矿井瓦斯论文开题报告

【摘 要】华晋瓦斯发电厂的一、二期工程为公司带来巨大经济效益与社会效益，正在实施的CDM项目为企业环保发展再添活力，煤矿大力发展瓦斯综合利用大有发展前景。【关键词】煤层气；瓦斯发电；CDM；瓦斯抽放；节能减排 1 煤层气抽采利用的重要意义 （1）煤层气俗称煤矿瓦斯，是宝贵的能源资源。我国高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井多，而且煤矿瓦斯一直是煤矿安全生产的重大隐患。充分利用瓦斯气，可以变废为宝，提高煤矿开采安全性。 （2）增加清洁能源供应。我国煤层气资源丰富，居世界第3位。根据新一轮资源评价，我国埋深2000 m以浅煤层气地质资源量约36万亿m3，可采资源量约10万亿m3。随着抽采利用技术不断成熟和扶持政策逐步到位，煤层气开发利用将成为前景广阔的新兴能源产业。煤层气作为汽车燃料，每立方米煤层气发热量相当于1 L高标号汽油。煤层气作为居民燃气、锅炉和工业燃料，每立方米煤层气发热量相当于 kg标准煤。 （3）有利于保护生态环境。据测算，每年,我国煤炭开采、加工、运输过程中释放瓦斯约150亿m3。利用1000 m3瓦斯，相当于减排约15 t二氧化碳。按年排空150亿m3瓦斯全部利用估算，每年可减少排放二氧化硫76万t、烟尘186万t。 （4）提高煤矿生产力。在高瓦斯矿区，能否把煤矿瓦斯治理好，对高产高效矿井建设至关重要。通过提前预抽、边采边抽和采空区抽采，可以从根本上解放煤矿生产力。如淮南矿区，10年前年煤炭产量只能维持在1000万t左右，大力开展瓦斯抽采利用后，年产量提高到现在的3000万t。 2 华晋瓦斯发电厂项目介绍及开展情况 沙曲瓦斯电厂位于山西省柳林县境内。项目规划总规模为76 MW，其中一期规模14 MW已经建成，二期扩建新增装机容量62MW。二期扩建工程中的首批建设装机容量为31MW。 项目概况 （1）一期工程：建设总投资6600万元，占地面积12660 m2，装机容量14 MW(20×700 kW)，并网电压35 kV，发电机出口电压400 V，厂内升压站设6台3150 kVA，10/ kV升压变压器及1台2000 kVA，10/ kV升压变压器。配置4台 MW余热利用锅炉。该工程于2007年11月30日并网发电，所发电量全部供矿井使用。 （2）二期工程：装机容量62 MW，现首批建设装机容量为31 MW，投资总额亿元，采用14台2000 kW卡特彼勒进口燃气发电机组，1台3 MW汽轮发电机组，配置3台余热锅炉，产生余热向沙曲矿居民区和瓦斯抽放站供热。该项目于2010年5月10日正式开工，投产后年均发电量达亿kWh，年利用瓦斯气3920万m3（标准量），每年可产生CO2减排量64万t。发电主要供矿井生产使用，全部上网。 （3）火炬与气柜:沙曲矿井抽采改造，瓦斯气抽采量大大增加。针对矿井瓦斯流量和浓度波动大的问题，增加火炬项目建设工程。火炬项目于2010年7月26日开工建设，2010年9月1日1#、2#火炬对接成功并正式点火运行。同时，火炬项目是瓦斯发电厂CDM（清洁发展机制）项目的重要组成部分，已将瓦斯焚烧部分计入电厂二期CDM减排中。 华晋公司瓦斯生产与利用情况 华晋公司共有南、北翼两个瓦斯抽放站，瓦斯利用分为发电、瓦斯锅炉、民用等3部分。北翼抽放站的瓦斯气主要供瓦斯发电厂，所发电量全部供沙曲矿井使用；南翼抽放站的瓦斯气主要供选煤厂燃气锅炉使用。选煤厂锅炉房原有4台6 t的燃煤锅炉，于2007年底改造为燃气锅炉，主要用于厂区、矿井的风井以及办公楼的供暖，沙曲矿、选煤厂洗澡用水，食堂做饭用蒸汽、瓦斯气等。 现已建设南北翼联网工程，将南翼高浓度瓦斯气输送至北翼气柜，供发电使用。 （1）CDM（清洁发展机制）项目：沙曲瓦斯发电厂作为公司的新能源产业、环保项目，已得到国家发改委批准并成功申报CDM项目，并于2008年12月公司与来宝碳资产有限公司签订CDM减排量购买协议，具有显著的经济效益。 一期CDM项目于2010年10月4日注册成功，开始进入监测期；二期CDM项目于2011年2月21日获得联合国气候框架公约组织正式注册，于2011年9月开始进入监测期。根据做出的PDD文件预测，沙曲瓦斯发电厂一、二期项目正常运行后，每年可产生CERs（经核证减排量）170～200万t。 瓦斯电厂投产以来的各项经济指标完成情况 （1)自2007年底并网发电以来，截止2011年10月,累计总发电量万kWh；累计瓦斯总消耗量万m3。 （2）碳减排量：截止2011年10月，共产生碳减排量万t。 （3）余热利用：瓦斯发电厂一期余热锅炉已充分运行，二期余热锅炉正在完善中。一期产生的余热有效解决了电厂办公楼，生产厂区、沙曲矿新建6#职工公寓楼供暖。用传统的燃煤锅炉供热，每年至少燃烧800 t标准煤，每吨标准煤按700元计算，一年可节约×700=56（万元）。