

市场前景
该装备能优于同类进口机，价格比进口设备低三分之一，钻机核心部件顶驱动力头为企业自主设计制造的产品，常用的12种易损件全部国产化，解决了维修配件供应困难问题。

数字化煤层气钻机大大提高钻机的信息化、自动化水平，有利于提高钻井速度，提高钻井质量，减少各种安全事故，降低钻井成本，极大减轻工人劳动强度，改善劳动条件，改变煤层气钻机的生产面貌。

煤矿矿井瓦斯抽采与利用技术煤矿矿井瓦斯抽采与利用技术是煤矿安全生产中至关重要的一项工作。

瓦斯是煤矿生产过程中自然释放出的可燃气体，其在未经处理的情况下容易引发爆炸和火灾等灾害事故。

因此，对于瓦斯的抽采和利用技术的研究和应用具有重要的意义。

一、瓦斯抽采技术瓦斯抽采是指通过建立合理的抽采系统，将矿井中积聚的瓦斯有效地抽出来的过程。

常见的瓦斯抽采技术包括抽放法、抽放与利用联合法和瓦斯压力差动法等。

1. 抽放法抽放法是通过设置瓦斯抽采井，利用抽采机械将瓦斯从矿井中抽出到地面进行处理或燃烧。

这种方法操作简单、效果显著，并且对矿井的影响较小，但其对瓦斯处理设备的要求较高。

2. 抽放与利用联合法抽放与利用联合法是指将抽采出来的瓦斯进行处理后利用，例如将瓦斯制成甲烷，用于城市燃气供应或发电等。

这种方法不仅可以有效地减少矿井瓦斯排放，还可以提供一定的经济效益。

3. 瓦斯压力差动法瓦斯压力差动法是通过改变矿井内的瓦斯压力差，使瓦斯自行流动到低压区域进行抽采。

这种方法具有一定的技术难度，需要详细的监测和管理，但是可以有效地降低矿井瓦斯爆炸的风险。

二、瓦斯利用技术瓦斯利用是指将抽采出来的瓦斯进行处理后，转化为可供使用的能源或者其他有价值的产品。

常见的瓦斯利用技术包括燃烧利用法、制甲烷法和热利用法等。

1. 燃烧利用法燃烧利用法是将瓦斯直接燃烧，将其释放的能量转化为热能或者动力。

这种方法是最简单、最常用的瓦斯利用方式，但是如果瓦斯中含有有毒成分，燃烧过程中会产生污染物。

2. 制甲烷法制甲烷法是将瓦斯中的甲烷含量提高到一定程度，使其达到城市燃气的标准。

这种方法需要利用化学反应将非甲烷烃转化为甲烷，提高瓦斯的利用价值。

3. 热利用法热利用法是将瓦斯中的热能用于煤矿生产过程中的加热或者其他需要热能的设备中。

这种方法可以提高矿井生产过程中的能源利用效率，减少能源浪费。

总结：煤矿矿井瓦斯抽采与利用技术在煤矿安全生产中具有重要的意义。

煤矿瓦斯高效抽采和利用方案一、实施背景中国是全球最大的煤炭生产国和消费国，煤炭产业在中国经济中占据重要地位。

然而，煤炭开采过程中产生的瓦斯气体不仅对环境造成了严重的影响，也浪费了大量的能源资源。

为实现煤炭产业的绿色、高效发展，本方案提出了一种煤矿瓦斯高效抽采和利用方案。

二、工作原理煤矿瓦斯高效抽采和利用方案基于膜分离技术，通过高压气体驱动，将煤层中的瓦斯气体进行高效抽采。

具体流程如下：1. 煤层气抽采：在煤炭开采过程中，利用井下抽采设备将煤层中的瓦斯气体抽出，使其通过管道输送到地面。

2. 瓦斯气体压缩：将抽采出的瓦斯气体进行压缩处理，使其压力达到10-15 MPa，温度控制在40-60℃。

3. 瓦斯输送：将压缩后的瓦斯气体通过管道输送至燃气轮机发电机组，与空气混合燃烧，驱动燃气轮机转动，产生电能。

4. 余热回收：燃气轮机排放的烟气中含有大量的余热，通过余热回收设备将其重新利用，提高能源利用率。

三、实施计划步骤1. 对煤矿进行地质勘探，确定煤层瓦斯含量及可抽采性；2. 设计煤矿瓦斯抽采方案，包括井下抽采设备、管道及地面压缩设备等；3. 实施瓦斯抽采工程，并进行实时监测，确保瓦斯抽采的效率和安全性；4. 将压缩后的瓦斯气体输送至燃气轮机发电机组；5. 安装余热回收设备，提高能源利用率；6. 对整个方案进行调试和优化，确保稳定运行。

四、适用范围本方案适用于各种类型的煤矿，特别是对于高瓦斯含量和低渗透性的煤层具有更高的适用性。

同时，本方案也适用于其他具有类似特点的矿产资源开发利用过程，如石油、天然气等。

五、创新要点1. 利用膜分离技术实现瓦斯气体的高效抽采。

与传统方法比，膜分离技术具有更高的分离精度和更低的能耗。

2. 将燃气轮机发电机组与瓦斯抽采系统相结合，实现能源的梯级利用。

通过将不同品位的能源进行合理利用，提高了能源利用率。

3. 采用了余热回收技术，进一步降低了能源损耗。

通过回收燃气轮机排放的烟气余热，实现能源的最大化利用。