選煤廠煤倉瓦斯治理係列裝置的研究與應用

摘要：高瓦斯礦井選煤廠的煤倉存在瓦斯濃度超限，易引起瓦斯爆炸的危險，傳統的通風機治理方案設備多、費用高。為此，通過深入03manbetx ，研究開發了一種新型瓦斯治理係列裝置，該設施由若幹個煤倉瓦斯分離器、焚風通風塔、萬向導風器、風幛和雙向風窗組成，為高瓦斯選煤廠的瓦斯治理開辟了一條新途徑。

關鍵詞： 選煤廠 煤倉 瓦斯治理

1 選煤廠煤倉瓦斯治理概況

傳統的選煤廠煤倉設計時，基本上都不考慮瓦斯治理設施，但是對高瓦斯礦井來說，許多選煤廠煤倉的瓦斯濃度遠遠超過《煤礦安全01manbetx 》規定的安全標準，存在嚴重的安全隱患，甚至有的選煤廠還發生瓦斯爆炸，這嚴重地威脅著從業人員的生命安全和選煤廠的安全生產。為了解決此類問題，有的選煤廠在主要瓦斯區安裝了大量的軸流式通風機、瓦斯傳感器、通風機閉鎖傳感器，實現了瓦斯風電閉鎖，實現了瓦斯監控係統，雖然這對解決選煤廠的瓦斯超限起了一定的作用，但上述設備設施治理費用昂貴，且沒有從根本上解決瓦斯積聚造成的隱患，仍然存在發生瓦斯爆炸02manbetx.com ，影響選煤廠安全生產的隱患。可以說這些消極的措施並沒有從根本上解決瓦斯爆炸問題。

因此，為了保證選煤廠的安全生產，筆者根據自己多年的礦井治理瓦斯積聚問題的經驗，結合屯蘭選煤廠煤倉瓦斯情況，研製了一種 “選煤廠煤倉新型瓦斯治理裝置”，徹底解決了現有選煤廠煤倉存在的瓦斯超標易造成瓦斯爆炸和治理費用昂貴等難題。

2 選煤廠煤倉新型瓦斯治理裝置的研究

2.1 屯蘭選煤廠煤倉瓦斯情況

屯蘭選煤廠始建於1997年10月，是設計入選原煤40Mt/a的特大型煉焦選煤廠，1997年10月31日正式投產。現有原煤倉4個，產品倉4個， 2個轉載站。屯蘭礦生產的原煤由帶式運輸機運向屯蘭選煤廠4個原煤倉儲存待選，原煤經洗選後，其產品由帶式運輸機進入4個不同的產品倉等待外運。緩衝倉2個暫不用，隻是在生產緊張時使用。

原煤倉4個每個倉直徑φ21m、高42.00m（儲煤淨高34.62m）、最大儲存煤量3600t，原煤倉內的瓦斯濃度高達8.2％。

產品倉4個每個倉直徑φ21m、高44.87m（儲煤淨高39.00m）、最大儲存煤量3300t，產品倉內的瓦斯濃度高達9.0％

2.2 新型瓦斯治理裝置的研究

2.2.1新型瓦斯治理裝置的試驗研究

為了解決屯蘭選煤廠煤倉瓦斯問題，筆者多次到現場實測選煤廠大氣參數和多種氣體（CO、CO₂、H₂S、SO₂、CH₄、C₂H₄、C₂H₂等20多種），調查和03manbetx 屯蘭選煤廠曆年的大氣壓力、溫度、濕度變化規律。並結合現有的理論結合大量的實踐經驗，對屯蘭選煤廠煤倉和運輸長廊瓦斯參數進行正交理論03manbetx ，在此基礎上進行試驗03manbetx ，從而得出最佳的試驗方案。

對確立的最優方案再進行反複試驗，在試驗中對試驗參數不斷修正。對試驗結果與現有存在的問題進行科學的比較、分析、歸納、總結，並借助現代分析技術和手段，得出了最佳治理屯蘭選煤廠煤倉及運輸長廊瓦斯積聚問題的試驗方案。

