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[摘 要]通过对煤矿通风中应用瓦斯处理技术的情况进行分析，以期更好地满足煤矿开采需求，减少瓦斯灾害事故的发生，同时提升瓦斯利用率。
[关键词]煤矿通风；瓦斯处理技术；瓦斯事故
中图分类号：TU94+3.3 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）46-0054-01
在煤矿开采过程中，由于高温、高压环境的影响，会产生瓦斯资源，其围绕在煤矿的周围，呈现游离或吸着状态。瓦斯的合理应用对于节约能源，满足社会发展需求具有重要意义，但在煤矿通风中出现的瓦斯势必会导致出现爆炸现象，从而出现灾害事故，造成巨大的财产及生命损失。针对此种情况，采取有效的瓦斯处理技术至关重要。
1 煤矿通风中的瓦斯处理
技术随着煤矿开采量的不断增大，人们看到了煤矿通风中排放出的瓦斯资源，为了减少资源浪费，研究出了相应的瓦斯处理技术，以提升资源利用率。当前，煤矿通风中的瓦斯处理技术主要分为两种，一种是主要燃料应用技术，一种是辅助燃料应用技术。
1.1 主要燃料应用技术
对于煤矿通风中的瓦斯处理技术，可以将其作为主要燃料进行应用，这主要是因为煤矿通风中的瓦斯通过两种直接氧化方式将瓦斯转化为主要燃料。
a） 逆流式的热氧化装置处理方法。对于温度处于10 ℃～30 ℃之间的煤矿通风瓦斯输送到装置中的反应器内，通过电加热或其它加热方式达到 1 000 ℃，在此过程中，煤矿通风瓦斯中含有的少量 CH4会在反应器中产生作用，被氧化掉，同时释放出热量。对于释放出的热量，可以将其导入需要热水或蒸汽的锅炉中进行处理，以免浪费，而由此产生的热量则可以再次形成蒸汽或热水，热水可以用于取暖，剩余的蒸汽则可以用于汽轮机发电资源。在此过程中，反应器发挥了重要作用，通过将输入其中的气体持续转换方向，煤矿通风瓦斯由此获得热量，呈现升温趋势，从而确保 CH4在氧化过程中保持自维持状态。
煤矿通风瓦斯通过主要燃料应用技术转化，能够将瓦斯资源转化为提供蒸汽或热量的资源，从而在相应的领域减少其它能源浪费，在保证机械设备正常运行情况下减少资源浪费，必然能够降低成本费用，从而进一步提升经济效益。在国外，美国 MEGTEC 公司研制成功的逆流式瓦斯热氧化装置处理方法发挥了重要作用，并在澳大利亚建成了第一座以煤矿通风瓦斯作为主要燃料的发电厂，在中国，胜动集团也采取该项技术路线，进行工业性实验，获取了成功，并着手建立相应的工业厂房，以充分应用煤矿通风中的瓦斯资源，降低生产成本；b） 逆流式的催化氧化装置方法。此种装置的运行原理与逆流式的热氧化装置处理方法类似，都是通过反应器获取蒸汽，以提供更多热量，满足机械设备发动需求。其中唯一不同的是在热交换床层面中加入了催化剂，将煤矿通风瓦斯在反应器中的 1000 ℃自燃高温降到了 350 ℃～800 ℃之间，这样就在很大程度上降低了对装置材质的要求，也减少了成本费用。此种装置的处理方法对于更好地满足煤矿通风瓦斯处理起到了较大的帮助作用。当前，加拿大矿产与能源技术中心研制出的此种装置已经投入实验，结果显示，即使进行长时间的装置运行煤矿通风瓦斯资源转换，也不会导致催化剂的活性受到损失，从而保证了装置运行的可靠性，能够在降低成本费用的基础上实现经济效益的提升。中国科学院大连物化所也研制了此种运行装置，能够达到较高的煤矿通风瓦斯处理能力。通过催化剂应用，能够降低煤矿通风中瓦斯的自燃温度，由此也就降低了对装置材质的要求，降低了成本费用，同时还加快了装置的启动速度，这对于提升装置生产效率具有重要意义。当时，经过试运行发展，此种装置还存在一些问题，如催化燃烧的流向变化工艺、催化剂的稳定性、活性及协同性、催化剂的应用成本高等，这些因素的影响使得装置运行的整体效率无法进一步提升，对此还需要加强研究，采取有效的应对措施。
