瓦斯抽采与利用.doc

瓦斯抽采与利用 一、瓦斯抽采的必要性及可行性 1、瓦斯抽采的必要性 根据国家安全生产监督管理总局2006年发布的煤矿瓦斯抽采规范（AQ1027-2006）4.1节规定，凡符合下列情况之一的矿井，必须建立地面永久抽采瓦斯系统或井下移动泵站抽采瓦斯系统 ⑴、一个采煤工作面绝对瓦斯涌出量大于5 m3/min或一个掘进工作面绝对瓦斯涌出量大于3 m3/min，用通风方法解决瓦斯问题不合理的。 ⑵、矿井绝对涌出量达到以下条件的 1）大于或等于40m3/min； 2）年产量1.0～1.5Mt的矿井，大于30m3/min； 3）年产量0.6～1.0Mt的矿井，大于25m3/min； 4）年产量0.4～0.6Mt的矿井，大于20m3/min； 5）年产量小于或等于0.4Mt的矿井，大于15m3/min。 ⑶、开采有煤与瓦斯突出危险煤层的。 下面从三个方面来详细分析本矿瓦斯抽采的必要性。 ①该矿井为煤与瓦斯突出矿井，需要建立瓦斯抽采系统 ②从矿井瓦斯涌出情况来看瓦斯抽采的必要性 矿井初期开采M4煤层时，回采工作面平均相对瓦斯涌出量为12.97m3/t；平均绝对瓦斯涌出量12.28m3/min；矿井后期开采M4煤层时，回采工作面平均相对瓦斯涌出量为20.55m3/t；平均绝对瓦斯涌出量19.46m3/min，回采工作面涌出量大于5m3/min以上。 从瓦斯涌出的情况分析，矿井应建立瓦斯抽采系统。 ③从资源利用和环保的角度来看瓦斯抽采的必要性。 煤层瓦斯主要为甲烷，是煤层形成过程中的一种伴生产物，煤层开采或掘进过程中涌出的瓦斯不仅对矿井安全生产产生威胁，而且破坏地球大气的臭氧层，污染大气环境。根据气候变迁跨国委员会研究报告，瓦斯温室效应是C02的21倍，瓦斯是一种仅次于氟利昂占第二位的主要温室气体。同时，瓦斯又是一种优质的能源，将抽出的瓦斯加以利用，可以变害为宝，不仅改善能源结构，而且减少了对环境的污染，目前国家大力提倡节能减排，节约能源，因此建立地面瓦斯抽采系统，进行瓦斯利用，响应国家政策，可以取得显著的经济效益和社会效益。本矿准备利用抽采出的瓦斯，这对环境保护、资源利用及创收效益都是十分有利的 ⑷、从工作面通风能力来看瓦斯抽放的必要性 ①回采工作面抽放瓦斯的必要性分析 当回采工作面的瓦斯涌出量高于通风能力所允许的瓦斯涌出量，单靠通风稀释无法达到设计产量时，即有下式成立，瓦斯抽放是必要的。 式中q相─回采工作面相对瓦斯涌出量，m3/t； q0相─通风所能稀释的相对瓦斯涌出量，m3/t； A0─回采工作面产量，1364t/d； Q0─回采工作面的通风能力，后期按设计Q025m3/s； C─煤矿安全规程允许的工作面瓦斯浓度，取C＝1； K─回采工作面瓦斯涌出不均衡系数，取1.3； 根据上式确定的本矿回采工作面抽放瓦斯必要性结果见表5-3-1。如果不采取抽放瓦斯措施，回采工作面不可能达到设计的产量，因此回采工作面抽放瓦斯是必要的。 回采工作面抽排瓦斯量 表5-3-1 生产煤层 设计产量 （t/d） 瓦 斯 涌 出 量（m3/t） 抽放前通风允许的最大产量t/d 判别结果 抽放量（m3/t） 工作面抽放率 （） M4 1364 20.55 809 需抽放 ≥8.37 ≥41 ②掘进工作面抽放瓦斯的必要性分析 在设计的掘进速度下，当掘进工作面通风能力小于稀释瓦斯所需的风量，即下式成立时，抽放是必要的。 式中Q0─掘进工作面设计通风能力，11m3/s； Q─掘进工作面瓦斯涌出量，1.95m3/min； K─瓦斯涌出不均衡系数，K1.6； C─煤矿安全规程允许的工作面瓦斯浓度，取C＝1,； 经过计算，在设计的掘进速度下，掘进工作面通风能力大于稀释瓦斯所需的风量，但是为了安全，本设计掘进工作面采取边掘边抽的方法进行瓦斯抽放。 综上所述，本矿在生产期间为达到设计产量，必须对回采工作面进行瓦斯抽放。 2、瓦斯抽采的可行性 根据煤矿瓦斯抽采规范（AQ1027-2006）第7.2.1条的有关规定，衡量未卸压的原始煤层瓦斯抽采可行性指标有煤层透气性系数（λ），钻孔瓦斯流量衰减系数（α）。按λ、α判定本煤层瓦斯抽采可行性标准如表5-3-2所示。 