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河南工程学院《煤矿绿色开采》考查课课程论文瓦斯综合利用技术学生姓名： 王焕波学 号： 201210106233学 院： 安全工程学院 专业班级： 采矿工程 专业课程： 煤矿绿色开采任课教师： 韩红强2015 年 12 月 17 日瓦斯综合利用技术 王焕波（河南工程学院安全工程学院,郑州451191）摘要：分析了我国煤矿瓦斯抽放与综合利用的现状,根据现有煤矿瓦斯抽采技术,结合气压、温度对井下瓦斯游离与吸附态转化的影响,利用井下地质条件提出了综合高效抽采方案,并参照煤矿瓦斯综合利用技术提出了瓦斯综合利用的途径,从安全、环境、社会三方面效益分析了瓦斯综合利用的意义,并分析了存在的问题。关键词瓦斯抽放;综合利用;安全、环境、社会效益1 引言　　我国是煤炭生产大国，然而我国的煤矿事故发生率也相当高，在各种煤矿事故中，瓦斯引发的安全事故占了很大部分。煤矿瓦斯是一种易燃易爆气体，对煤矿安全生产构成了极大威胁;另一方面，瓦斯又是一种很好的能源与化工资源。据相关资料报道，地下采煤有约95%的甲烷散发，我国每年因煤炭开采向大气排放的瓦斯为194亿ｍ3，这不仅浪费了宝贵的资源，还污染的环境（据相关资料表明，CH4对臭氧层的破坏是CO2的16倍)[1]。在煤矿生产中，如果能把生产过程中从煤层中释放出来的瓦斯收集起来加以合理利用，则不仅节约了能源资源，降低了煤矿生产成本，同时又消除了把瓦斯排放到空气中造成的污染。随着采煤活动的不断发展，有限的不可再生的煤炭资源在加速枯竭。近年来，人们已经开始研究瓦斯的回收、利用方案，但对瓦斯的回收、利用率还不能让人满意。煤矿瓦斯作为一种优质资源与能源，可作为城市民用燃料、车用燃气、发电燃料、工业燃料和化工原料。对于煤矿瓦斯综合利用，研究设计院经过长期的研发和积累，攻克了安全与高效利用的技术难题形成了煤矿瓦斯能源和化工利用的新技术途径。 本文就煤炭生产中瓦斯的抽放回收技术以及瓦斯的综合利用进行的简要的分析研究，并提出了自己的看法。指出煤矿瓦斯的宝贵之处和对瓦斯回收利用的必要性。2瓦斯的抽放于回收瓦斯在煤矿生产中是有害气体,而高浓度瓦斯(30%)[2]却是一种很好的能源。近年来,有些煤矿矿对抽放的瓦斯进行回收利用,变废为宝,取得了不错的效果。抽放瓦斯要随着地质及开采条件的变化及时进行修正和优化处理,从而提高瓦斯抽放量和利用率。1)煤矿瓦斯现状。近20多年来全国抽出瓦斯总量示意图见图1。由图1可以看出,我国瓦斯抽放量呈现逐年增加态势,而瓦斯抽采率仅有20%不到,大量瓦斯被排放到大气中,造成了极大的能源资源浪费和环境污染,因此提高抽放技术显得尤为重要。由于煤矿在开采过程中,瓦斯的涌出量和浓度的变化是不稳定的,对于其回收利用造成了一定的困难。根据煤矿瓦斯理论得知:煤的瓦斯含量等于游离瓦斯含量与吸附瓦斯含量之和。而在矿井中,游离瓦斯含量较低,大部分以吸附状态吸附在煤及矿井岩缝中,大约占总量60%～70%左右,而且游离态瓦斯与吸附态瓦斯处于动态平衡中,当外界压力降低或温度升高时,吸附瓦斯可以变为游离瓦斯[2];反之,当压力增加或温度降低时,部分游离瓦斯会转为吸附状态。根据这种性质,选择在适当的压力和温度下抽放瓦斯有利于提高瓦斯抽放率。煤层瓦斯与压力的关系曲线图见图2,纵轴表示瓦斯含量(ｍ3/ｔ),横轴表示瓦斯压力。图1　全国抽出瓦斯总量图(单位:亿ｍ3)图2　煤层瓦斯和瓦斯压力关系曲线[1-2]2)对瓦斯的回收方案。利用矿井瓦斯游离与吸附态的转化条件选择适合转化的压力、温度,并在抽气过程中通过对矿井瓦斯的压力温度的测量,不断调整抽气压力和温度以达到任一时刻抽放率最高,来最大限度的提高抽采率。与此同时,在对不同煤质瓦斯吸附能力试验中,发现不同煤质对瓦斯吸附能力不同,其中无烟煤、褐煤吸附瓦斯能力较强,可达50～60ｍ3/ｔ,而长焰煤吸附量较少。利用煤质的这种性质在采气前布置井下采气点,对吸附能力强的煤质进行开采时,采前应尽量多地布置预采气点,之后应在工作面进行边抽边采,采煤与采气同步推行,而且对已采过的巷道周围岩层进行打浅孔泄气,一是提高了矿井安全,二是增加了采气量,这样就可以有效地回收矿井瓦斯。如果将矿井瓦斯游离与吸附态的转化条件和煤质吸附瓦斯能力结合起来,效果会更好。总之,根据矿井瓦斯含量、压力、温度及地质条件进行综合设计,选择有利的开采方案,此采气方案仅供参考。3瓦斯的综合利用途径目前,煤矿瓦斯利用主要在民用、工业化工原料、发电等方面。但因煤矿大部分分布在较为偏远的地方,瓦斯民用需要铺设大量的管道进行瓦斯输送,投入成本大,而且民用消耗瓦斯量少,很难达到较大规模,所以瓦斯民用项目收回投资较为困难。瓦斯用做工业化工原料也因煤矿瓦斯回收浓度等原因很难形成规模,技术上也存在一定的问题。