1.2 辅助燃料应用技术
对于煤矿通风中瓦斯资源的转换，其作为辅助燃料应用主要表现为用瓦斯代替辅助燃烧的空气，从而减少一些主燃料的应用。辅助燃料应用技术的推广，能够将煤矿通风中的瓦斯转化为辅助燃料，从而提供更多的燃料资源，由此也就能够节约相应的主要燃料资源，降低资源耗费成本。
a） 应用于燃气轮机。汽轮机的发动需要耗费大量燃料，由此提升了相应的生产成本，将煤矿通风中的瓦斯通过压缩机输送到燃气轮机的燃烧室内，可以让瓦斯与主燃料共同在燃烧室内燃烧，由于辅助燃烧材料的增加，增加了燃烧力度，由此也就节约了主要燃料的燃烧，从而降低了成本费用。在此方面，美国的能源部进行深入研究，西北燃料公司曾根据此项原理将煤矿通风瓦斯作为辅助燃料进行发电，达到了预期效果，对于满足生产需求起到了较大的帮助作用；b）应用于内燃发动机。内燃发动机主要有两种形式，通常采用质量中等的燃气进行发电出力，燃烧过程中所需要的一部分新鲜空气则可以通过煤矿通风瓦斯代替进入燃烧室内，以提供热量来启动内燃发动机，并保证发动机的正常运行。虽然只是中等质量的燃气应用，也需要大量的成本费用，而通过将煤矿通风中的瓦斯应用于燃烧材料，则能够减少原有燃料的应用，从而达到提高经济效益的目的。BHP 公司在澳大利亚建立了利用煤矿通风瓦斯作为燃料的发电厂，主燃料是煤矿开采前所抽放的瓦斯，而辅助燃料则是煤矿通风过程中形成的瓦斯资源，这样的燃烧方式，比采用单纯的空气作为助燃材料节约了 10%的成本，同时大气中也减少了 20%的瓦斯排放量，由此不仅加强了环境保护，降低了环境维护成本，同时还减少了主要燃料的应用，降低了燃料费用，满足了发电厂的运行需求；c） 应用于其它系统。煤矿通风瓦斯还可以应用于火电厂的锅炉运行及砖窑供风系统，但由于用煤矿通风瓦斯作为辅助燃料需要矿井与用风地相互靠近，从而对此项技术的开展产生了制约。但在未来的发展过程中，鉴于煤矿通风瓦斯量大的特点，仍旧有改进并大规模推广的可能。
2 煤矿通风瓦斯处理技术的应用前景
煤矿通风过程中的瓦斯排放不仅会对大气产生危害，造成资源浪费，同时还会导致发生瓦斯爆炸事故，当前，频繁发生的煤矿事故都与瓦斯有莫大关联，由此无法提升煤矿开采效率，也难以更好地满足中国的煤炭能源生产需求。针对有大用处的瓦斯资源，我们应当采取合理的措施将其转化为可以利用的资源燃料，以实现资源能源的合理利用，从而降低成本费用，实现经济效益的提升。因此，煤矿通风中的瓦斯处理技术在中国仍有广阔的发展前景，这也需要我们不断研究新的技术，无论是将煤矿通风中的瓦斯作为主要燃料还是作为辅助燃料，都能够达到保护环境、减少资源浪费、提升经济效益的目的。
3 结语
在未来的发展过程中，应当加强瓦斯处理技术在煤矿通风中的应用研究，并不断开展试运行，通过实践途径合理利用煤矿通风中的大量瓦斯资源，以最大限度地减少资源浪费，满足中国的社会主义现代化建设需求。
参考文献
[1] 罗卫东.煤矿通风瓦斯利用技术现状及其潜力[J].科技传播，2010，12（14）：77-78.
