大力开发利用煤气层促进瓦斯产业发展

矿井瓦斯是矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气休,是在煤的生成和煤的变质过程中伴生的气体.瓦斯,又称为煤层气,其实是吸附在煤层中的一种非常规天然气,其主要成分和天然气一样,实际上是一种热值高、无污染的优质的新型清洁能源,可用于发电燃料、工业燃料、化工燃料和居民生活燃料.瓦斯事故是我国煤矿安全事故居高不下的主要矛盾,有效控制瓦斯事故是解决中国煤矿安全问题的关键.     

大力开发利用煤气层 促进瓦斯产业发展

矿井瓦斯是矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体,是在煤的生成和煤的变质过程中伴生的气体。瓦斯,又称为煤层气,其实是吸附在煤层中的一种非常规天然气,其主要成分和天然气一样。实际上是一种热值高、无污染的优质的新型清洁能源,可用于发电燃料、工业燃料、化工燃料和居民生活燃料。瓦斯事故是我国煤矿安全事故居高不下的主要矛盾,有效控制瓦斯事故是解决中国煤矿安全问题的关键。有效控制瓦斯的当前做法是将采煤过程中排出的煤层气多数是作为废气大量排人大气中,既造成了严重的安全隐患,又浪费了能源,同时也不利于环保。如果将煤层气进行合理地开发利用,将是一举三得的大好事。因此,国家应该大力地推进煤层气的开发与利用,鼓励发展与瓦斯产业。这既有利于安全生产又能缓解能源供应紧张局面,且有利于改善环境。     

中国煤矿安全技术进展

本文综述了我国在防治矿井瓦斯,矿井火灾和煤矿粉尘三个方面的技术概况。反映了为适应煤炭生产技术的发展,我国在这三方面的技术进展及所取得的效果。矿井瓦斯防治技术方面,主要介绍了矿井瓦斯涌出量的确定,瓦斯抽放工艺及装备,煤与瓦斯突出预测预报和综合防止煤与瓦斯突出技术的情况及成果。矿井火灾防治技术方面,着重介绍了矿井火灾预测预报技术,尤其是煤炭自燃发火早期预测预报技术以及煤矿自然发火防治技术中在灌浆代用材料,惰气防灭火等方面的发展及现状。煤矿粉尘防治技术方面,扼要介绍控制粉尘危险的基本途径,以防尘为中心包括降尘、除尘和防止煤尘爆炸及爆炸传播技术的一整套治理煤矿粉尘的工艺及装备,简要介绍了瓦斯煤尘爆炸的实验能力。通过本文的介绍,可以对我国在防治煤矿安全生产中主要自然灾害的技术对策和取得的成果有一个较全面的了解。     

基于设备网(DeviceNet)总线技术的矿井瓦斯传感器的设计

介绍瓦斯传感器的国内外研究现状,给出以设备网(DeviceNet)总线构成的瓦斯传感器检测网络结构。简要分析了DeviceNet总线协议特点以及其关键技术,提出具有DeviceNet总线规范的矿井瓦斯传感器的设计及实现方案。硬件电路主要由信号调理电路、数字信号处理器,以及能实现DeviceNet网络通信的接口电路构成,用对象建模的方法构建了矿井瓦斯传感器的对象模型,并用模块化编程技术实现了矿井瓦斯传感器作为一个网络从设备的应用层的软件设计。该传感器作为从设备和带有PCI-CAN网卡的计算机组成主/从连接网络,能对多个矿井瓦斯传感器的数据实现远距离的控制。     

我国首台低浓度瓦斯发电机组问世

日前，我国首台500千瓦低浓度瓦斯发电机组已通过专家鉴定。这项由山东胜动集团研制成功的发电机组利用低浓度瓦斯发电，填补了国内低浓度瓦斯发电的空白。     

矿井瓦斯涌出量预测的灰色建模法

简要介绍了瓦斯涌出量的常用预测方法 ,指出了各种预测方法的弊端 ,从矿山实际出发 ,把非等间距数列变为等间距数列 ,根据灰色理论提出的预测方法 ,利用不同采深瓦斯涌出量的原始数据建立矿井瓦斯涌出量的动态GM(1,1)模型 ,进行瓦斯涌出量预测 ,选择了合理的误差检验模型 ,并通过实例说明了GM(1,1)模型在预测瓦斯涌出量中的应用 ,结果表明预测程度较高。对矿井延深做好瓦斯涌出量预测并进行矿井安全生产具有很好的指导意义。     

让“无形杀手”不再冷——湖南省煤矿瓦斯综合利用前景探析

也许很多人想不到,令广大煤矿工人谈之色变的瓦斯,如今正通过被合理地抽采利用,变成造福人类的“福祉”——用于充当民用燃料和工业用原料、发电、生产炭黑等。在湖南省涟邵矿业集团洪山殿实业公司蛇形山煤矿、邵阳市肖家冲煤矿,瓦斯就已经被广泛地“变害为宝”了。特别是蛇形山煤矿的瓦斯开发利用项目,不仅创造了安全生产1000天     

