提高煤矿瓦斯抽采效果的途径与瓦斯发电.ppt

提高煤矿瓦斯抽采效果的途径与瓦斯发电,河南理工大学瓦斯防治技术与装备研究所瓦斯预测与抢险救灾教育部工程中心,王兆丰河南省特聘教授、河南理工大学博导，研究员，煤矿灾害预防与抢险救灾教育部工程研究中心常务副主任，瓦斯防治技术与装备研究所所长国家安全生产专家，中国煤炭学会瓦斯地质专业委员会副主任委员，河南省职业安全健康协会副理事长。联系电话13939103988电子邮箱wzf3988,（一）瓦斯抽采存在问题及解决对策,抽放时间短,抽放负压低,封孔质量差,采掘失调,瓦斯抽放率低,封孔长度短,泵能力不足,管网阻力大,抽放浓度低,钻孔数量少,抽放方法落后,施工难度大,钻机能力不足,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,影响瓦斯抽放效果的因素众多,,,对策之一煤层增透，强化预抽,煤层压裂松动爆破水力冲孔、水力扩孔、水力割缝驱替（CO2）,地面垂直钻井结构示意图,地面压裂井筛管完井方式示意图,地面钻井及压裂井,定向爆破增透数值模拟,定向爆破增透原理,定向爆破器材,松动爆破增透,水力冲孔孔群增透,,,对策之二改革打钻工艺，增加吨煤孔长,5.松软煤层钻穴排渣钻进技术,“保压钻进”,VLD千米定向钻机,钻孔实际轨迹图,钻孔实际剖面图,,,,,对策之二改革打钻工艺，增加吨煤孔长,干式钻孔风力排渣系统示意图1钻具2空口密封器3孔外除尘器,,,对策之三探索快速消突措施，实现采掘平衡,水力挤出深孔松动爆破磨料水力割缝淹没射流空气致裂,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,水力挤出前,水力挤出后,,1.水力挤出快速消突技术,⑴施工工程量小只施工3－5个直径42mm、深8－10m的钻孔⑵时间周期短整个过程只需要不到2小时的时间⑶消突成本降低⑷消突效果显著效检超标率低实现正规作业循环掘进速度提高幅度大5焦作、鹤壁、淮南、平顶山、韩城等局推广,第一路高压水迫使磨料定量往下运动；第二路高压水将磨料罐中流下来的磨料携带走；第三路高压水将磨料浆送入喷枪，形成具有一定能量的射流。,2.高压磨料射流割缝防突技术,传统的瓦斯突出危险性预测取样及测定示意图,3.突出危险性预测定点取样技术,定点取样器,,,对策之四优化抽放系统，提高抽放能力,●更换大直径管道,●管路设置放水器,●抽放泵能力匹配,●推广聚氨酯等新型封孔材料与技术,抽放钻孔“囊袋”封孔技术,,,对策之五抽采并重，以抽保采，以用促抽,,,对策之六加强管理，健全制度,●健全制度,●队伍培训,●人员管理,●设备管理,（二）瓦斯发电技术现状,瓦斯的用途,城镇煤气锅炉和窑炉的燃料机动车的燃料（LNG）化工原料生产化工产品瓦斯发电,1997年，我国抚顺矿务局试验瓦斯发电；2003年，随着我国的瓦斯发电技术装备取得重大突破，山西、河南、贵州、辽宁、安徽、四川、贵州、重庆、宁夏等省市掀起了瓦斯发电热潮。目前，瓦斯发电装机容量12104kW，建设中的装机容量达34104kW。,瓦斯发电应用实例,河南登封市金岭煤矿安装两台500GF-WK机组，电站瓦斯浓度为18～30，机组功率达到500kW。,瓦斯发电应用实例,山西阳泉中能公司程庄电站16500kW瓦斯发电站,瓦斯发动机能量大致分布（以北京济柴新能源发电技术有限公司发电机为例）,瓦斯发电效益分析,煤矿瓦斯发电一举多得“以利用促抽采，以抽采促安全”，提高防范瓦斯事故水平，具有安全效应；实现“双回路”供电；减排温室气体，具有良好的环保效应；充分利用资源，变瓦斯为电能，缓解电力短缺，提高煤矿企业效益。,1m3纯瓦斯发电约3.6kWh。单位投资比（站内投资）3500～4000元/kW左右。（500kW机组）3200～3800元/kW左右。（700kW机组）运行成本约0.07～0.10元/kWh,瓦斯发电效益分析,年抽采瓦斯量180万m3（3.5m3/min）的煤矿，可满足1000kW的装机容量（2台500GF-WK或1台1000GF-WK机组），电站投资350～400万元，年发电量约650104kWh。（1）发电直接收入195万元（按电价0.3元/kWh计算）；（2）余热利用收入36万元（按0.5MPa蒸气价格50元/t计算）；（3）年总收入195＋36＝231万元※如果申请CDM项目，效益更加可观。,瓦斯发电效益分析,（1）有安全可靠的地面瓦斯抽采系统；（2）连续稳定的瓦斯抽采量；（3）一定的矿井开采、瓦斯抽采服务年限；（4）瓦斯抽采浓度10以上。,煤矿实施瓦斯发电的基本条件,谢谢各位领导和专家欢迎到河南理工大学光临指导,谢谢各位领导和专家欢迎到河南理工大学光临指导,