[2] 吕元，姜凡，肖云汉.煤矿通风瓦斯氧化处理实验装置设计[J].环境工程，2011，21（04）：156-157.
[关键词]煤矿通风；瓦斯处理技术；瓦斯事故
中图分类号：TU94+3.3 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）46-0054-01
在煤矿开采过程中，由于高温、高压环境的影响，会产生瓦斯资源，其围绕在煤矿的周围，呈现游离或吸着状态。瓦斯的合理应用对于节约能源，满足社会发展需求具有重要意义，但在煤矿通风中出现的瓦斯势必会导致出现爆炸现象，从而出现灾害事故，造成巨大的财产及生命损失。针对此种情况，采取有效的瓦斯处理技术至关重要。
1 煤矿通风中的瓦斯处理
技术随着煤矿开采量的不断增大，人们看到了煤矿通风中排放出的瓦斯资源，为了减少资源浪费，研究出了相应的瓦斯处理技术，以提升资源利用率。当前，煤矿通风中的瓦斯处理技术主要分为两种，一种是主要燃料应用技术，一种是辅助燃料应用技术。
1.1 主要燃料应用技术
对于煤矿通风中的瓦斯处理技术，可以将其作为主要燃料进行应用，这主要是因为煤矿通风中的瓦斯通过两种直接氧化方式将瓦斯转化为主要燃料。
a） 逆流式的热氧化装置处理方法。对于温度处于10 ℃～30 ℃之间的煤矿通风瓦斯输送到装置中的反应器内，通过电加热或其它加热方式达到 1 000 ℃，在此过程中，煤矿通风瓦斯中含有的少量 CH4会在反应器中产生作用，被氧化掉，同时释放出热量。对于释放出的热量，可以将其导入需要热水或蒸汽的锅炉中进行处理，以免浪费，而由此产生的热量则可以再次形成蒸汽或热水，热水可以用于取暖，剩余的蒸汽则可以用于汽轮机发电资源。在此过程中，反应器发挥了重要作用，通过将输入其中的气体持续转换方向，煤矿通风瓦斯由此获得热量，呈现升温趋势，从而确保 CH4在氧化过程中保持自维持状态。
煤矿通风瓦斯通过主要燃料应用技术转化，能够将瓦斯资源转化为提供蒸汽或热量的资源，从而在相应的领域减少其它能源浪费，在保证机械设备正常运行情况下减少资源浪费，必然能够降低成本费用，从而进一步提升经济效益。在国外，美国 MEGTEC 公司研制成功的逆流式瓦斯热氧化装置处理方法发挥了重要作用，并在澳大利亚建成了第一座以煤矿通风瓦斯作为主要燃料的发电厂，在中国，胜动集团也采取该项技术路线，进行工业性实验，获取了成功，并着手建立相应的工业厂房，以充分应用煤矿通风中的瓦斯资源，降低生产成本；b） 逆流式的催化氧化装置方法。此种装置的运行原理与逆流式的热氧化装置处理方法类似，都是通过反应器获取蒸汽，以提供更多热量，满足机械设备发动需求。其中唯一不同的是在热交换床层面中加入了催化剂，将煤矿通风瓦斯在反应器中的 1000 ℃自燃高温降到了 350 ℃～800 ℃之间，这样就在很大程度上降低了对装置材质的要求，也减少了成本费用。此种装置的处理方法对于更好地满足煤矿通风瓦斯处理起到了较大的帮助作用。当前，加拿大矿产与能源技术中心研制出的此种装置已经投入实验，结果显示，即使进行长时间的装置运行煤矿通风瓦斯资源转换，也不会导致催化剂的活性受到损失，从而保证了装置运行的可靠性，能够在降低成本费用的基础上实现经济效益的提升。中国科学院大连物化所也研制了此种运行装置，能够达到较高的煤矿通风瓦斯处理能力。通过催化剂应用，能够降低煤矿通风中瓦斯的自燃温度，由此也就降低了对装置材质的要求，降低了成本费用，同时还加快了装置的启动速度，这对于提升装置生产效率具有重要意义。当时，经过试运行发展，此种装置还存在一些问题，如催化燃烧的流向变化工艺、催化剂的稳定性、活性及协同性、催化剂的应用成本高等，这些因素的影响使得装置运行的整体效率无法进一步提升，对此还需要加强研究，采取有效的应对措施。