根据矿方提供的XX煤业有限公司4、9煤参数测试与分析提供数据，结果为M4煤层的钻孔瓦斯流量衰减系数为0.0397d-1；M9煤层的钻孔瓦斯流量衰减系数为0.0466d-1；均属可以抽采煤层。 本煤层预抽瓦斯难易程度分类表 表5-3-2 抽采难易程度 钻孔瓦斯流量衰减系数 α（d-1） 煤层透气系数 λ（） 容易抽采 10 可以抽采 0.003～0.05 10～0.1 较难抽采 0.05 2.5MJ/Nm要求也降低了。 燃气管道均采用无缝钢管；室外燃气管道采用地上高空敷设。因为燃气（瓦斯）属于湿燃气，输气管道敷设坡度不小于千分之三，在最低点处设置凝水缸。 管道防腐为加强级防腐，防腐材料选用防腐胶带。防腐胶带相对于其他的防腐方式具有施工方便，劳动强度小等优点。 5.2冷却水系统 采用闭式循环冷却系统，冷却水选用略呈碱性的清洁水。机组冷却系统分为高温循环冷却系统和低温循环冷却系统。正常工作时高温循环水保持在70～80℃范围内，最高水温不超过85℃，最低水温不低于60℃；低温循环水低于40℃。 为减少或避免冷却系统机件的腐蚀和水垢覆积，冷却水中添加适量的防腐油配制成防锈乳化液或其他冷却水处理剂。 5.3余热回收系统 燃气发动机所排烟气温度≦630℃较高，为充分利用这部分热量及减少对环境的热污染，在每台机组所排烟气管道上均加装一套针形管余热回收装置。 型号REQ50（蒸汽） 蒸汽出力320kg/h 蒸汽参数0.5Mpa饱和蒸汽 排污率5 热效率85 六套余热锅炉出口蒸汽汇总至分汽缸，由分汽缸通过架空管道DN100送至锅炉房。 为防止汤伤，燃气发动机所排烟气管用厚度为100mm的硅酸铝陶瓷纤维壳包扎，然后用厚度为0.5mm的渡锌铁皮包扎。 每台机组烟道排气口均加装一台消音器，用以降低躁声，减少对周围环境的污染。 6主厂房布置 6.1主厂房布置 ⑴燃气发电机组主厂房布置方式 主厂房布置按照常规模式布置，充分体现安全可靠 、经济实用的设计指导思想。主厂房采用敞开式机房。 ⑵燃气发电机组主厂房布置的主要尺寸 序号 名称 台数 厂房跨度 厂房全长 下弦标高 1 10 13.5m 52m 6.8m 3雾化水池等设施 在主厂房固定端一侧，布置雾化水泵房，里面主要布置有雾化水池（长宽深1.0m1.0m2.7m）和二台立式多级离心泵以及一台软化水处理设备。雾化水泵房主要尺寸长宽高4.5m3.6m4m。雾化水池的补水夏季由冷却循环低温水泵出水管或自来水管提供，冬季由冷却循环高温水泵出水管提供。 6.2．燃气发电机组厂房 厂房内燃气发电机组采用横向顺列布置方案。燃气发电机组后端各留有一3.0m宽的纵向通道，便于行人及设备操作和检修等。 在燃气（瓦斯）管道进厂房处，设置有紧急阀门，以备厂房内发生紧急情况时，可迅速切断气源。 7工程安全分析及对策 7.1火灾爆炸危险性分析 本工程使用的燃气（瓦斯）为易燃﹑易爆物，在静电﹑明火﹑雷击﹑电气火花以及爆炸事故等诱发下，均有发生火灾的可能，火灾危险性的大小与危险物质的多少及生产性质﹑操作管理水平﹑环境状况等有直接关系。 主要生产场所及装置的火灾危险性分析 根据城镇燃气设计规范中的相应规定，本工程可能出现的危险环境为爆炸性气体环境，生产场所火灾爆炸危险性为甲类生产类别，2区危险区域。 7.2工程防火和消防措施 本工程建设区域的总平面布置，根据生产发生﹑工艺要求及火灾危险性的大小等因素，各设施之间均按建筑设计防火规范﹑城镇燃气设计规范等的要求预留相应的安全防火间距，以防止一旦发生火灾造成火势扩大﹑蔓延。 本工程在正常生产情况下，一般不易发生火灾，只有在操作失误﹑违反规程﹑管理不当即其他非正常生产情况下，才可能由各种因素导致火灾发生。因此，为了防止火灾的发生或减少火灾发生的损失，本工程在设计上采取了相应的防范措施，具体如下 （1）采用密封良好的设备及管道输送燃气（瓦斯），防止泄露。 （2）燃气输配系统管道超压﹑检修放散均汇集至高处放空管。 （3）主厂房内设置大流量排风装置，防止可燃气体积聚等。 （4）在生产装置的控制室内设置可燃气体监测报警仪的报警系统，用以对监测主厂房内和其他容易泄露的地点进行监测。 （5）生产区内设置安全色和安全标志。 7.3安全管理对策措施 鉴于本工程的原料及产品为易燃﹑易爆物质，存在着发生火险的可能，因此各级领导应充分重视消防工作，并在生产过程中严格