煤礦瓦斯治理與利用總體方案(二)
第一部分 基本情況
一、煤礦基本情況
(一)礦井數量
全國現有各類煤礦約2.8萬處,其中45戶安全重點監控企業有414處,其他國有重點煤礦322處;地方國有煤礦2176處;鄉鎮煤礦2.45萬處。
(二)原煤產量
2004年,全國原煤產量19.56億噸,同比增長17.33%。其中,45戶安全重點監控企業產量5.02億噸,占全國煤礦產量的25.66%;其他國有重點煤礦產量4.17億噸,占全國煤礦產量的21.3%;地方國有煤礦產量2.95億噸,占全國煤礦產量的15.08%;鄉鎮煤礦產量7.42億噸,占全國煤礦產量的37.94%(見圖1)。
(三)生產結構
我國煤炭生產以井工開采為主,其產量占煤炭總產量的95%。
現有煤礦中,設計年生產能力30萬噸以上的大中型礦井占礦井總數的2%,30萬噸以下的礦井占98%。
國有重點煤礦采煤機械化程度達到81.5%,掘進綜合機械化程度為21.5%,其他類型礦井機械化水平很低。
二、自然條件及災害02manbetx.com
(一)瓦斯賦存及湧出狀況
我國陸上埋深
2004年,國有重點煤礦中,有高瓦斯礦井152處、煤與瓦斯突出礦井154處,高瓦斯、突出礦井數量約占49.8%,煤炭產量約占42%,主要分布在安徽、四川、重慶、貴州、江西、湖南、河南、山西、遼寧、黑龍江等省區。45戶安全重點監控企業中,有高瓦斯、突出礦井250處,其礦井數量和產量分別占60.2%、60.6%,2004年瓦斯湧出量為66億立方米。
(二)自然條件
地質條件:在國有重點煤礦中,地質構造複雜或極其複雜的煤礦占36%(煤炭生產能力約占27%),地質構造簡單的煤礦占23%(煤炭生產能力約占26%)。水文地質條件複雜或極其複雜的煤礦占27%,屬於簡單的占34%。
頂板岩性:多數大中型煤礦頂板屬於Ⅱ(局部不平)、Ⅲ(裂隙比較發育)類;Ⅰ類(平整)頂板約占11%,主要分布在義馬、鄭州、潞安、陽泉、大同等礦區;Ⅳ類、Ⅴ類(破碎、鬆軟)約占5%,主要集中在淮南淮北、焦作等礦區。
開采深度:2004年,大中型煤礦平均開采深度
煤塵爆炸危險性:國有重點煤礦中有532處煤礦的煤塵具有爆炸危險性,占87.37%;具有煤塵強爆炸性的煤礦占60%以上。華東地區煤塵的爆炸性最強,其次是西北、華北、西南。
自燃發火危險性:國有重點煤礦中有288處煤礦的煤層具有自燃發火危險,占47.29%;45戶安全重點監控企業有269處煤礦的煤層具有自燃發火危險,占64.6%。
動力災害與熱害:國有重點煤礦中,有27處煤礦具有衝擊地壓危險性,占5.13%,衝擊地壓最嚴重的是撫順老虎台礦,年發生衝擊地壓4000次以上;約有70多處礦井工作麵氣溫超過
(三)災害02manbetx.com
井工礦生產過程中的主要自然災害,有煤與瓦斯突出、衝擊地壓、瓦斯煤塵爆炸、煤層自燃發火、礦井突水、冒頂、熱害、塵害、放射性物質等。
我國煤礦災害02manbetx.com
表現的主要特征是:
1、煤礦特別重大02manbetx.com
中瓦斯事故所占比重最高。
新中國成立以來,全國煤礦共發生一次死亡百人以上的事故19起,死亡3162人。其中,18起是瓦斯爆炸、瓦斯煤塵爆炸、煤塵爆炸、煤與瓦斯突出等,死亡3052人,事故起數和死亡人數分別占94.74%和96.52%。
2001年至2005年2月底,全國煤礦發生一次死亡30人以上的事故28起,死亡1689人。其中,瓦斯事故24起,死亡1558人,事故起數和死亡人數分別占85.71%和92.2%。
2、一次死亡百人以上事故絕大部分發生在國有煤礦特別是45戶安全重點監控企業。
新中國成立以來,全國煤礦發生的19起一次死亡百人以上事故,國有02manbetx.com
起數占94.74%,死亡人數占96.39%;國有重點02manbetx.com
起數占84.21%,死亡人數占91.90%。這19起事故中,45戶安全重點監控企業發生15起,占73.68%,死亡人數占81.37%。
3、鄉鎮02manbetx.com