2.2.2 煤倉新型瓦斯治理係列裝置設計

煤倉新型瓦斯治理技術方案是：選煤廠煤倉瓦斯積聚治理裝置由若幹個煤倉瓦斯分離器、風幛、雙向風窗和焚風通風塔組成，煤倉瓦斯分離器設在煤倉的周邊，風幛設在煤倉頂部的中央，雙向風窗設在煤倉外壁的上方，焚風通風塔設在煤倉頂部的兩邊或煤倉外壁的上方。

煤倉瓦斯分離器由筒體、瓦斯釋放帽、瓦斯釋放孔和過濾網等構成，瓦斯釋放帽設在筒體得頂部，瓦斯釋放孔設在瓦斯釋放帽上，過濾網均勻設在筒體上，煤倉瓦斯分離器主要功能是將煤體內或煤體上方的瓦斯，按所要求的方向分離出來。

風幛是一個圓台型的筒體，雙向風窗由向上風葉、向下風葉和框架組成，向上風葉設在框架的上部，向下風葉設在框架的下部，

焚風通風塔由焚風曲線體、變線體、集風道和三叉排風器等構成，主要功能是形成強大的焚風效應，按所要求的方向將瓦斯排到煤倉外。

由於屯蘭選煤廠煤倉新型瓦斯治理係列裝置采用了煤倉瓦斯分離器、風幛、雙向風窗和焚風通風塔，構成了一個綜合治理裝置，能夠降低或消除煤倉中的全部瓦斯，徹底治理選煤廠瓦斯積聚的問題。

3 實施效果

3.1 安全效果

根據屯蘭選煤廠特定的地理環境和氣候條件影響的實際情況，根據大量的實踐經驗和有關理論，確定采用風幛、風窗、通風塔、焚風通風塔等通風設施後，屯蘭選煤廠主要生產環節的要害部位和各個局部地點的瓦斯濃度達到以下效果,符合煤礦法律、法規和《煤礦安全01manbetx 》要求.

1﹞原煤倉﹝包括產品倉﹞頂部皮帶長廊的采用通風設施後瓦斯濃度常年達到0.5％以下。

2﹞原煤倉﹝包括產品倉﹞內部上隅角（死角）采用通風設施後，瓦斯濃度在正常生產情況下0.5％以下。

3﹞原煤倉﹝包括產品倉﹞底部溜煤口倉內，采用通風設施後，瓦斯濃度可達到0.5％以下。

4﹞原煤倉﹝包括產品倉﹞頂部皮帶長廊的（有工作人員的場所）的地點，采用通風設施後達到CH₄、C₂H₄、H₂S、SO₂、CO₂、N₂、O₂達到各自的《國家標準》和《行業標準》安全濃度。

根據實驗結果證明瓦斯濃度由原來的8.2％, 常年可降低到0.5％以下，瓦斯濃度完全符合國家標準和行業標準的安全濃度。具有治理瓦斯安全可靠，使企業的安全生產和從業人員的生命安全以及企業財產得到保證，真正意義地實現安全生產。

3．2經濟效益評價

根據屯蘭選煤廠現有情況概算其經濟效益。

3．2．1 軸流式通風機方案

該選煤廠原煤倉4個，每倉1台5.5KW軸流式通風機，2＃倉另安裝1台2×15KW軸流式通風機, 倉上走廊有2台5.5KW移動式通風機, 倉下安裝有1台2×15KW軸流式通風機，放煤溜槽口有2台5.5KW移動式通風機；精煤倉4個，每倉2台5.5KW軸流通風機，倉上走廊有1台5.5KW移動式通風機,倉下安裝有1台2×15KW軸流式通風機，轉載點落煤處安裝1台5.5KW移動式通風機。

1）瓦斯處理主要費用。根據該選煤廠提供的實際費用：① 電費：5.5KW移動式通風機月電耗1980元，年電耗23760元；2×15KW倉下通風機月電耗10800元，年電耗129600元。

2）風機折舊費。 2×15KW倉下通風機原價5萬元 服務年期7a，年折舊費7143元；2.86台為20429元/a；5.5KW移動式通風機原價2.7萬元 服務年期7a，年折舊費3857元，2.86台為11031元/a。

新型瓦斯積聚治理裝置一個相當於2.86台軸流式通風機，且效果比軸流式通風機穩定、可靠。

3.2.2、新型瓦斯積聚治理裝置方案經濟效益

若停用風機，改用瓦斯積聚治理裝置則：

1）停1台5.5KW通風機年省費用:23760＋11031 = 34791元/a；停1台2×15KW軸流式通風機其費用:129600＋20429 = 150029元/a.