随着瓦斯发电厂二期机组的投运，余热利用的范围将进一步加大，全面解决沙曲矿区整个生产、生活区域供暖与热水供应。 3 瓦斯发电项目建设的全面推广 目前，国内煤矿企业瓦斯发电项目逐渐增多，在淮南、晋城、阳泉等地规模较大，瓦斯发电技术、管理已相对成熟，在各大煤矿已成功推广。 华晋瓦斯发电厂结合晋煤、阳煤等几家瓦斯发电厂管理制度，逐步的建立健全管理体制，强化队伍建设，打造出一批高素质、高水平的人才技术队伍，瓦斯发电厂已初具规模，各项工作安全、稳定、高效推进。在创造经济利益最大化的同时，推动了节能环保产业化发展。为建设绿色矿区、环保矿区填色增彩。 从瓦斯发电厂的项目建设、运行管理、技术方面出发，已经从传统的探索、研究、试运行等方面发生了很大的转变，已经全面推广开来，在各大煤矿企业中已充分应用。可以说，已经成为煤矿转型发展、科学发展、环保发展，煤层气综合利用中最直接、最有效的节能减排项目之一。 综上所述，随着社会日新月异的发展，保护环境，节能减排，建设绿色矿山，对煤炭企业人而言，这不仅仅是义务，更是一种责任，是社会赋予的使命，是企业安全、高效、稳定发展的必然。要节能环保，就得实现煤矿转型发展，采煤采气一体化，对煤层气的充分利用，是实现矿井安全发展、科学发展、环保节能发展的基础。煤层气综合利用是煤炭企业实现转型发展、跨越发展的一个新亮点。瓦斯发电厂项目技术已接近成熟，有必要在各大煤矿企业中全面推广；同时，我们将有能力、有信心，将瓦斯发电项目做得更好，打造成煤层气综合利用中的一个亮点。 作者简介： 白晋,男，2006年毕业于湖北工业大学测控技术与仪器专业，现于华晋焦煤煤层气瓦斯发电厂生产技术科工作。

浅议煤矿煤层的开采技术摘要：由于煤层的自然条件和采用的机械不同，完成回采工作各工序的方法也就不同，并且在进行的顺序、时间和空间上必须有规律地加以安排和配合。这种在采煤工作面内按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合，称为采煤工艺。在一定时间内，按照一定的顺序完成回采工作各项工序的过程，称为采煤工艺过程。关键词：开发技术 煤炭工艺 煤炭一、煤炭开采的主要形式（一）井下采煤井下采煤的顺序。对于倾角10°以上的煤层一般分水平开采，每一水平又分为若干采区，先在第一水平依次开采各采区煤层，采完后再转移至下一水平。开采近水平煤层时，先将煤层划分为几个盘区，立井于井田中心到达煤层后，先采靠近井筒的盘区，再采较远的盘区。如有两层或两层以上煤层，先采第一水平最上面煤层，再自上而下采另外煤层，采完后向第二水平转移。按落煤技术方法，地下采煤有机械落煤、爆破落煤和水力落煤三种，前二者称为旱采，后者称为水采，我国水采矿井仅占。旱采包括壁式采煤法和柱式采煤法，以前者为主。壁式采煤法工作面长，一般100～200 m，可以容纳功率大，生产能力高的采煤机械，因而产量大，效率高。柱式采煤法工作面短，一般6～30 m，由于工作面短，顶板易维护，从而减少了支护费用，主要缺点是回采率低。（二）露天采煤移走煤层上覆的岩石及覆盖物，使煤敞露地表而进行开采称为露天开采，其中移去土岩的过程称为剥离，采出煤炭的过程称为采煤。露天采煤通常将井田划分为若干水平分层，自上而下逐层开采，在空间上形成阶梯状。其主要生产环节：首先用穿孔爆破并用机械将岩煤预先松动破碎，然后用采掘设备将岩煤由整体中采出，并装入运输设备，运往指定地点，将运输设备中的剥离物按程序排放于堆放场；将煤炭卸在洗煤厂或其他卸矿点。主要优缺点优点为生产空间不受限制，可采用大型机械设备，矿山规模大，劳动效率高，生产成本低，建设速度快。另外，资源回采率可达90%以上，资源利用合理，而且劳动条件好，安全有保证，死亡率仅为地下采煤的1/30左右。主要缺点是占用土地多，会造成一定的环境污染，而且生产过程需受地形及气候条件的制约。在资源方面，对煤赋存条件要求较严，只宜在埋藏浅，煤层厚度大的矿区采用。二、采煤方法与工艺在发展现代采煤工艺的同时，继续发展多层次、多样化的采煤工艺，建立具有中国特色的采煤工艺理论。我国长壁采煤方法已趋成熟，放顶煤采煤的应用在不断扩展，应用水平和理论研究的深度和广度都在不断提高，急倾斜、不稳定、地质构造复杂等难采煤层采煤方法和工艺的研究有很大空间，主要方向是改善作业 条件，提高单产和机械化水平。（一）开采技术开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术。以 提高工作面单产和生产集中化为核心，以提高效率和经济效益为目标，研究开发各种条件下 的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺，简单、高效、可靠的生产系统和开采布置，生产过 程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术，发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化，进一步改进工艺和装备，提高应用水平和扩大应用范围，提高采煤机械化的程度和水平。