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矿井瓦斯作为城市煤气的实践与思考

时间:2015-12-20 23:41:20 所属分类:矿业工程 浏览量:

摘要将矿井瓦斯作为矿区城市煤气是矿井瓦斯利用 的 主要途径。阳泉、抚顺、淮南、松藻、铁法、中梁山、鹤壁等矿区是矿井瓦斯作为城市煤气 的主要城市,并形成了地面矿井煤层气抽放泵站、二次加压泵站、储气罐、输送管网、调压 站和用户装置的完善的民用系统

摘要将矿井瓦斯作为矿区城市煤气是矿井瓦斯利用 的 主要途径。阳泉、抚顺、淮南、松藻、铁法、中梁山、鹤壁等矿区是矿井瓦斯作为城市煤气 的主要城市,并形成了地面矿井煤层气抽放泵站、二次加压泵站、储气罐、输送管网、调压 站和用户装置的完善的民用系统。介绍了矿井瓦斯用于民用工程的优点和作为城市煤气的实 践,分析了实践中存在的主要问题,并提出相应的解决方法。

关键词矿井瓦斯城市煤气瓦斯抽放设备

我国的矿井瓦斯抽放始于50年代的抚顺、阳泉矿区,主要是为了解决矿井煤炭生产安全 问题。利用矿井瓦斯抽放泵,通过管道抽放系统把矿井瓦斯抽出地面,以降低矿井瓦斯涌入 生产工作面的数量与浓度,实现煤矿的安全生产。目前,我国煤矿每 年矿井瓦斯抽放量9亿m3,其中,阳泉和抚顺矿区每年的矿井瓦斯抽放量达1.2亿m3 以上。

1我国矿井瓦斯用于民用工程的优点

矿井瓦斯的利用可以分为工业利用和民用。由于各个矿区矿井瓦斯的浓度不同,可以 在30%~70%之间,所以,矿井瓦斯的利用途径有所不同。矿井瓦斯用于民用工程是最具有经 济效益的。我国利用矿井瓦斯作为城市煤气气源较发好的矿区有抚顺、阳泉、淮南、松藻、 铁法、中梁山、鹤壁等。矿井瓦斯用于民用工程具有以下优点。

(1) 可以减轻居民家庭燃煤的劳动强度和劳动量,提高居民生活质量。

(2) 解决居民家庭分散燃煤造成的废渣、烟尘污染,并可大大减少二氧化碳和二 氧化硫的排放量,对当地和区域环境将会有很大改善。

(3) 由于就地消耗了抽放出来的矿井瓦斯,可以减少温室气体排放量。

2我国矿井瓦斯作为城市煤气的实践

我国矿井瓦斯作为城市煤气已经有30~40年的实践。矿区城市煤气利用的气源主要来自 矿井瓦斯抽放系统,符合《城镇燃气设计规范》的城市煤气系统。

2.1矿井瓦斯抽放泵站

矿井瓦斯抽放泵站一般建在地面,可以服务1个或数个矿井的井下抽放系统,是城市煤 气的气源部分。矿井瓦斯抽放泵站主要采用以下设备。

(1)矿井瓦斯抽放泵。

矿井瓦斯抽放一般采用负压抽放,现在的矿井瓦斯抽放系统一般采用回转式鼓风机(亦 称罗茨鼓风机)。该类抽放泵流量分别为60、80、120、160和200m3/min,负压分别是为3 5、50、70kPa,配套电机为55、75、95、155和185、220kW。此类风机的特点是气体流量为 常数,压力可以在静压范围内予以调节。为保证风机在流量降低时的正常运行,在风机的 进口侧和出口侧联接1条循环管,安装了循环阀门,使部分流量循环可保证风机正常运行。 该类风机一般为干式运行,也可以进行一些改进,采用湿式运行。在有些矿区采用水环 式真空泵进行矿井瓦斯抽放。


(2)气水分离器。

在使用水环式真空泵和湿式回转式鼓风机的瓦斯抽放泵站,需要采用气水分离器。进行 气水分离。 

(3)安全装置。

矿井瓦斯抽放站都必须设置防爆、防回气和防回火安全装置。 

(4)计量及监控装置。

我国的矿井瓦斯泵站的计量一般采用标准孔板,径距取压,读出压差数值,再根据公式 计算流量。

瓦斯气浓度测量,可以采用热导式高浓度测试仪测量并显示。大多数矿井瓦斯抽放泵站 都采用高浓度光学瓦斯鉴定仪取样并读数。

抽放管路的正负压力测量,分别采用水银压差计和水柱压差计,测量抽放泵站的抽放 负压和出口正压。

对于抽放泵站的集中监控,目前阳泉煤业集团一矿五号瓦斯抽放泵站采用了日本富士公 司的集中模拟盘。对抽放泵站的真空泵和电机的运转状态,电流、电压、功率、轴温、供水 量和水温,阀门启闭状态,循环阀门的开度,分别进行模拟和数字显示。对抽放泵站入口侧 和出口侧管路的煤层气浓度、压力、流量、温度集中监测显示,同时对防回火网前后压差进 行监控显示。所有监测数据均通过传输电缆传到总调度中心集中监控模拟盘。

其他矿井瓦斯抽放泵站使用国产监测设备对部分参数进行监测,但大多数瓦斯抽放泵 站尚未实现集中监控。

2.2地面利用二次加压泵站

为了保证煤矿井下的安全生产和城市煤气的正常利用,需要对抽出的矿井瓦斯进行加压 。矿井瓦斯抽放泵站抽出的矿井瓦斯分别进入二次加压站和储气罐。在2个泵站系统之间安 装有防回火、防回气和防爆安全装置。

地面利用二次加压泵站内安装有回转式鼓风机,流量分别为30、60和80m3/min,压力 分别为35、50和70kPa。

二次加压泵站的计量装置基本上与矿井瓦斯抽放泵站相同,压力测量用水银和水柱压差 计,流量测量用径距取压孔板配合压差计,浓度测量使用高浓度光学瓦斯鉴定器。二次加压 泵站保证了城市煤气利用系统的足够压力。


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