死亡總人數和一次死亡30人以下的事故最多。
全國02manbetx.com
死亡總人數鄉鎮煤礦占70%~73%;一次死亡3~9人的重大事故,鄉鎮煤礦約占80%;一次死亡10~29人的特大事故,鄉鎮煤礦約占70%。
三、瓦斯治理與利用現狀
(一)瓦斯治理
從2001年開始,國家先後安排了59億元支持國有
煤礦安全技術改造和瓦斯治理。在國家補貼資金的帶動下,煤礦企業安全投入大幅增加。截止2004年,國有
煤礦安全資金投入總計113億元,主要用於“一通三防”係統、設施
和裝備的更新改造以及新技術的推廣應用。
1、通風係統。國有重點煤礦通風能力基本能滿足生產要求。2004年,615處國有重點煤礦在役風機2181台(一台運行,一台備用),總供風量4.78×106立方米/分鍾,風排瓦斯量為9845立方米/分鍾左右。
2、瓦斯抽采。初步建立了以鑽孔和巷道抽采為主的瓦斯抽采技術體係。2004年,國有重點煤礦有地麵抽采係統308套,井下移動抽采係統272套,瓦斯抽采量18.66億立方米(見圖2),抽采率26.5%。45戶安全重點監控企業的高瓦斯、突出礦井全部裝備了瓦斯抽采係統,瓦斯抽采量為16.95億立方米,年抽采量超過1億立方米的礦區有陽泉、淮南、水城、盤江、鬆藻、晉城、撫順。山西大寧煤礦多分支水平井日抽采瓦斯近2萬立方米,抽采率達70%以上。
3、防治煤與瓦斯突出。國有煤礦基本建立了預測預報、防煤與瓦斯突出措施、效果檢驗和安全防護的“四位一體”綜合防突出體係。近年來,試驗研究了區域預測和連續預測技術。
4、監測監控。截止2004年,國有重點煤礦裝備了監測監控係統552套(見圖3),配備瓦斯、開停、一氧化碳等傳感器35064台。45戶安全重點監控企業裝備了392套安全監測監控係統。其中,高瓦斯、突出礦井全部安裝了監測監控係統。
5、防滅火。45戶安全重點監控企業,有269對自燃發火礦井建立自燃發火預測預報係統19套,地麵灌漿係統178處,井下移動注漿設備84套,注氮係統84套。
6、綜合防塵。45戶安全重點監控企業現有防塵係統295套,各類管路469萬米。
7、熱害治理。45戶安全重點監控企業中的33對高溫礦井,隻有淮南潘一、潘三和平頂山五礦安裝了移動或固定式製冷機,最大裝機容量2000KW。資興周源山礦裝備了一台RCU80SC製冷機組,正在進行局部降溫試驗。山東新汶礦區使用了一套德國進口的製冷降溫設備。
(二)瓦斯利用
1、礦井瓦斯利用
我國煤礦瓦斯利用尚處於起步階段,主要集中在瓦斯抽采量高的國有重點礦區,尤其是45戶安全重點監控企業,目前以民用和工業燃氣為主,部分用於瓦斯發電。2004年,45戶安全重點監控企業已有居民和工業用戶45萬戶,瓦斯發電裝機功率44000千瓦;瓦斯實際利用量4.
(1)民用瓦斯燃氣。陽泉、撫順礦區規模較大,年利用量在6000萬立方米以上;淮南礦區已具備同時向10萬戶居民供氣的儲配能力。
(2)工業瓦斯鍋爐。分中、低壓供氣和熱水、蒸汽供熱,國內生產廠家定型產品有:廣東迪森、上海新業、青島四方、太原綠威等。晉城、淮南等礦區已應用工業瓦斯鍋爐。
(3)瓦斯發電。技術成熟的工藝有:燃氣輪機發電、氣輪機發電、燃氣發電機發電、聯合循環係統發電和熱電冷聯供瓦斯發電。山東勝利油田動力機械設備廠功率2000kw以下的各種瓦斯燃氣發電機組,已在淮南、鬆藻、水城、皖北等礦區應用。國外瓦斯發電設備的廠家主要有:美國的卡特彼勒、奧地利的顏巴赫、英國的能源公司、德國的道依茨、日本的三菱重工等。
2、煤層瓦斯地麵鑽井抽采利用
我國煤層瓦斯地麵鑽井抽采利用,仍處於勘探和小範圍生產試驗階段,尚未進入規模開發。到2004年底,共施工地麵煤層瓦斯井287口,試驗井組6個。中聯煤層氣公司在山西沁水盆地南部柿莊建立15口地麵鑽井瓦斯抽采係統和壓縮氣站,供長治市居民用氣;晉城煤業集團利用亞行貸款形成30口地麵鑽井抽采係統,供發電機組發電;阜新安燃公司建立8口地麵鑽井抽采係統及井下抽采係統,供阜新市居民用氣,年利用量約2000萬立方米。