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【摘 要】 煤矿瓦斯事故是威胁我国煤矿企业安全生产的重大危险因素,也是困扰煤矿企业多年的重点问题。通过有效的防治措施可以减少或防止煤矿瓦斯事故的发生,因此,煤矿企业加强这方面的研究和管理工作。本文主要结合我国煤矿企业的实际生产情况,对煤矿瓦斯防治技术进行了一些探索,并提出一些煤矿瓦斯防治的解决策略。
【关键词】 煤矿瓦斯;治理利用;问题分析
引言:
我国煤矿的煤层瓦斯压力大、瓦斯含量高、煤质松软、透气性低,不易在采前抽采;开采过程中瓦斯释放速度快,易发生煤与瓦斯突出现象,并诱发瓦斯爆炸。随着我国煤矿安全生产标准规范化管理的实施,近几年国内煤矿瓦斯爆炸事故逐渐减少。如何预防和控制煤矿瓦斯事故已经成为我国煤炭行业首要解决的重点问题,煤矿企业必须解决这一重大问题,才能切实保证煤矿企业的安全生产工作。
一、煤矿瓦斯防治工作中的问题
由于大部分煤矿的自然条件比较差,瓦斯、火灾等自然灾害发生的频率较高。根据相关部门对国有煤矿的统计可知,矿井存在煤尘爆炸危险的大于70%,存在高瓦斯及突出矿井超过50%。目前,我国中小型煤矿数量较多,这些中小型煤矿大多原始的开采方式,并且生产人员技术水平较低,设备配置较差,极易导致安全事故的发生。专业治理瓦斯的技术性人员严重缺乏,这种专业人员短缺的现象在中小型煤矿中较为严重,很多工人根本没有瓦斯治理的理论基础和操作经验。我国在瓦斯事故的研究进展较为滞后,目前研究人员还未完全掌握瓦斯事故产生的机理,因此,不能准确的预测瓦斯突出等灾害。同时瓦斯抽采技术并不完善,急需进一步完善这些技术。
二、抽采瓦斯气体的意义
抽采瓦斯气体的目的和意义主要是提高煤矿地下开采的安全性并且提高煤炭生产效率,另外,瓦斯气体抽采后封存起来可以用于开发出清洁能源并减少温室气体排放。
1、保证井下安全开采
井下瓦斯气体爆炸的主要原因是不能制定和遵守井下瓦斯气体所允许的最大极限浓度。通常井下缺少应急瓦斯排放系统即通风设施,不能及时排除大量的气体进而导致瓦斯浓度过高造成爆炸及伤亡事故。另外,通风系统排气效率很低也是主要因素,现有的通风系统只能排除产生瓦斯总量的30%左右,而不是排放到总瓦斯的60%-70%。还有一些矿的瓦斯管理及监督检测报警系统不到位,煤矿为了扩大产能加快开采面积,而现有的瓦斯检测系统或人工测试不能与大规模的生产相配套,结果造成瓦斯实际排放量大,瓦斯抽放系统不能够及时排放,而且不能真实、及时汇报井下实际瓦斯浓度,进而导致瓦斯爆炸的危险性增加。
2、提高开采效率
如果井下通风情况下瓦斯浓度超过0.75%将会直接影响到开采效率,必须停止开采进行处理。通常通风环境中高瓦斯浓度会使煤矿开采效率降低1.5~3倍。通过及时排放瓦斯气体可以大大提高煤矿的开采效率。
3、储存的瓦斯可作为清洁能源使用并带来经济效益
三、强化煤矿瓦斯事故防治对策
1、建立煤矿瓦斯监控系统
虽然近些年来,我国煤矿安全生产管理工作有所提高,但是总体水平还是相对较低,因此导致瓦斯事故频繁的现象。煤矿应该建立完善的瓦斯监控及预测系统,从而实现对井下参数如瓦斯浓度、风速、负压等的实时监测,同時监测预测系统还要对主要机电设备的运行状态实行动态的监测。通过对井下情况的实时监测,煤矿管理人员可以时刻了解井下安全情况,从而及时发现瓦斯超限等情况,并及时正确处理,防止严重安全事故的发生。
2、防止瓦斯积聚和引燃
