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煤矿中产生的瓦斯是怎样被收集利用的?

 pgl147258 2014-10-22

【登邑的回答(130票)】:

楼上 @挖煤工 说的很好了,我来针对题主补充说明里的三个问题具体说一下,题主应该不是煤矿从业者,我尽量说的通俗一点便于理解:

1、瓦斯收集利用是用怎样的技术和机械呢?先说瓦斯的收集:瓦斯的收集通过瓦斯抽采,瓦斯抽采一般采用水环真空泵,例如我工作的煤矿采用的就是2BEC52型和2BEC72型水环真空泵。泵安装在地面抽放泵站里(当然也有井下移动泵站,不过一般抽采能力小),泵与抽放主管路连接,抽放主管路一直通过井筒延伸到井下与采抽放支管连接,支管再与钻孔连接。一个煤矿井下可能有几千、上万个钻孔,瓦斯就来自这些钻孔,并通过抽放管路汇聚到瓦斯泵站。下面说瓦斯的利用:高浓度瓦斯可以加以 利用(一般浓度30%以上的称为高浓度瓦斯),一般利用途径就是瓦斯发电,瓦斯抽采利用这方面据我所知全国做的最好的就是晋煤集团。低浓度瓦斯由于利用比较困难或者成本太高,一般都直接排放到大气里了(瓦斯是温室气体啊!!!)。

2、采集率高吗?总体来说采集率不高。瓦斯矿井抽采率都是0,部分高瓦斯矿井抽采率也是0,剩下的进行瓦斯抽采的高瓦斯矿井和突出矿井,《AQ 1026-2006 煤矿瓦斯抽采基本指标》所要求的抽采率如下:

煤矿中产生的瓦斯是怎样被收集利用的?

在我所知的矿井里,还没有抽采率达到60%以上的。

3、如何解决泄露爆炸等危险问题?

首先说泄露。就井下来说,因为是负压抽采,就算你瓦斯管破了,也只会是空气被抽进瓦斯管,而不会是瓦斯泄露到外面;就泵站来说,瓦斯泵出气端倒是有可能泄露,不过泵站都在开阔的空地上,瓦斯很快就会扩散。所以真正的危险是爆炸并不是泄露。

然后是爆炸,这个从瓦斯爆炸的3要素来说,主要就是从控制瓦斯浓度和杜绝引爆火源两方面来控制。(1)瓦斯浓度在5%~16%时会发生爆炸,所以尽量避免抽采的瓦斯处于这个浓度范围内。(2)杜绝引爆火源,煤矿井下和地面瓦斯泵站都是严禁明火、电器失爆以及穿着化纤衣物的,只要没有火源、静电就不会发生瓦斯爆炸。楼上 @挖煤工 贴的图里面的瓦斯管就属于高分子管路,容易发生静电,现在已经禁止安装这种瓦斯管路了,提倡使用钢管。(3)煤矿井下瓦斯管路上还安装有主动的抑爆、阻爆装置,一旦监测到环境中有一点火星,它会马上喷出灭火剂进行灭火。

ps:知乎这个地方太高大上,煤矿类问题似乎太少了。第一次这么认真答题,求赞!

【知乎用户的回答(21票)】:

目前瓦斯突出矿井从业者,回答这个应该是没问题的。

其实通俗的说,瓦斯和水一样,都属于流体。影响水流动方向的是水压,也就是水向低处流。而对于瓦斯来说,影响其流动的就是压力。理论来说,煤体内瓦斯含量高的时候,由于其瓦斯压力较大,大于外界大气压力,是可以自然释放出来的。但由于压差不明显,释放速度较慢,然后就有了瓦斯抽放泵的出现,抽放泵形成真空负压,连接管路通过抽放钻孔至煤体内,煤体内瓦斯沿管路向负压低的地方流动,支管汇集到主管上,从而得以集中利用。

抽放系统示意图

煤矿中产生的瓦斯是怎样被收集利用的?

抽放泵机房

煤矿中产生的瓦斯是怎样被收集利用的?

抽放管路

煤矿中产生的瓦斯是怎样被收集利用的?

井下抽放孔井下抽放孔

煤矿中产生的瓦斯是怎样被收集利用的?

