煤矿中产生的瓦斯是怎样被收集利用的?
作为国内高瓦斯矿井瓦斯综合治理应用全国技术一流的集团公司一名工人。我来笼统不带数据解答一下吧。瓦斯综合利用主要在大型高瓦斯矿井利用率比较高。而瓦斯利用主要是确保生产安全的情况下尽最大资源利用的一个附加产物(之前都是直接排放。)而如今设备的先进程度以及技术的成熟让瓦斯除了危险更带来收益。煤矿瓦斯基本都是以附着游离态形式在煤炭表面,并且煤炭会不停挥发。煤矿现有的技术基本都是高负压抽采形式。比如底抽巷打覆盖煤田的穿层钻孔。煤巷打消除突出危险性的顺层钻孔。这两种钻孔在保证经过煤层覆盖面积大无死角。保证封孔不漏气进行大负压抽采很长时间。一般我们顺层的抽采浓度在40以上总管路。穿层在30以上。而对于揭煤巷道揭煤打的掩护型钻孔依然利用负压并入主管道。还有老空港,或者封堵死的其他富有瓦斯巷道都采用负压抽采至地面泵站进行提纯。
瓦斯主要成分是甲烷,较高浓度的可以制CNG和LNG(压缩天然气和液化天然气),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。
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。
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。
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!!!)。
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