DQ—500型惰气灭火装置

本文提出扑灭瓦斯矿井火灾的惰气灭火装置,并介绍了该装置的工作原理,构造及其应用。研究了风油比与燃气成分的关系;阐述了风油比自控系统对保证燃气成分符合灭火要求的重要意义和作用。本文还对国内外同类灭火装置性能进行比较。通过试验表明,该装置既能扑灭矿井火灾又能抑制瓦斯爆炸,是处理瓦斯矿井火灾理想的灭火新装备。     

煤矿重大瓦斯事故隐患治理工程探讨

结合我国煤矿安全生产实际,在分析典型事故案例的基础上,分别从煤炭企业自身的安全管理、地方政府和煤矿安全监察部门的监管等方面研究了当前煤矿安全生产突出的问题。指出瓦斯异常涌出是目前最难根治的事故隐患;基建或技改矿井和转制矿井最容易发生瓦斯事故;即将关闭的矿井和衰老的矿井普遍存在瓦斯事故隐患;长期所谓的“明星矿井”工作不踏实,瓦斯事故隐患严重;屡次发生重大事故但不吸取教训的矿井,往往长期存在瓦斯事故隐患。笔者认为,我国煤矿重大事故隐患治理工程重点工作主要是深入开展瓦斯异常涌出规律和相关治理措施的研究;取缔非法开采和违法生产活动;认真抓好煤矿隐患排查整改工作;强化生产技术管理,防止超能力、超强度、超定员生产。     

基于GIS的矿井瓦斯赋存规律多影响因素智能分析技术

为了提高矿井瓦斯赋存规律分析的准确性和智能化程度,提出了多因素共同作用下瓦斯原始数据筛选和瓦斯赋存规律分析的一种智能化技术。介绍了如何利用地理信息（GIS）技术建立瓦斯地质空间数据模型,结合计算机编程实现了对大量复杂的原始数据的智能分析、处理和筛选。并实现了瓦斯赋存规律多种主控因素情况下多元回归的自动智能化分析,进而使得瓦斯赋存规律模型可以在取得新的原始数据后进行动态、智能的更新。为煤矿工作人员快速、准确的掌握地矿井瓦斯赋存规律提供了先进的手段和工具。     

基于数据挖掘法的矿井瓦斯联动监测

为解决传统矿井监测技术存在的监测效果差、数据利用率低、预警能力不足等问题,提出采用多点及多因素融合的联动监测方法。采用计算机数据挖掘、多级数据融合处理技术建立基于实际预警、规则评判、历史数据检测等方法的矿井故障分析及瓦斯浓度预警数据处理模型。该技术在临汾市尧都区5个煤矿的安全生产监控中试验应用,结果表明联动分析法有助于分析矿井故障原因、提高瓦斯浓度预警能力,且数据挖掘及多级数据融合技术的应用有助于规范样本,提高分析预警规则的稳定性、适应性。     

低透气性薄煤层煤与瓦斯共采技术研究

煤与瓦斯共采技术是煤矿绿色开采技术的重要组成部分之一.针对矿井煤层薄、煤层透气性低、煤层瓦斯含量低等特点,应用岩层移动理论和采空区瓦斯流动规律,研究了采场内卸压瓦斯的运移路径和富集区域,建立了矿井煤与瓦斯共采系统,采用了高位顶板穿层钻孔瓦斯抽采方法和老采空区瓦斯抽采方法等综合瓦斯抽采方法,降低了矿井瓦斯涌出量,消除了工作面瓦斯积聚现象,提高了矿井瓦斯抽采率和抽采浓度.在保障煤炭资源安全开采的前提下实现了瓦斯资源的安全、高效抽采.     

矿井反风时期网域系统瓦斯运移仿真

为了解矿井反风时期矿井系统网域中瓦斯运移及其体积分数分布的变动,以九里山矿井为实例,运用TF1M3D进行仿真分析。根据反风时采空区瓦斯分布换向变化和涌出处在最低值期的特征,指出反风后系统瓦斯涌出源主要来自采煤工作面。模拟得到反风时期工作面瓦斯体积分数的变化规律是,在实施全矿反风后,工作面回风道的瓦斯重新回流至工作面,与工作面内涌出的瓦斯重复叠加形成体积分数高峰瓦斯风流,致使反风后原来进风巷中回风流瓦斯体积分数增高;反风刚开始时瓦斯体积分数陡增,待峰值过后,瓦斯体积分数逐渐呈阶梯式降低。模拟结果反映出反风时采煤工作面中回流瓦斯与涌出瓦斯形成二次叠加的存在性,而所产生的瓦斯体积分数高峰值与矿井回风网络系统的结构有关。高峰瓦斯风流影响矿井反风过程的安全性,因此不但应连续检测工作面的瓦斯体积分数变化,更应提前做好应对措施和技术预案。     