【魏振兴的回答(5票)】:

利用方面补充一点:

瓦斯主要成分是甲烷,较高浓度的可以制液化气,浓度越低利用难度越大,但还是可以利用、进而做到零排放。

低浓度瓦斯(5%左右),可以通入瓦斯发电机(燃气内燃机的一种)发电。

极低浓度(1%以下),通过蓄热燃烧技术,进行发电。

技术上完全可行,国内也有几个项目在运行了,号称全球最大的也有。

其它条件不拖后腿的话,经济上也可以盈利。

--

利益相关:曾参与该项技术的开发。

【闫文发的回答(3票)】:

1,煤矿只有部分瓦斯被利用。没利用的基本上直接排放到空气中了。

2,利用方法,根据采矿方法,瓦斯存在的位置有所不同。比如(1)井工开采,煤体内的有瓦斯抽采,煤体中释放到煤矿地下空间中的瓦斯有乏风再利用等。(2)露天开采基本上就排放到空气中了。(3)煤炭地下气化方法,瓦斯是直接参加气化反应。

3,类油田的地面煤层气开采阶段,应该属于非常规,不叫煤矿也可以吧。

4,生产煤矿的瓦斯利用,可以采用地面和或井下方式抽采。基本方法是借鉴油田的。

【张哲的回答(2票)】:

谢邀,我这里是低瓦斯矿井,只要监测有没有瓦斯泄露、超标以及注意通风就好,那点瓦斯基本没有利用价值

【哭笑的回答(3票)】:

@挖煤工提到了从钻场到利用的过程,我来说下从煤层到瓦斯的过程。

其实现在瓦斯抽采(放)的作用主要是出于安全开采的角度出发的,至于利用仅仅是小部分。

瓦斯抽采主要通过煤层钻孔方式,将瓦斯从煤层中抽出。

钻孔方式有顶板高位钻孔、本煤层钻孔以及穿层钻孔三种方式。具体方法如下:

1、顶板高位钻孔

主要抽采裂隙带、部分采空区、以及受采空区影响的上覆临近层的瓦斯具体钻孔布置如下图

煤矿中产生的瓦斯是怎样被收集利用的?

2、本煤层钻孔2、本煤层钻孔

用于工作面开采前钻孔,没有无效进尺,钻孔速度快,抽采效果好。但是煤层成孔效果不太好,在松软煤层容易塌孔,需要特殊跟管钻进工艺。

煤矿中产生的瓦斯是怎样被收集利用的?

3、穿层钻孔3、穿层钻孔

用于强突松软煤层,一方面,这类煤层成孔效率低;另一方面,直接在本煤层钻孔由于瓦斯含量高,压力大,如果在本煤层钻孔,容易诱发瓦斯与煤的突出。

煤矿中产生的瓦斯是怎样被收集利用的?

成孔后,向孔中下入筛管,以便瓦斯能进入管路中,最后封孔将管路连接到一起进行收集释放或用于发电等。成孔后,向孔中下入筛管,以便瓦斯能进入管路中,最后封孔将管路连接到一起进行收集释放或用于发电等。

煤矿中产生的瓦斯是怎样被收集利用的?

筛管,瓦斯通过上面的洞洞进入管道筛管,瓦斯通过上面的洞洞进入管道

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最后来一张我大西安院的钻机……最后来一张我大西安院的钻机……

煤矿中产生的瓦斯是怎样被收集利用的?

最最后来一张撸主的专业……请忽略撸主的青葱手指……最最后来一张撸主的专业……请忽略撸主的青葱手指……

【盛晨的回答(0票)】:

实际上低浓度煤层气利用较少,主要是成本太高,经济效益不好,国内外通过改进工艺和捕集材料的方法提高效益,目前这是非常值得研究的!

【常诚的回答(0票)】:

就和抽水一样把瓦斯通过抽放泵抽上来的

上瓦斯抽放系统的前提是:你煤矿的瓦斯高

解决泄露爆炸;杜绝泄露,杜绝火源、杜绝氧气

【苏城的回答(0票)】:

首先是打钻,打钻之后插入管子抽采。由于煤孔隙率不高,加之瓦斯含量不高,很多地方抽采困难抽采率不高。瓦斯抽采第一目的并非为了利用瓦斯,主要还是为了瓦斯治理与防突。

其他问题各位回答的已经很好。

【常再敏的回答(0票)】:

瓦斯还是很危险的啊,经常听到煤窑瓦斯爆炸的

【某男的回答(0票)】:

绝大部分都被风机排出浪费了。

原文地址:知乎

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