低浓度瓦斯输送安全保障技术.ppt

一、背 景 近些年我国煤矿瓦斯抽采量迅速上升，2005年23.5亿m3，2008年已达到52亿m3。然而，约80%的瓦斯是采用卸压抽和采空区抽瓦斯的方法获得，抽出瓦斯的浓度较低，55%以上的抽采瓦斯浓度低于30%（定义为低浓度瓦斯）。 一、背 景 近些年低浓度瓦斯发电技术的发展，使得煤矿利用低浓度瓦斯的积极性高涨，目前全国已安装数百套瓦斯发电机组，其中不乏利用浓度低于30%的瓦斯，存在安全隐患； 低浓度瓦斯即使不利用，在排放、输送和抽采过程同样存在重大安全隐患；因而国外基本上不抽低浓度瓦斯，而我国近期内难以做到； 因而，研究低浓度瓦斯抽采、输送、利用、排放环节的安全保障技术并形成系列标准能有效规范低浓度瓦斯抽采、排放、输送和发电利用各环节的安全行为，促进瓦斯抽采利用产业的迅速发展，提升中国节能减排的技术水平。 二、技术思路 前提 浓度低于30%的瓦斯必然存在燃烧和爆炸危险； 瓦斯内燃机发电的原理主要是利用瓦斯的爆炸特性； 低浓度瓦斯输送及内燃机发电系统示意 二、技术思路 技术关键 控制内燃机内部的爆炸仅局限于内燃机内部，确保不向外传播蔓延； 控制井下低浓度瓦斯抽采过程中尽可能避免遇到火源，万一遇到火源也要确保燃烧爆炸不向输送管路中传播蔓延； 控制低浓度瓦斯排放过程尽可能避免遇到火源，万一遇到火源也要确保燃烧爆炸不向输送管路中传播蔓延； 确保低浓度瓦斯在其他环节不遇到火源。 三、技术措施 内燃机内部控制燃烧爆炸不向外传播措施 三、技术措施 确保内燃机组管燃烧爆炸不向外传播措施 三、技术措施 三、技术措施 三、技术措施 三、技术措施 确保排空管燃烧爆炸不向管路方向传播措施 三、技术措施 确保井下低浓度瓦斯抽采遇火燃烧爆炸不向输送管路中传播 井下自燃煤层低浓度瓦斯抽采时，应采取控制发火的相应措施； 在靠近抽采管入口100m以内的管道上开始安设自动喷粉抑爆装置，每组抑爆装置需安设2个喷粉罐，至少安设2组，组间距离小于100m。 三、技术措施 确保低浓度瓦斯在其他环节不遇到火源。 瓦斯抽采站、输气站建筑和放空管应满足《建筑物防雷设计规范》的要求，设置防雷设施，分别装设避雷带或避雷针装置。通往井下的抽采管路应采取防雷和隔离措施。 地面瓦斯输送管道应采用埋地敷设，特殊情况需采用架空敷设时，在管道进、出建筑物100m范围内，应每隔25m左右接地1次，其接地电阻不应大于20Ω。 三、技术措施 确保低浓度瓦斯在其他环节不遇到火源。 安全设施安设段管道应选用钢管，其他输送管道可选用非金属管；瓦斯输送管应采取防腐蚀、防漏气、防砸坏、防静电等措施。 瓦斯输送管道与地面或地下建筑物、构筑物或其他管线应安全距离应符合相关规范要求。 瓦斯抽采泵房、输气站加压机房和低浓度瓦斯管道系统中所选用的电器设备、仪表均应满足矿用防爆要求。非防爆设备和仪表应集中安设到专门的仪表间（或配电间），并采取相应的隔离措施和消防措施。 三、技术措施 确保低浓度瓦斯在其他环节不遇到火源。 瓦斯利用设施端的输瓦斯管道中应安设防回流设施，防止抽采泵突然停泵而出现回流。 低浓度瓦斯输送系统不得设置缓冲罐； 加压设备应选择湿式压缩机； 抽采设备应选择湿式抽采泵； 正压输送时，输送压力不宜超过20kPa，安全设施安设段，管内气体流速不宜大于10m/s； 三、技术措施 确保低浓度瓦斯在其他环节不遇到火源。 在输送管道系统中应设置安全监测控制设施； 阻火、泄爆、抑爆、阻爆、监测控制、非金属管等相关产品性能、功能、质量和安装等要求均应符合本系列相关产品标准的要求。 四、试验情况 四、试验情况 四、试验情况 四、试验情况 四、试验情况 四、试验情况 四、试验情况 四、试验情况 四、试验情况 已形成系列技术标准报批稿 《煤矿低浓度瓦斯输送管道安全保障系统设计规范》 《煤矿瓦斯往复式内燃机发电站安全技术要求》 《煤矿瓦斯往复式内燃机驱动的交流发电机组通用技术条件》 《煤矿用非金属瓦斯抽放管通用技术条件》 《煤矿低浓度瓦斯与细水雾混合输送系统技术规范》 《煤矿低浓度瓦斯气水二相流安全输送系统技术规范》 《瓦斯输送管道自动喷粉抑爆装置通用技术条件》 《煤矿低浓度瓦斯输送管道用泄爆、防回火器技术条件》 《煤矿低浓度瓦斯输送管道用自动快速切断装置技术条件》 《煤矿瓦斯输送管道金属波纹带阻火器通用技术条件》 标准尚待审批，规程障碍有待解决。 成果适用于输送管径为700mm以内。 谢谢！ * * 低浓度瓦斯输送安全保障技术 胡千庭 煤炭科学研究总院重庆研究院 2009.9.3 南昌 全国煤矿瓦斯防治工作会议 ——政策解读材料之三 低浓度瓦斯接近燃烧爆炸浓度限，出于安全性考虑，现行规程规定：浓度低于30%的瓦斯不得利用。 使得抽采瓦斯的利用率在逐年下降