2）4個原煤倉通風機全部停用（8台5.5KW；2台2×15KW），其費用為:34791×8＋150029×2 = 278328＋300058 = 578386元/a.

3）4個精煤倉通風機全部停用（10台5.5KW；1台2×15KW）,其費用為:34791×10＋150029 =347910＋150029 = 497939元/a.

3.2.3 費用

服務年限按20a計算：4個原煤倉為1156.77萬元, 4個精煤倉為995.88萬元，合計156.77＋995.88= 2152.65萬元。

新型瓦斯積聚治理裝置的一次性製造加工成本費用為128萬元，則節省費用為2024.65萬元。

可見在屯蘭選煤廠安裝“選煤廠煤倉新型瓦斯治理係列裝置”以後，由於該裝置是安全、經濟、永固、無動力的構造設施，以其取代原設計的軸流式通風機，所帶來的經濟效益相當可觀。

3．2 社會效益：

新裝置填補了我國選煤廠瓦斯治理的空白，開創了我國無動力治理瓦斯新經驗和先例，對所有高瓦斯選煤廠的瓦斯治理開辟了一條新途徑，為以後大型選煤廠設計提供了先進的新技術，實現了大型選煤廠永久性的瓦斯治理。同時由於該係列裝置結構簡單，管理方便，不需經常維修，無需專人操作，具有簡便易行、經濟實用、安全可靠等優點，因此易於在全國煤炭行業﹝以及礦山﹞推廣使用，具有深遠的現實意義。

4、結 論

總結“選煤廠煤倉新型瓦斯治理裝置”有以下特點：

1）、該技術的發明屬於國內首創，世界先進，具有技術先進、科學合理，填補了我國選煤廠瓦斯治理的空白。屬於世界性先進技術，達到世界先進水平。

2）、該裝置的使用將有效的治理選煤廠煤倉瓦斯積聚問題。它的研製成功將對所有高瓦斯選煤廠煤倉瓦斯治理開辟一條新途徑。

3）、該裝置是安全、經濟、永固、無動力的構造設施，以其取代常用的軸流式通風機，所帶來的經濟效益相當可觀。

4）、該裝置結構簡單，管理方便，不需經常維修，簡便易行，無需專人操作，易於推廣使用，且開創了我國選煤廠無動力治理瓦斯經驗和先例。

5）、這項新技術的成功運用到設計上將對我國大型選煤廠煤倉瓦斯積聚治理產生深遠的意義。給以後大型選煤廠設計提供了先進的新技術。

6）、開創了我國無動力治理瓦斯新經驗，不需要巨資安裝帶動力的通風設備，一次安裝，永久使用，經濟實用，安全可靠，以確保該係統的安全性。

7）特別指出選煤廠煤倉新型瓦斯治理裝置是無噪音、無動力、無汙染的通風構造設施，純屬於環保節能型產品。

8）、本裝置的原理，可以拓展到所有需要排氣、排汙的建築、工廠、礦山，以及民宅、廚房無動力排油煙機等等領域

該技術可以取消全國選煤廠所有的通風機，而且完全徹底永久解決瓦斯積聚問題。

選煤廠煤倉新型瓦斯治理裝置在全國乃至全世界推廣使用, 開創了我國瓦斯治理的先驅，具有推廣使用價值。

注：本專利“選煤廠煤倉新型瓦斯治理裝置”獲第六屆“國家科技發明獎”一等獎和“國家科技創新獎”一等獎（獲獎時間2006年12月2日）；專利號為：ZL200520024727.X（公告時間2006.11.15）