深孔预裂爆破在低透性高突煤层中的应用与分析

为提高低透气性高突出煤层瓦斯抽放率,达到预防瓦斯突出的效果,将深孔预裂爆破技术运用于某煤矿低透性高突煤层,考察了这种爆破对煤层透气性系数、百米钻孔瓦斯流量、瓦斯抽放量、抽放浓度、瓦斯抽放率以及突出预测敏感指标的影响。试验结果表明:采用深孔预裂爆破技术后,煤层透气性增强,瓦斯抽放率提高,各项预测指标在回采期间没有出现超标情况,同时也没有发生过瓦斯动力现象和煤与瓦斯突出。     

矿用湿式引射除尘器的应用研究

针对目前煤矿井下钻孔工作面粉尘浓度高和降尘效率低的现状,提出了湿式引射除尘技术,分析其基本原理和性能特点。分别进行了钻孔风力排渣气体流量测量试验和湿式引射降尘试验。前者得出了压气压力和钻孔深度的变化关系式以及钻孔过程中所需处理的含尘气体量。降尘试验表明,湿式引射除尘技术对全尘和呼吸性粉尘都有很好的降尘效果。     

Co-utilization of two coal mine residues: Non-catalytic deoxygenation of coal mine methane over coal gangue

The deoxygenation of coal mine methane (CMM) is a necessary process for concentrating methane by pressure-swing adsorption technology. Removal of oxygen in CMM by the reaction between oxygen and carbon in coal gangue is a novel solution for simultaneously utilizing two kinds of byproducts of coal mine, CMM and coal gangue. Process conditions for the deoxygenation of CMM were investigated systematically by using a fixed-bed reactor. The results show that higher temperature and lower gas flow rate not only decreased the residual oxygen concentration in the outlet gas but also increased the methane loss, and that the particle size of gangue did not influence deoxygenation within the experimental conditions used. Under optimal conditions (650 °C and 250 mL/min), there was no residual oxygen in the outlet gas and the methane concentration decreased by less than 0.5 mol%. XRD results show that coal gangue was activated during deoxygenation, and that activated gangue was suitable for utilization as a main component in cementitious materials.     

循环减灾理论及其煤矿循环减灾模式

煤矿循环减灾是在矿业开发中,针对我国煤矿自然条件复杂、灾害多的实际,尽可能少采或不采目前条件不允许的煤炭资源,如必须开采则应减少危险源,综合利用、综合开发,把对煤炭开采有害的资源利用起来,化害为益,变废为宝,把目前认为无用的东西利用起来治理灾害,以废治害,从而实现资源开采最少化,环境影响最小化,资源利用充分化,煤矿生产灾害发生最少化。煤矿循环减灾的典型模式有化害为益模式和以废治害模式两种类型。化害为益模式中包括把煤矿瓦斯作为资源的先抽后采、边抽边采模式和充分利用地热,变热害为热能模式。以废治害模式中包括煤矸石井下直接用于采空区充填模式和粉煤灰回收利用模式。循环减灾是一种从根本上防止和减轻灾害的措施,在全国煤矿企业实施循环减灾对于遏止目前煤矿事故多发势头,实现煤矿企业可持续发展具有重要意义。     

地面水力压裂对井下煤层瓦斯抽采影响分析

为了研究高河煤矿地面压裂钻井作业对井下煤层瓦斯抽采效果的影响，以3#煤层E2307工作面为主要考察对象，对水力压裂前后煤层渗透率、抽采瓦斯浓度和纯量进行统计分析。研究结果表明:地面压裂钻井水力压裂后煤层反演渗透率提高了13倍以上；压裂后瓦斯浓度最大增幅为122%，最小增幅为34%，平均增幅为71%，同样，瓦斯纯量也有大幅度的提高。研究认为高河煤矿地面水力压裂作业对其高瓦斯含量、低渗透性煤层具有良好的应用前景，对同类煤矿及煤层提高瓦斯抽采效率，预防井下瓦斯动力灾害具有积极的借鉴意义。     

阴燃中出现有焰火的理论初探

阴燃是一种自维持,不断传播的,异相反应的放热燃烧过程。典型的阴燃例子有蚝烟,地下煤矿的燃烧等。从热安全角度来看阴燃过程,不完全的氧化反应和可燃物热解都会产生很多的有毒气体,对人造成危害;另外在一定的条件下,阴燃还会突然转化为有焰火,进行更猛烈的燃烧,造成更大的破坏。     

瓦斯异常区域高位裂隙抽放技术探析

城郊煤矿为瓦斯矿井,但2703工作面属于瓦斯异常区域。在工作面回采期间,瓦斯涌出量不断增加,工作面瓦斯易超限,严重制约了工作面的正常回采工作。为了达到降低工作面瓦斯浓度,解决工作面瓦斯超限,实现工作面的安全、高效回采工作,采取了高位裂隙瓦斯抽放钻孔对煤岩层卸压带瓦斯进行抽放,取得了良好的效果。