煤矿管理人员可以借助煤矿瓦斯监控系统,防止瓦斯积聚现象的发生,具体措施如下:第一,加强井下作业的通风管理,防止瓦斯在局部积聚,若已发生积聚现象,可利用强力的通风途径促进瓦斯气体排出;第二,管理人员要科学合理的设置瓦斯抽放系统的位置,降低瓦斯涌出量,实现安全抽放瓦斯的目的;第三,煤矿管理人员要不断监测瓦斯浓度和通风状况,尤其要加强重点工作面的监测,实行专人专责的工作方式进行不间断的瓦斯检查,同时煤矿企业还要在井下设置自动报警断电设备等装置。由于瓦斯是可燃性气体,所以要特别注意防范瓦斯被引燃等现象的发生。煤矿企业要制定严格的井下作业制度和工作规范,坚决禁止明火作业和携带点火工具进入井下。企业管理人员要定期检查机电设备、设施的防爆性能,要严格填写检查记录。同时,因为井下作业时必须预防摩擦产生火花点燃瓦斯,所以煤矿必须使用专用的安全炸药和瞬发雷管。
3、合理选择煤矿瓦斯抽放技术
目前在我国煤矿生产中常用的瓦斯抽放方法主要有卸压邻近层瓦斯边采边抽、煤层瓦斯采前预抽等方法。这些技术大多通过改进钻孔抽放工艺参数,或者提高煤层透气性的方法,提高煤矿井下的瓦斯抽采效率,其中定向钻井采集瓦斯具有较好的效果,其工作原理基本延续了传统的方法。
4、完善安全管理制度,加强安全培训
目前我国大多数煤矿企业的安全管理制度有所欠缺,急需企业完善自身安全管理制度,从而使煤矿的安全生产工作能够得到保障。企业应当规范生产标准和流程,强化煤矿的安全管理工作。同时企业要及时解决生产管理中存在的问题,并完善制度内容,预防安全事故的发生。煤矿企业应重视工作人员的安全培训工作,并规范人员选拔制度、严格用工制度。企业管理人员应该定期组织员工进行专业知识和技能培训,从而提高职工的专业理论知识和技能水平,进而防范由于操作不当引起的安全事故。
四、煤矿瓦斯的治理利用乏风发电项目应用技术
乏风及低浓度瓦斯氧化发电的原理是把泵站的抽放瓦斯掺混到乏风里,导入蓄热式高温氧化装置,低浓度甲烷在高温反应腔里瞬间氧化为水和二氧化碳,并释放出巨大氧化热,热能的一小部分用于维持反应温度,大部分热能被导出到余热锅炉和水进行热交换,产出过热高压水蒸气,驱动汽轮机发电。该技术的推广,不仅能提高经济效益,也有助于增加煤炭生产过程中的安全系数。
1、煤矿乏风氧化装置及技术介绍
通风瓦斯氧化装置由固定式逆流氧化床和控制系统两部分构成。排气蓄热,进气预热,进排气交换逆循环,实现通风瓦斯周期性自然氧化反应。氧化床先用外部能源(如电能)加热,创造一个甲烷氧化反应的环境(1000℃),通风瓦斯由引风机引入氧化床,氧化产热,排气侧固体蓄热,进气测气体预热,由换向阀实现通风瓦斯逆流换向。通风瓦斯中的甲烷在氧化床氧化后,一部分热量维持氧化反应的环境,多余部分的热量排出氧化床。氧化反应自动维持后,停掉外加热。
2、低浓度瓦斯发电技术解决方案
1)对于甲烷质量浓度在16%~30%的低浓度煤矿瓦斯,可选用500GF1-2RW。
2)对于甲烷质量浓度在6%~25%的低浓度煤矿瓦斯,可选用500GF1-3RW。
3、低浓度瓦斯发电机组电站配套特殊要求
第一,对于质量浓度16%以上瓦斯的瓦斯电站配套设施,主要要求有2点:一是不能设储气柜;二是瓦斯输送管路采取安全阻火措施,在管线上设置雷达水位自控式水封阻火器和干式瓦斯专用阻火器。
第二,对于质量浓度16%以下的瓦斯电站配套,主要有3点要求:一是不能设储气柜;二是瓦斯输送管线要设置阻火器,雷达水位自控式水封阻火器和干式瓦斯专用阻火器;三是瓦斯输送采用水雾输送,管路上设置水雾阻火点。瓦斯气流经水雾阻火点后水分增加,瓦斯气超出爆炸范围,使瓦斯输送变得安全,即使出现火焰,也会在经过水雾阻火点被强水雾所猝熄。
结束语:
瓦斯防治工作任重而道远,同时作为煤矿安全工作首先解决的问题,煤矿企业必须不断完善其自身管理制度,并通过提高煤矿瓦斯防治技术的方法,保证煤矿企业的安全生产工作,减少瓦斯安全事故的发生。
参考文献:
[1]陈廷;黄增慧;温小凌.抓好瓦斯综合治理 推进安全高效和谐发展[J].能源与节能.2011(05):123.
