1、    淺談煤礦高濃瓦斯的利用    強化玲【摘要】本文結合礦井瓦斯抽采系統現狀和高濃瓦斯資源分布情況，適當增設部分抽采系統，充分利用采空區高濃瓦斯資源，加以合理的系統調控與專用拍排巷進行混合抽采利用。既能消除采空區瓦斯涌出和自然發火威脅，同時充分利用采空區高濃瓦斯資源，實現煤與瓦斯共采。【關鍵詞】煤礦；高濃瓦斯；回收利用我國是煤炭生產大國，瓦斯突出的礦井約占煤炭礦井的一半。瓦斯是煤礦安全的最大威脅， 全國煤礦重大安全事故70%以上都與瓦斯爆炸有關。 其實，瓦斯是伴隨著煤的炭化過程而生成的，賦存于煤層中的非常規天然氣，又名煤層氣，成份以甲烷為主，一般在9

2、4%左右，其次是二氧化碳和氮氣，一般在3-4%和1%左右，另外還有微量成分。它并非僅僅是人類需要馴服的“殺手”。人們常把瓦斯利用喻為“變廢為寶”將本來排空的廢氣變為清潔能源。1、瓦斯的特性煤層氣，又稱煤層甲烷，俗稱瓦斯，人們對它愛恨交加。愛的是它是一種情結能源，有很大的利用價值：恨的是他是礦難的元兇之一。因此，煤礦一旦發生瓦斯事故，往往造成成群的死傷，在國內外造成嚴重的影響。2、加強煤礦瓦斯安全管理和綜合利用的必要性？（一）瓦斯治理與綜合利用是礦井安全生產的需要？瓦斯有窒息、燃燒和爆炸的特性，而引起瓦斯爆炸的三要素是足夠量的瓦斯、足夠量的空氣和引爆火源。所以大量涌出的瓦斯是影響煤礦安全的重要因

3、素，為確保礦井安全生產，必須認真落實“先抽后采”的原則，堅持“多點、均衡、低壓、高濃”抽放，并按規定合理配風，使開采過程中的瓦斯濃度不超限，確保礦井安全生產。？（二）瓦斯治理與綜合利用是企業發展的需要？九十年代末是礦務局繼"限采保城"政策的出臺后，轉產轉型的重要時期，轉產目標是以市場為導向，充分利用礦區的資源、資產、技術和人才優勢，引進技術，選擇有市場前景的接續項目，大力發展非煤產業。在東露天礦、油母頁巖廠相繼投產后，煤層氣開發與利用也被列入礦務局的重點轉產項目之中。隨著礦井瓦斯抽放量的增加，其利用規模和范圍也在不斷地擴大，目前向沈陽、兩地的民用、工業供氣，已形成較完備的地

4、面網絡。不僅取得了良好的經濟效益，而且也收到了良好的社會效益。？（三）開發瓦斯資源是社會和環境保護工作的需要？瓦斯中的甲烷含量很高，甲烷的溫室效應在全球氣候變暖中的份額為15%，僅次于二氧化碳；而且，等量甲烷造成的溫室效應是二氧化碳的21倍。國家發改委公布的數據顯示，全國煤層氣利用率僅為23%，這意味著大多數的煤層氣正朝天排放，其溫室效應不容忽視。搞好煤礦瓦斯安全管理與綜合利用，不僅有利于煤礦的安全生產，同時，也會使瓦斯變害為利。？3、礦井高濃瓦斯分布情況目前，礦井高濃瓦斯主要分別在已封閉采空區和保護層開采期間卸壓瓦斯。由于保護層開采具有階段性，且從張集礦北區目前開采上保護層抽采效果看，礦井煤

5、卸壓速度較快，卸壓瓦斯流量較小，純流量在8立方米/分鐘左右，混合流量在25立方米/分鐘左右，不能滿足系統泵最低抽采流量需要，造成系統泵憋泵。其次，礦井為前進式開采模式，采場應力集中，采空區封閉墻和保護煤柱破壞嚴重，并隨著采空區數目的增加，采空區瓦斯涌出異常，時刻威脅著礦井的安全，主要表現在以下兩個方面：1）采空區封閉墻破壞嚴重，受氣候變化影響，采空區瓦斯涌出異常，造成系統巷道內瓦斯增值，易釀成重大瓦斯事故。2）在相鄰工作面掘進和回采期間，由于頂板離層和保護煤柱的破壞，在負壓通風條件下采空區瓦斯容易向相鄰工作面涌出，造成回風流瓦斯增大，嚴重威脅礦井的安全生產。4、高濃瓦斯資源系統整合利用技術根據

