煤礦中產生的瓦斯是怎樣被收集利用的? | 知乎問答精選

 

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煤礦中產生的瓦斯是怎樣被收集利用的?

2017年06月23日 知乎問答精選 暫無評論 閱讀 34 ℃ 次

【登邑的回答(130票)】:

樓上 @挖煤工 說的很好了,我來針對題主補充說明裡的三個問題具體說一下,題主應該不是煤礦從業者,我盡量說的通俗一點便於理解:

1、瓦斯收集利用是用怎樣的技術和機械呢?先說瓦斯的收集:瓦斯的收集通過瓦斯抽采,瓦斯抽采一般採用水環真空泵,例如我工作的煤礦採用的就是2BEC52型和2BEC72型水環真空泵。泵安裝在地面抽放泵站裡(當然也有井下移動泵站,不過一般抽采能力小),泵與抽放主管路連接,抽放主管路一直通過井筒延伸到井下與采抽放支管連接,支管再與鑽孔連接。一個煤礦井下可能有幾千、上萬個鑽孔,瓦斯就來自這些鑽孔,並通過抽放管路匯聚到瓦斯泵站。下面說瓦斯的利用:高濃度瓦斯可以加以 利用(一般濃度30%以上的稱為高濃度瓦斯),一般利用途徑就是瓦斯發電,瓦斯抽采利用這方面據我所知全國做的最好的就是晉煤集團。低濃度瓦斯由於利用比較困難或者成本太高,一般都直接排放到大氣裡了(瓦斯是溫室氣體啊!!!)。

2、採集率高嗎?總體來說採集率不高。瓦斯礦井抽采率都是0,部分高瓦斯礦井抽采率也是0,剩下的進行瓦斯抽采的高瓦斯礦井和突出礦井,《AQ 1026-2006 煤礦瓦斯抽采基本指標》所要求的抽采率如下:

在我所知的礦井裡,還沒有抽采率達到60%以上的。

3、如何解決洩露爆炸等危險問題?

首先說洩露。就井下來說,因為是負壓抽采,就算你瓦斯管破了,也只會是空氣被抽進瓦斯管,而不會是瓦斯洩露到外面;就泵站來說,瓦斯泵出氣端倒是有可能洩露,不過泵站都在開闊的空地上,瓦斯很快就會擴散。所以真正的危險是爆炸並不是洩露。

然後是爆炸,這個從瓦斯爆炸的3要素來說,主要就是從控制瓦斯濃度和杜絕引爆火源兩方面來控制。(1)瓦斯濃度在5%~16%時會發生爆炸,所以盡量避免抽采的瓦斯處於這個濃度範圍內。(2)杜絕引爆火源,煤礦井下和地面瓦斯泵站都是嚴禁明火、電器失爆以及穿著化纖衣物的,只要沒有火源、靜電就不會發生瓦斯爆炸。樓上 @挖煤工 貼的圖裡面的瓦斯管就屬於高分子管路,容易發生靜電,現在已經禁止安裝這種瓦斯管路了,提倡使用鋼管。(3)煤礦井下瓦斯管路上還安裝有主動的抑爆、阻爆裝置,一旦監測到環境中有一點火星,它會馬上噴出滅火劑進行滅火。

ps:知乎這個地方太高大上,煤礦類問題似乎太少了。第一次這麼認真答題,求贊!

【知乎用戶的回答(21票)】:

目前瓦斯突出礦井從業者,回答這個應該是沒問題的。

其實通俗的說,瓦斯和水一樣,都屬於流體。影響水流動方向的是水壓,也就是水向低處流。而對於瓦斯來說,影響其流動的就是壓力。理論來說,煤體內瓦斯含量高的時候,由於其瓦斯壓力較大,大於外界大氣壓力,是可以自然釋放出來的。但由於壓差不明顯,釋放速度較慢,然後就有了瓦斯抽放泵的出現,抽放泵形成真空負壓,連接管路通過抽放鑽孔至煤體內,煤體內瓦斯沿管路向負壓低的地方流動,支管彙集到主管上,從而得以集中利用。

抽放系統示意圖

抽放泵機房

抽放管路

井下抽放孔井下抽放孔

【魏振興的回答(5票)】:

利用方面補充一點:

