论文部分内容阅读
摘 要:瓦斯抽放效果的好坏关乎治理瓦斯的成败,而能够鉴定瓦斯抽放效果的唯一 指标就是瓦斯抽放率。高突矿井的瓦斯抽放率是否可靠,关键要看井下抽出 瓦斯量和矿井排出瓦斯总量的准确度,准确的瓦斯抽放率,为矿领导和管理部门的决策提供可靠依据。
关键词:抽放瓦斯; 效果 ; 瓦斯抽放计量 ; 准确的瓦斯抽放率 ; 矿井安全生产
煤矿瓦斯治理最主要也是最直接有效的措施是对井下的瓦斯进行抽放。瓦斯抽放有高负压抽放和低负压抽放的两种形式。高负压抽放一般使用在本煤层抽放和掘进头瓦斯抽放,低负压则很多使用在采空区瓦斯抽放。高负压抽放的特点是抽放的负压大流量小,低负压抽放的特点是抽放负压小流量大。在瓦斯抽放中根据抽放的管路长度,管路弯曲的程度,井下抽放的位置不同,抽放的管径不同也可以分煤矿高、低负压瓦斯抽放,很多煤矿企业的瓦斯抽放忽略着一个很大的问题,就是在瓦斯抽放过程中对其瓦斯的计量不准确。一般在瓦斯的抽放过程应该按时做好瓦斯流量、抽放负压和瓦斯浓度等参数的记录,通过参数的记录可以真实有效地反应煤矿井下瓦斯的情况。瓦斯抽放计量的不准确就不能真正地反映煤矿瓦斯的情况,可能会导致很多安全生产事故的发生。
随矿井开采强度的增大和开采深度的增加,以及矿井地质情况的变化等,造成矿井瓦斯涌出量日益增多,致使瓦斯突出事故上升。一旦发生突出事故后,仅仅采用增加风量的方法来排除和稀释瓦斯,在经济上不合算、技术上不合理、有时达不到目的,既不安全又延误事故处理进度。而采取抽放瓦斯的办法是降低高瓦斯区域和矿井高瓦斯涌出量的经济有效、技术合理的好措施,它既能安全、又能快速地处理瓦斯突出事故。所以,瓦斯抽放是解决和治理瓦斯的根本所在。瓦斯抽放效果的好坏关乎治理瓦斯的成败,而能够鉴定瓦斯抽放效果的唯一指标就是瓦斯抽放率。因为瓦斯抽放率是指抽出瓦斯量占矿井排出瓦斯总量(包括抽出量和通风排出量)的百分率。采取适当的措施提高矿井的瓦斯抽放率,不仅是矿井安全生产的要求,而且也是降低抽放成本,提高抽放效益的需要。高突矿井的瓦斯抽放率是否可靠,关键要看井下抽出瓦斯量和矿井排出瓦斯总量的准确度,瓦斯抽放计量监控系统所设监测参数,完全可以满足精确瓦斯抽放率的要求,它能够实时反映井下瓦斯抽放系统的运转,促进瓦斯的抽放和回收,监控井下瓦斯抽放设备的开停,监控瓦斯抽放量的精确。井下瓦斯动态信息,准确的瓦斯抽放率,为矿领导和管理部门的决策提供可靠依据。
平煤股份一矿1957年建矿,经过两次改扩建,生产能力由原设计的150万吨提高到400万吨。随着矿井开采深度的加深和开采强度的加大,矿井瓦斯涌出量和煤与瓦斯突出的危险性也相应增大。针对瓦斯灾害的严峻形势,坚决贯彻执行“先抽后采、监测监控、以风定产”,加强矿井瓦斯抽放、监控、治理工作刻不容缓。平煤股份一矿瓦斯抽放系统优化前是由若干个单独的抽放系统组成, 未能形成统一的抽放系统, 而且抽放的瓦斯并未排到地面而是排放到回风巷中, 容易引起回风中瓦斯浓度超限, 因此平煤股份一矿瓦斯抽放系统必须进行优化,增加瓦斯抽放技术含量,提高瓦斯抽放能力,加强瓦斯抽放管理。目前,瓦斯抽放系统按规定装设计量仪表和瓦斯抽放计量监控系统,定期进行瓦斯抽放系统的维护和检漏。瓦斯抽放计量监控系统主要由地面中心站、抽放泵站监控分站及各种抽放传感器等组成。
1. 瓦斯抽放泵站的建立
1.1 北二地面瓦斯抽放系统
主要服务于戊90-31040采面,抽采泵型号为CBF710A-ZBG3 型( 1 备1 用) , 标称吸气量 360-450 m3/ min, 电机功率500 kW, 极限负压 90kPa;