1.2 辅助燃料应用技术
对于煤矿通风中瓦斯资源的转换，其作为辅助燃料应用主要表现为用瓦斯代替辅助燃烧的空气，从而减少一些主燃料的应用。辅助燃料应用技术的推广，能够将煤矿通风中的瓦斯转化为辅助燃料，从而提供更多的燃料资源，由此也就能够节约相应的主要燃料资源，降低资源耗费成本。
a） 应用于燃气轮机。汽轮机的发动需要耗费大量燃料，由此提升了相应的生产成本，将煤矿通风中的瓦斯通过压缩机输送到燃气轮机的燃烧室内，可以让瓦斯与主燃料共同在燃烧室内燃烧，由于辅助燃烧材料的增加，增加了燃烧力度，由此也就节约了主要燃料的燃烧，从而降低了成本费用。在此方面，美国的能源部进行深入研究，西北燃料公司曾根据此项原理将煤矿通风瓦斯作为辅助燃料进行发电，达到了预期效果，对于满足生产需求起到了较大的帮助作用；b）应用于内燃发动机。内燃发动机主要有两种形式，通常采用质量中等的燃气进行发电出力，燃烧过程中所需要的一部分新鲜空气则可以通过煤矿通风瓦斯代替进入燃烧室内，以提供热量来启动内燃发动机，并保证发动机的正常运行。虽然只是中等质量的燃气应用，也需要大量的成本费用，而通过将煤矿通风中的瓦斯应用于燃烧材料，则能够减少原有燃料的应用，从而达到提高经济效益的目的。BHP 公司在澳大利亚建立了利用煤矿通风瓦斯作为燃料的发电厂，主燃料是煤矿开采前所抽放的瓦斯，而辅助燃料则是煤矿通风过程中形成的瓦斯资源，这样的燃烧方式，比采用单纯的空气作为助燃材料节约了 10%的成本，同时大气中也减少了 20%的瓦斯排放量，由此不仅加强了环境保护，降低了环境维护成本，同时还减少了主要燃料的应用，降低了燃料费用，满足了发电厂的运行需求；c） 应用于其它系统。煤矿通风瓦斯还可以应用于火电厂的锅炉运行及砖窑供风系统，但由于用煤矿通风瓦斯作为辅助燃料需要矿井与用风地相互靠近，从而对此项技术的开展产生了制约。但在未来的发展过程中，鉴于煤矿通风瓦斯量大的特点，仍旧有改进并大规模推广的可能。
2 煤矿通风瓦斯处理技术的应用前景
煤矿通风过程中的瓦斯排放不仅会对大气产生危害，造成资源浪费，同时还会导致发生瓦斯爆炸事故，当前，频繁发生的煤矿事故都与瓦斯有莫大关联，由此无法提升煤矿开采效率，也难以更好地满足中国的煤炭能源生产需求。针对有大用处的瓦斯资源，我们应当采取合理的措施将其转化为可以利用的资源燃料，以实现资源能源的合理利用，从而降低成本费用，实现经济效益的提升。因此，煤矿通风中的瓦斯处理技术在中国仍有广阔的发展前景，这也需要我们不断研究新的技术，无论是将煤矿通风中的瓦斯作为主要燃料还是作为辅助燃料，都能够达到保护环境、减少资源浪费、提升经济效益的目的。
3 结语
在未来的发展过程中，应当加强瓦斯处理技术在煤矿通风中的应用研究，并不断开展试运行，通过实践途径合理利用煤矿通风中的大量瓦斯资源，以最大限度地减少资源浪费，满足中国的社会主义现代化建设需求。
参考文献
[1] 罗卫东.煤矿通风瓦斯利用技术现状及其潜力[J].科技传播，2010，12（14）：77-78.
[2] 吕元，姜凡，肖云汉.煤矿通风瓦斯氧化处理实验装置设计[J].环境工程，2011，21（04）：156-157.