瓦斯主要成分是甲烷,較高濃度的可以制液化氣,濃度越低利用難度越大,但還是可以利用、進而做到零排放。

低濃度瓦斯(5%左右),可以通入瓦斯發電機(燃氣內燃機的一種)發電。

極低濃度(1%以下),通過蓄熱燃燒技術,進行發電。

技術上完全可行,國內也有幾個項目在運行了,號稱全球最大的也有。

其它條件不拖後腿的話,經濟上也可以盈利。

--

利益相關:曾參與該項技術的開發。

【閆文發的回答(3票)】:

1,煤礦只有部分瓦斯被利用。沒利用的基本上直接排放到空氣中了。

2,利用方法,根據採礦方法,瓦斯存在的位置有所不同。比如(1)井工開採,煤體內的有瓦斯抽采,煤體中釋放到煤礦地下空間中的瓦斯有乏風再利用等。(2)露天開採基本上就排放到空氣中了。(3)煤炭地下氣化方法,瓦斯是直接參加氣化反應。

3,類油田的地面煤層氣開採階段,應該屬於非常規,不叫煤礦也可以吧。

4,生產煤礦的瓦斯利用,可以採用地面和或井下方式抽采。基本方法是借鑒油田的。

【張哲的回答(2票)】:

謝邀,我這裡是低瓦斯礦井,只要監測有沒有瓦斯洩露、超標以及注意通風就好,那點瓦斯基本沒有利用價值

【哭笑的回答(3票)】:

@挖煤工提到了從鑽場到利用的過程,我來說下從煤層到瓦斯的過程。

其實現在瓦斯抽采(放)的作用主要是出於安全開採的角度出發的,至於利用僅僅是小部分。

瓦斯抽采主要通過煤層鑽孔方式,將瓦斯從煤層中抽出。

鑽孔方式有頂板高位鑽孔、本煤層鑽孔以及穿層鑽孔三種方式。具體方法如下:

1、頂板高位鑽孔

主要抽采裂隙帶、部分采空區、以及受采空區影響的上覆臨近層的瓦斯具體鑽孔佈置如下圖

2、本煤層鑽孔2、本煤層鑽孔

用於工作面開採前鑽孔,沒有無效進尺,鑽孔速度快,抽采效果好。但是煤層成孔效果不太好,在鬆軟煤層容易塌孔,需要特殊跟管鑽進工藝。

3、穿層鑽孔3、穿層鑽孔

用於強突鬆軟煤層,一方面,這類煤層成孔效率低;另一方面,直接在本煤層鑽孔由於瓦斯含量高,壓力大,如果在本煤層鑽孔,容易誘發瓦斯與煤的突出。

成孔後,向孔中下入篩管,以便瓦斯能進入管路中,最後封孔將管路連接到一起進行收集釋放或用於發電等。成孔後,向孔中下入篩管,以便瓦斯能進入管路中,最後封孔將管路連接到一起進行收集釋放或用於發電等。

篩管,瓦斯通過上面的洞洞進入管道篩管,瓦斯通過上面的洞洞進入管道

最後來一張我大西安院的鑽機……最後來一張我大西安院的鑽機……

最最後來一張擼主的專業……請忽略擼主的青蔥手指……最最後來一張擼主的專業……請忽略擼主的青蔥手指……

【盛晨的回答(0票)】:

實際上低濃度煤層氣利用較少,主要是成本太高,經濟效益不好,國內外通過改進工藝和捕集材料的方法提高效益,目前這是非常值得研究的!

【常誠的回答(0票)】:

就和抽水一樣把瓦斯通過抽放泵抽上來的

上瓦斯抽放系統的前提是:你煤礦的瓦斯高

解決洩露爆炸;杜絕洩露,杜絕火源、杜絕氧氣

【蘇城的回答(0票)】:

首先是打鑽,打鑽之後插入管子抽采。由於煤孔隙率不高,加之瓦斯含量不高,很多地方抽采困難抽采率不高。瓦斯抽采第一目的並非為了利用瓦斯,主要還是為了瓦斯治理與防突。

其他問題各位回答的已經很好。

【常再敏的回答(0票)】:

瓦斯還是很危險的啊,經常聽到煤窯瓦斯爆炸的

【某男的回答(0票)】:

絕大部分都被風機排出浪費了。

標籤:-煤礦 -地質學 -礦業


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