1.2 三水平丁二 瓦斯抽放系统 主要服务于丁6 - 32030 机巷高抽巷,抽采泵型号为2BEF4202 型( 1 备1 用) , 标称吸气量 150 m3/ min, 电机功率200 kW, 极限负压 90 kPa;
1.3 三水平戊一 抽放系统 主要服务于戊8- 31080 和戊0- 31010 采空区,抽采泵型号为2 BEC 4 2型( 1备1用) , 标称吸气量150 m3/ min。电机功率 200 kW, 极限负压90kPa。
1.4二水平戊三 抽放系统
主要服务于戊8- 23050采面,抽采泵型号为2BEF42 型( 1 备1 用) , 标称吸气量 150 m3/ min, 电机功率200 kW, 极限负压 90 kPa 。
2. 抽放泵站监控分站及传感器的设置安装
每个瓦斯抽放泵站需设置:
监控分站:KJ2007G3型分站一台
管道瓦斯传感器:1台 0-100%CH4 误差<±8%
管道压力传感器:2台(泵的进口压力和出口压力)
0-100Kpa 误差<±1%
管道温度传感器:1台 0-100℃ 误差<±1%
轴温传感器:2台 0-150℃ 误差<±1%
管道流量传感器:1台 0-300m3/min 误差<±5%
防爆电磁阀:2台 介质温度≤60℃ 公称压力:≤0.2Mpa
抽放混量、纯量计算:0-9999999999
根据需要可安装无水断电装置;
在瓦斯抽放泵房安装1台KJ2007G3分站,它是抽放系统信息传输和控制的枢纽,并向配接的各类传感器提供本安电源,KJ2007G3分站对采集的传感器信号进行分析、判断 ,向地面中心站传送数据,并接受地面中心站发出的控制信息和设置参数等。各种抽放传感器对抽放管道中的瓦斯、管道温度、管道压力和流量进行实时监测。防爆电磁阀用于控制排空管和贮气罐,当管道瓦斯浓度低于30%时,切断通向贮气罐的通路,并控制管道瓦斯排空。
3.瓦斯抽放计量监控系统安装调试
2011年2月之前,井下瓦斯抽放设备安装到位,2月份瓦斯抽放计量监控系统开始安装调试。安装调试过程中解决了1)找不到数据服务器(检查数据服务器配置是否正确);2)瓦斯抽放服务端没有运行(检查瓦斯抽放服务端程序);3)在井下泵站数据传输过程中,发现异常数值(及时和防突队沟通并派人解决,确保计量数据的准确性)。三月一日正式传输瓦斯抽放日报。
4. 经济效益
加强抽放瓦斯可以大幅度降低采区瓦斯涌出量,能有效地解决瓦斯浓度超限,提高矿井安全性,降低通风费用。瓦斯抽放计量监控系统集瓦斯抽放监测、监控及计量于一身,主要针对煤矿瓦斯抽放系统中的管道参数、工况参数、环境参数等进行实时测量及部分参数进行计量和监控,系统运行至今效果显著:
1)瓦斯抽放计量系统使抽放量更加精确
2)瓦斯抽放计量系统使抽放效益凸显
根据局文件规定,瓦斯抽采本煤层Y返8元/ m3、采空区K返1元/ m 3的精神,我矿从3月1日至8月31日每个抽房分站的抽采量及应返金额分别如下:
84#分站 北二瓦斯地面抽放泵站—戊0-31040采面Y
=抽采量×8元/ m3=1557252.73×8=1.246(千万)
80#分站 二戊三瓦斯抽放泵站—戊8-23050采面本煤层Y=抽采量×8元/ m3=655261.06×8=0.524(千万)
81#分站 三戊一瓦斯抽放泵站—戊8-31080、31010采空区K=抽采量×1元/ m3=677343.05×1=0.068(千万)
82#分站 三丁二瓦斯抽放泵站—丁6-32030机巷穿层Y=抽采量×8元/ m3=514844.54×8=0.412(千万)
综上数据分析计算得出抽采量共计3.405百万m3,集团公司应返金额2.25(千万),已返2.1(千万)。
5.社会效益