6、礦井當前實際情況，通過控制性抽采的方法，使采空區形成均壓或低負壓狀態。同時，建立一個完善的采空區防火預測預報體系，既消除采空區瓦斯涌出和自然發火威脅，并將高濃瓦斯與卸壓瓦斯混合加以利用。具體方法如下：1）完善抽采管網系統，將施工有頂板抽排巷的采空區連接在套管網系統中，以利用現有采空區高濃瓦斯資源。該套管網系統只負責抽采一些混量小、，濃度相對較高的氣源，通過與采空區高濃瓦斯混合，達到瓦斯利用要求。2）根據地面泵站瓦斯濃度，采取采空區間隙性輪流配抽的方式，進行有計劃的控制性抽采，確保供氣濃度在300/o以上，防止單個采空區因過度抽采導致自燃。3）在采空區封閉墻口安裝u型壓差計，時刻觀測采空區內負壓

7、情況，當采空區，小于-500pa時停止抽采。4）建立完善的采空區抽采指標體系，對采空區內co、c2h c2h2、ch。氣體濃度以及溫度等參數進行監測。采空區控制性抽采期間和抽采結束后，必須對co、c：h4、c2h2標志性氣體進行氣樣分析，以此掌握煤層自然發火變化趨勢，做好采空區自然發火預測預報工作，指導礦井有針對性地采取相應滅火措施，達到早期預測預報煤層自然發火狀態的目的，防止因抽采造成采空區自然發火：1）co，品名：一氧化碳，密度為125kg/m30該氣體無色、無臭、無刺激性氣體，溶于氨水，難溶于水，有劇毒。它與空氣混合能形成爆炸性氣體，爆炸極限為：下限1.25%，上限75%。co是煤在氧化

8、過程中出現的最早的氧化氣體產物，貫穿整個煤體氧化過程，co濃度的升高伴隨著自然發火煤體溫度的升高，將c0變化趨勢作為參考值，以此來判斷采空區自然發火的態勢。根據礦井長期的經驗積累，當采空區co濃度達到50ppm時，應對采空區采取防滅火措施。2）c2h4，品名：乙烯，密度為1.261 kg/m3該氣體為無色氣體、微帶香甜昧，多量吸入時能引起麻醉，溶于醇和醚，難溶于水，化學性質活潑，它與空氣混合能形成爆炸性氣體，爆炸極限為：下限3%，上限29%。c2h4的出現，表征采空區煤的氧化已進入加速氧化階段，此時溫度已噠到1 1 3，若不及時處理，將很快發展到激烈氧化階段。此時，必須采取防滅火措施，并對措施

9、效果進行檢驗。3）c2h2，品名：乙炔，密度為1.1 71 kg/m3該氣體為無色氣體、有蒜味、微溶于水，爆炸極限為：下限2%，上限82%。比ch4更具有爆炸性，在雷管等激勵下，就能引起爆炸。有麻醉作用和毒性。采空區遺煤在緩慢氧化階段和加速氧化階段不產生該氣體，因此，只要檢測到該氣體的存在，證明采空區溫度已接近或達到21 5，必須采取有效的防滅火措施，直至沒有自然發火危險性。5、將瓦斯運用在發電技術中的優勢1）、安全。通過抽采利用使瓦斯煤礦真正處于低瓦斯狀態下進行采掘活動，提前消除了開采過程中瓦斯突出的危險，大大減少了煤礦職工作業的危險程度。2）、節能。根據新一輪資源評價，我國深埋2000米以淺煤層氣地質資源量約為36萬億立方米，可采資源總量約為10萬億立方米，與路上常規天然氣資源儲量相當。原材料是作為廢棄排放的瓦斯，與燃煤發電相比，發電成本低，在一定程度上減少了環境污染。3）、高效。把瓦斯抽采利用，投資小，回收快，一般三年左右即可收回全部投資。4）、瓦斯發電設備可在熱電聯產、備用電力和調峰等方面應用，前景廣闊。通過科學結束的不斷發展，曾經作為廢棄物排放的額瓦斯已經作為發電的資源，在提高煤礦安全性的同時對資源進行了充分的利用。但是在瓦斯發電技術發展的過程中，還需我們不斷的對性的工藝進行探索，提高瓦斯發電的安全性，減少瓦斯排放對壞境造成的污染，增進瓦