（二）解决难题开发“浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效现代开采成套技术”，主要解决以下技术难题。硬顶板控制技术，研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术，主要通过岩层定向水力 压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术，使直接顶能随采随冒，提高顶煤回收率，且基本 顶能按一定步距垮落，既有利于顶煤破碎，又保证工作面的安全生产。硬厚顶煤控制技术，研究开发埋深浅、支承压力小条件硬厚顶煤的快速处理技术，包括高压 注水压裂技术和顶煤深孔预爆破处理技术，使顶煤体能随采随冒，提高其回收率。顶煤冒放性差、块度大的综放开采成套设备配套技术，研制既有利于顶煤破碎和顶板控制， 又有利于放顶煤的新型液压支架，合理确定后部输送机能力。 两硬条件下放顶煤开采快速推进技术，研究合适的综放开采回采工艺，优化工序，缩短放煤 时间，提高工作面的推进度，实现高产高效。5～宽煤巷锚杆支护技术，通过宽煤巷锚 杆支护技术的研究开发和应用，有利于综采配套设备的大功率和重型化，有助于连续采煤机 的应用，促进工作面的高产高效。（三）缓倾斜薄煤层长壁开采主要研究开发：体积小、功率大、高可靠性的薄煤层采煤机 、刨煤机；研制适合刨煤机综采的液压支架；研究开发薄煤层工作面的总体配套技术和高效开采技术。（四）缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁综采应进一步加强完善支架结构及强度，加 强 支架防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变形、防止严重损坏千斤顶措施等的研究，提高支架的可靠性，缩小其与中厚煤层(采高3m左右)高产高效指标的差距。（五）各种综采高产高效综采设备保障系统要实现高产高效，就要提高开机率，对“支架—围岩”系统、采运设备进行监控。今后研究的重点是：通过电液控制阀组操纵支架和改善“支架—围岩”系统控制，进一步完善液压信息、支架位态、顶板状态、支护质量信息的自动采集系统；乳化液泵站及液压系统运行状态的检测诊断；采煤机在线与离线相结合的“油 —磨屑”监测和温度、电信号的监测；带式输送机、刮板输送机全面状态监控。三、主要的开采技术（一）深矿井开采技术深矿井开采的关键技术是：煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等；需要攻关研究的是：深井围岩状态和应力场及分布状态的特征；深井作业场所工作环境的变化；深井巷道（特别是软岩巷道）快速掘进与支护技术与装备；深井冲击地压防治技术与监测监控技术；深矿井高产高效开采有关配套技术；深矿井开采热害治理技术与装备。（二）“三下”采煤技术提高数值模拟计算和相似材料模拟等，深入研究开采上覆岩层运动和地表下陷规律，研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理的开采系统和优化参数，发展沉降控制理念和关键技术，包括用地表废料向垮落法工作面采空区充填的系统；研究与应用各种充填技术和组合充填技术，村庄房屋加固改造重建技术，适于村庄保护的开采技术；研究近水体开采的开采设计，工艺参数优化和装备，提出煤炭开采与煤炭城市和谐统一的开采沉陷控制、开采村庄下压煤、土地复垦和矿井水资源化等关键技术。（三）优化巷道布置，减少矸石排放的开采技术改进、完善现有采煤方法和开采布置，以实现开采效益最大化为目标，研究开发煤矿地质条件开采巷道布置及工艺技术评价体系专家系统，实现开采方法、开采布置与煤层地质条件的最优匹配。实行全煤巷布置单一煤层开采，矸石基本不运出地面，生产系统要减化，同时实现中采与中掘同走发展，生产效率大幅提高的经验的同时，重点研究高产高效矿井，开拓部署与巷道布置系统的优化，减化巷道布置，优化采区及工作面参数，研究单一煤层集中开拓，集中准备、集中回采的关键技术，大幅度降低岩巷掘进率，多开煤巷，减少出矸率；研究矸石在井下直接处理、作为充填材料的技术，既是减少污染的一项有利措施，又减化了生产系统，有利于高产高效集中化开采，应加紧研究。采煤方法和工艺的进步和完善始终是采矿学科发展的主题。采煤工艺的发展将带动煤炭开采各环节的变革，现代采煤工艺的发展方向是高产、高效、高安全性和高可靠性，基本途径是使采煤技术与现代高新技术相结合，研究开发强力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采 煤设备和生产监控系统，改进和完善采煤工艺。