瓦斯抽放计量监控系統的使用精确了瓦斯抽放量,便于管理层的决策和布局、便于分析井下的地质构造,是实现高产高效矿井的安全生产,为井下职工提供良好的生产环境,有着不可替代的作用。
关键词:抽放瓦斯; 效果 ; 瓦斯抽放计量 ; 准确的瓦斯抽放率 ; 矿井安全生产
煤矿瓦斯治理最主要也是最直接有效的措施是对井下的瓦斯进行抽放。瓦斯抽放有高负压抽放和低负压抽放的两种形式。高负压抽放一般使用在本煤层抽放和掘进头瓦斯抽放,低负压则很多使用在采空区瓦斯抽放。高负压抽放的特点是抽放的负压大流量小,低负压抽放的特点是抽放负压小流量大。在瓦斯抽放中根据抽放的管路长度,管路弯曲的程度,井下抽放的位置不同,抽放的管径不同也可以分煤矿高、低负压瓦斯抽放,很多煤矿企业的瓦斯抽放忽略着一个很大的问题,就是在瓦斯抽放过程中对其瓦斯的计量不准确。一般在瓦斯的抽放过程应该按时做好瓦斯流量、抽放负压和瓦斯浓度等参数的记录,通过参数的记录可以真实有效地反应煤矿井下瓦斯的情况。瓦斯抽放计量的不准确就不能真正地反映煤矿瓦斯的情况,可能会导致很多安全生产事故的发生。
随矿井开采强度的增大和开采深度的增加,以及矿井地质情况的变化等,造成矿井瓦斯涌出量日益增多,致使瓦斯突出事故上升。一旦发生突出事故后,仅仅采用增加风量的方法来排除和稀释瓦斯,在经济上不合算、技术上不合理、有时达不到目的,既不安全又延误事故处理进度。而采取抽放瓦斯的办法是降低高瓦斯区域和矿井高瓦斯涌出量的经济有效、技术合理的好措施,它既能安全、又能快速地处理瓦斯突出事故。所以,瓦斯抽放是解决和治理瓦斯的根本所在。瓦斯抽放效果的好坏关乎治理瓦斯的成败,而能够鉴定瓦斯抽放效果的唯一指标就是瓦斯抽放率。因为瓦斯抽放率是指抽出瓦斯量占矿井排出瓦斯总量(包括抽出量和通风排出量)的百分率。采取适当的措施提高矿井的瓦斯抽放率,不仅是矿井安全生产的要求,而且也是降低抽放成本,提高抽放效益的需要。高突矿井的瓦斯抽放率是否可靠,关键要看井下抽出瓦斯量和矿井排出瓦斯总量的准确度,瓦斯抽放计量监控系统所设监测参数,完全可以满足精确瓦斯抽放率的要求,它能够实时反映井下瓦斯抽放系统的运转,促进瓦斯的抽放和回收,监控井下瓦斯抽放设备的开停,监控瓦斯抽放量的精确。井下瓦斯动态信息,准确的瓦斯抽放率,为矿领导和管理部门的决策提供可靠依据。
平煤股份一矿1957年建矿,经过两次改扩建,生产能力由原设计的150万吨提高到400万吨。随着矿井开采深度的加深和开采强度的加大,矿井瓦斯涌出量和煤与瓦斯突出的危险性也相应增大。针对瓦斯灾害的严峻形势,坚决贯彻执行“先抽后采、监测监控、以风定产”,加强矿井瓦斯抽放、监控、治理工作刻不容缓。平煤股份一矿瓦斯抽放系统优化前是由若干个单独的抽放系统组成, 未能形成统一的抽放系统, 而且抽放的瓦斯并未排到地面而是排放到回风巷中, 容易引起回风中瓦斯浓度超限, 因此平煤股份一矿瓦斯抽放系统必须进行优化,增加瓦斯抽放技术含量,提高瓦斯抽放能力,加强瓦斯抽放管理。目前,瓦斯抽放系统按规定装设计量仪表和瓦斯抽放计量监控系统,定期进行瓦斯抽放系统的维护和检漏。瓦斯抽放计量监控系统主要由地面中心站、抽放泵站监控分站及各种抽放传感器等组成。
1. 瓦斯抽放泵站的建立
1.1 北二地面瓦斯抽放系统
主要服务于戊90-31040采面,抽采泵型号为CBF710A-ZBG3 型( 1 备1 用) , 标称吸气量 360-450 m3/ min, 电机功率500 kW, 极限负压 90kPa;
1.2 三水平丁二 瓦斯抽放系统 主要服务于丁6 - 32030 机巷高抽巷,抽采泵型号为2BEF4202 型( 1 备1 用) , 标称吸气量 150 m3/ min, 电机功率200 kW, 极限负压 90 kPa;