[2]杜守利;陈万伎.瓦斯赋存复杂条件下治理方法[J].中国新技术新产品.2008(13):34.
[3]煤矿瓦斯治理与利用示范工程、关键技术研发和装备研制项目现场检查和总结验收[J].中国能源.2009(08):23-24.
【关键词】 煤矿瓦斯;治理利用;问题分析
引言:
我国煤矿的煤层瓦斯压力大、瓦斯含量高、煤质松软、透气性低,不易在采前抽采;开采过程中瓦斯释放速度快,易发生煤与瓦斯突出现象,并诱发瓦斯爆炸。随着我国煤矿安全生产标准规范化管理的实施,近几年国内煤矿瓦斯爆炸事故逐渐减少。如何预防和控制煤矿瓦斯事故已经成为我国煤炭行业首要解决的重点问题,煤矿企业必须解决这一重大问题,才能切实保证煤矿企业的安全生产工作。
一、煤矿瓦斯防治工作中的问题
由于大部分煤矿的自然条件比较差,瓦斯、火灾等自然灾害发生的频率较高。根据相关部门对国有煤矿的统计可知,矿井存在煤尘爆炸危险的大于70%,存在高瓦斯及突出矿井超过50%。目前,我国中小型煤矿数量较多,这些中小型煤矿大多原始的开采方式,并且生产人员技术水平较低,设备配置较差,极易导致安全事故的发生。专业治理瓦斯的技术性人员严重缺乏,这种专业人员短缺的现象在中小型煤矿中较为严重,很多工人根本没有瓦斯治理的理论基础和操作经验。我国在瓦斯事故的研究进展较为滞后,目前研究人员还未完全掌握瓦斯事故产生的机理,因此,不能准确的预测瓦斯突出等灾害。同时瓦斯抽采技术并不完善,急需进一步完善这些技术。
二、抽采瓦斯气体的意义
抽采瓦斯气体的目的和意义主要是提高煤矿地下开采的安全性并且提高煤炭生产效率,另外,瓦斯气体抽采后封存起来可以用于开发出清洁能源并减少温室气体排放。
1、保证井下安全开采
井下瓦斯气体爆炸的主要原因是不能制定和遵守井下瓦斯气体所允许的最大极限浓度。通常井下缺少应急瓦斯排放系统即通风设施,不能及时排除大量的气体进而导致瓦斯浓度过高造成爆炸及伤亡事故。另外,通风系统排气效率很低也是主要因素,现有的通风系统只能排除产生瓦斯总量的30%左右,而不是排放到总瓦斯的60%-70%。还有一些矿的瓦斯管理及监督检测报警系统不到位,煤矿为了扩大产能加快开采面积,而现有的瓦斯检测系统或人工测试不能与大规模的生产相配套,结果造成瓦斯实际排放量大,瓦斯抽放系统不能够及时排放,而且不能真实、及时汇报井下实际瓦斯浓度,进而导致瓦斯爆炸的危险性增加。
2、提高开采效率
如果井下通风情况下瓦斯浓度超过0.75%将会直接影响到开采效率,必须停止开采进行处理。通常通风环境中高瓦斯浓度会使煤矿开采效率降低1.5~3倍。通过及时排放瓦斯气体可以大大提高煤矿的开采效率。
3、储存的瓦斯可作为清洁能源使用并带来经济效益
三、强化煤矿瓦斯事故防治对策
1、建立煤矿瓦斯监控系统
虽然近些年来,我国煤矿安全生产管理工作有所提高,但是总体水平还是相对较低,因此导致瓦斯事故频繁的现象。煤矿应该建立完善的瓦斯监控及预测系统,从而实现对井下参数如瓦斯浓度、风速、负压等的实时监测,同時监测预测系统还要对主要机电设备的运行状态实行动态的监测。通过对井下情况的实时监测,煤矿管理人员可以时刻了解井下安全情况,从而及时发现瓦斯超限等情况,并及时正确处理,防止严重安全事故的发生。
2、防止瓦斯积聚和引燃
煤矿管理人员可以借助煤矿瓦斯监控系统,防止瓦斯积聚现象的发生,具体措施如下:第一,加强井下作业的通风管理,防止瓦斯在局部积聚,若已发生积聚现象,可利用强力的通风途径促进瓦斯气体排出;第二,管理人员要科学合理的设置瓦斯抽放系统的位置,降低瓦斯涌出量,实现安全抽放瓦斯的目的;第三,煤矿管理人员要不断监测瓦斯浓度和通风状况,尤其要加强重点工作面的监测,实行专人专责的工作方式进行不间断的瓦斯检查,同时煤矿企业还要在井下设置自动报警断电设备等装置。由于瓦斯是可燃性气体,所以要特别注意防范瓦斯被引燃等现象的发生。煤矿企业要制定严格的井下作业制度和工作规范,坚决禁止明火作业和携带点火工具进入井下。企业管理人员要定期检查机电设备、设施的防爆性能,要严格填写检查记录。同时,因为井下作业时必须预防摩擦产生火花点燃瓦斯,所以煤矿必须使用专用的安全炸药和瞬发雷管。
