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变害为宝,瓦斯成新能源利用亮点

——陕西省长武县开展节约集约技术创新纪实

2017-10-31 17:38:27 来源:中国矿业报社 作者:赵群昌

陕西省长武县地处关中西部陕甘交界,东接关中,西连陇东,是古丝绸之路的重要驿站,关中通往大西北的重要通道,素有“三秦屏障”、“秦陇门户”之称。长武县矿产资源富集,地处彬长煤田腹地,境内已探明煤炭储量57亿吨,占彬长矿区煤炭储量的63%;石油储量2.6亿吨,煤层气总量约212.38亿立方米。

近年来,长武人民坚持走节约集约道路,在求变中找出路,加快推进“煤向电,煤向能化工业,煤电向载能工业品”转化,特别是在瓦斯抽采利用上创新技术,实现了煤炭再生资源的综合、高效管理和利用。

资源概况

长武县已建成投产的煤矿均属高瓦斯矿井。同时,进行瓦斯抽采可以减少温室气体排放,改善大气环境,瓦斯又是一种优质资源,基本不含硫,燃烧后产生污染少,其废气是一种气态肥料,可增加植物的光合作用。

我国埋藏2000米以内浅瓦斯资源量(煤层气)约30×109立方米,相当于约40×109吨标准煤,按我国现有能耗标准,相当于我国约使用27年的能煤。因此,开发利用煤层气,可以改善我国的能源结构,增加洁净气体能源,带动相关产业的发展。

主要做法与成效

长武县督促矿山企业在做大做强的基础上,加强与高等院校、科研院所的合作,强化企业自主创新能力,全面提高瓦斯综合利用效益。亭南矿井瓦斯抽采利用系统,规划设计科学、合理,运行实施顺利,取得了良好的效果。

亭南煤矿采取高抽巷抽放、隅角埋管抽放、煤层预抽等多种方式,提高矿井瓦斯抽放量。一是多打孔、严封闭,提高抽放效果。采取加密钻孔间距办法,增加钻孔数量。二是积极探索,多途径提高矿井瓦斯抽放量。三是积极开展科技创新工作。四是坚持先抽后采、不抽不采,抽采不达标不进行采掘生产。

据悉,亭南煤矿矿井瓦斯抽放量56立方米/分左右,矿井瓦斯抽采率56%左右,工作面瓦斯抽采率65%以上。利用矿井抽排低浓度瓦斯作为燃料进行发电,大大减少了环境污染,降低了大气温室效应。2010年9月以来,瓦斯发电10951万度,利用瓦斯3690万立方米,减排二氧化碳56.4万吨,先后被评为国家矿产资源节约与综合利用示范工程、绿色和谐矿山示范区。

典型经验

(一)突出重点,加大瓦斯抽采力度

一是瓦斯含量达到或超过8.0立方米/吨的煤层(区域)应预抽煤层瓦斯。二是具备开采煤层群条件的必须先开采瓦斯含量低、突出危险性小的煤层,并抽采受采动影响的高瓦斯、突出煤层中的卸压瓦斯。三是掘进面要采用先抽后掘、边抽边掘技术。四是采煤工作面根据瓦斯涌出量选择瓦斯抽采方法。

(二)强化技术,推进瓦斯抽采技术创新

在高产、高效开采方面,应用厚煤层、薄煤层高效长壁综采成套技术与装备,高效短壁综采成套技术与装备,快速掘进、支护技术与装备,矿井提升、装车配煤、辅助运输技术与装备等。

在瓦斯预测方面,主要采用煤层瓦斯含量及瓦斯压力测定技术、矿井瓦斯涌出量预测技术及方法、矿井瓦斯富集(异常)带预测技术及方法、保护层开采及强化瓦斯抽采条件下回采工作面瓦斯涌出预测方法等,提高预测准确性和效率。

在瓦斯抽采方面,主要应用地面、采动区、采空区抽采技术,采煤工作面平行钻孔、交叉钻孔、穿层和顺层网格式钻孔、顶板钻孔、高抽巷、底板岩巷穿层钻孔、回风巷穿层孔、上隅角埋管、尾抽、高冒带钻孔等瓦斯综合抽采技术,掘进工作面边抽边掘技术,开采保护层区域治理瓦斯技术,深孔控制预裂爆破技术,水力钻(扩)孔抽采技术,石门揭煤控制截流抽采钻孔技术,全液压钻机和大功率移动泵等。

在矿井通风方面,应用通风系统优化技术,综采放顶煤沿空留巷技术,长距离大断面巷道掘进通风技术与成套装备,高效对旋局部通风机,掘进巷道及盲巷的瓦斯排放技术,灾变通风与反风技术,矿井复杂条件下的巷道、火区瓦斯层流动态分析技术等。

在煤与瓦斯突出防治方面,应用煤与瓦斯突出危险性区域预测技术、地质构造探测技术、工作面突出危险性预测技术、区域性和局部防突技术等。

在瓦斯煤尘爆炸预防方面,应用矿井瓦斯爆炸危险性评价技术、爆炸危险性监控和分析技术,防止局部瓦斯积聚技术与装备,主动、被动式隔抑爆技术,粉尘防治技术等。

在瓦斯监测监控与预警方面,应用煤矿瓦斯灾害监控技术与装备、矿井火灾早期预测预报技术与装备,基于瑞利波、雷达波、AE声发射、电磁辐射等瓦斯地质原理和方法的煤与瓦斯突出或煤岩动力灾害预测技术等。

在瓦斯利用方面,应用民用瓦斯燃气技术与器具,中低压供气热水和蒸汽瓦斯锅炉应用技术与装备,燃气发电机组发电技术与装备等。

推广前景

亭南煤矿瓦斯抽采利用项目为长武及周边矿区建设树立了典范。随着亭南煤矿瓦斯抽采利用项目建设并投入运营,取得了良好的经济效益、社会效益和生态效益,长武区域内正在建设的高家堡煤矿、胡家河煤矿都对标看齐,同步建设瓦斯抽采利用系统,着力打造绿色矿区。□

点评:

近年来,长武县坚持走节约集约道路,在瓦斯抽采利用上,实现了瓦斯高效综合利用,并带动了相关产业的发展。亭南煤矿瓦斯抽采利用项目的主要做法为全国高瓦斯煤矿的综合利用树立了典范,同时也促进了当地的经济发展。

编辑:宫莉

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