1.3 三水平戊一 抽放系统 主要服务于戊8- 31080 和戊0- 31010 采空区,抽采泵型号为2 BEC 4 2型( 1备1用) , 标称吸气量150 m3/ min。电机功率 200 kW, 极限负压90kPa。
1.4二水平戊三 抽放系统
主要服务于戊8- 23050采面,抽采泵型号为2BEF42 型( 1 备1 用) , 标称吸气量 150 m3/ min, 电机功率200 kW, 极限负压 90 kPa 。
2. 抽放泵站监控分站及传感器的设置安装
每个瓦斯抽放泵站需设置:
监控分站:KJ2007G3型分站一台
管道瓦斯传感器:1台 0-100%CH4 误差<±8%
管道压力传感器:2台(泵的进口压力和出口压力)
0-100Kpa 误差<±1%
管道温度传感器:1台 0-100℃ 误差<±1%
轴温传感器:2台 0-150℃ 误差<±1%
管道流量传感器:1台 0-300m3/min 误差<±5%
防爆电磁阀:2台 介质温度≤60℃ 公称压力:≤0.2Mpa
抽放混量、纯量计算:0-9999999999
根据需要可安装无水断电装置;
在瓦斯抽放泵房安装1台KJ2007G3分站,它是抽放系统信息传输和控制的枢纽,并向配接的各类传感器提供本安电源,KJ2007G3分站对采集的传感器信号进行分析、判断 ,向地面中心站传送数据,并接受地面中心站发出的控制信息和设置参数等。各种抽放传感器对抽放管道中的瓦斯、管道温度、管道压力和流量进行实时监测。防爆电磁阀用于控制排空管和贮气罐,当管道瓦斯浓度低于30%时,切断通向贮气罐的通路,并控制管道瓦斯排空。
3.瓦斯抽放计量监控系统安装调试
2011年2月之前,井下瓦斯抽放设备安装到位,2月份瓦斯抽放计量监控系统开始安装调试。安装调试过程中解决了1)找不到数据服务器(检查数据服务器配置是否正确);2)瓦斯抽放服务端没有运行(检查瓦斯抽放服务端程序);3)在井下泵站数据传输过程中,发现异常数值(及时和防突队沟通并派人解决,确保计量数据的准确性)。三月一日正式传输瓦斯抽放日报。
4. 经济效益
加强抽放瓦斯可以大幅度降低采区瓦斯涌出量,能有效地解决瓦斯浓度超限,提高矿井安全性,降低通风费用。瓦斯抽放计量监控系统集瓦斯抽放监测、监控及计量于一身,主要针对煤矿瓦斯抽放系统中的管道参数、工况参数、环境参数等进行实时测量及部分参数进行计量和监控,系统运行至今效果显著:
1)瓦斯抽放计量系统使抽放量更加精确
2)瓦斯抽放计量系统使抽放效益凸显
根据局文件规定,瓦斯抽采本煤层Y返8元/ m3、采空区K返1元/ m 3的精神,我矿从3月1日至8月31日每个抽房分站的抽采量及应返金额分别如下:
84#分站 北二瓦斯地面抽放泵站—戊0-31040采面Y
=抽采量×8元/ m3=1557252.73×8=1.246(千万)
80#分站 二戊三瓦斯抽放泵站—戊8-23050采面本煤层Y=抽采量×8元/ m3=655261.06×8=0.524(千万)
81#分站 三戊一瓦斯抽放泵站—戊8-31080、31010采空区K=抽采量×1元/ m3=677343.05×1=0.068(千万)
82#分站 三丁二瓦斯抽放泵站—丁6-32030机巷穿层Y=抽采量×8元/ m3=514844.54×8=0.412(千万)
综上数据分析计算得出抽采量共计3.405百万m3,集团公司应返金额2.25(千万),已返2.1(千万)。
5.社会效益
瓦斯抽放计量监控系統的使用精确了瓦斯抽放量,便于管理层的决策和布局、便于分析井下的地质构造,是实现高产高效矿井的安全生产,为井下职工提供良好的生产环境,有着不可替代的作用。