3、合理选择煤矿瓦斯抽放技术
目前在我国煤矿生产中常用的瓦斯抽放方法主要有卸压邻近层瓦斯边采边抽、煤层瓦斯采前预抽等方法。这些技术大多通过改进钻孔抽放工艺参数,或者提高煤层透气性的方法,提高煤矿井下的瓦斯抽采效率,其中定向钻井采集瓦斯具有较好的效果,其工作原理基本延续了传统的方法。
4、完善安全管理制度,加强安全培训
目前我国大多数煤矿企业的安全管理制度有所欠缺,急需企业完善自身安全管理制度,从而使煤矿的安全生产工作能够得到保障。企业应当规范生产标准和流程,强化煤矿的安全管理工作。同时企业要及时解决生产管理中存在的问题,并完善制度内容,预防安全事故的发生。煤矿企业应重视工作人员的安全培训工作,并规范人员选拔制度、严格用工制度。企业管理人员应该定期组织员工进行专业知识和技能培训,从而提高职工的专业理论知识和技能水平,进而防范由于操作不当引起的安全事故。
四、煤矿瓦斯的治理利用乏风发电项目应用技术
乏风及低浓度瓦斯氧化发电的原理是把泵站的抽放瓦斯掺混到乏风里,导入蓄热式高温氧化装置,低浓度甲烷在高温反应腔里瞬间氧化为水和二氧化碳,并释放出巨大氧化热,热能的一小部分用于维持反应温度,大部分热能被导出到余热锅炉和水进行热交换,产出过热高压水蒸气,驱动汽轮机发电。该技术的推广,不仅能提高经济效益,也有助于增加煤炭生产过程中的安全系数。
1、煤矿乏风氧化装置及技术介绍
通风瓦斯氧化装置由固定式逆流氧化床和控制系统两部分构成。排气蓄热,进气预热,进排气交换逆循环,实现通风瓦斯周期性自然氧化反应。氧化床先用外部能源(如电能)加热,创造一个甲烷氧化反应的环境(1000℃),通风瓦斯由引风机引入氧化床,氧化产热,排气侧固体蓄热,进气测气体预热,由换向阀实现通风瓦斯逆流换向。通风瓦斯中的甲烷在氧化床氧化后,一部分热量维持氧化反应的环境,多余部分的热量排出氧化床。氧化反应自动维持后,停掉外加热。
2、低浓度瓦斯发电技术解决方案
1)对于甲烷质量浓度在16%~30%的低浓度煤矿瓦斯,可选用500GF1-2RW。
2)对于甲烷质量浓度在6%~25%的低浓度煤矿瓦斯,可选用500GF1-3RW。
3、低浓度瓦斯发电机组电站配套特殊要求
第一,对于质量浓度16%以上瓦斯的瓦斯电站配套设施,主要要求有2点:一是不能设储气柜;二是瓦斯输送管路采取安全阻火措施,在管线上设置雷达水位自控式水封阻火器和干式瓦斯专用阻火器。
第二,对于质量浓度16%以下的瓦斯电站配套,主要有3点要求:一是不能设储气柜;二是瓦斯输送管线要设置阻火器,雷达水位自控式水封阻火器和干式瓦斯专用阻火器;三是瓦斯输送采用水雾输送,管路上设置水雾阻火点。瓦斯气流经水雾阻火点后水分增加,瓦斯气超出爆炸范围,使瓦斯输送变得安全,即使出现火焰,也会在经过水雾阻火点被强水雾所猝熄。
结束语:
瓦斯防治工作任重而道远,同时作为煤矿安全工作首先解决的问题,煤矿企业必须不断完善其自身管理制度,并通过提高煤矿瓦斯防治技术的方法,保证煤矿企业的安全生产工作,减少瓦斯安全事故的发生。
参考文献:
[1]陈廷;黄增慧;温小凌.抓好瓦斯综合治理 推进安全高效和谐发展[J].能源与节能.2011(05):123.
[2]杜守利;陈万伎.瓦斯赋存复杂条件下治理方法[J].中国新技术新产品.2008(13):34.
[3]煤矿瓦斯治理与利用示范工程、关键技术研发和装备研制项目现场检查和总结验收[J].中国能源.2009(08):23-24.