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第十三篇 瓦斯利用新维矿属煤与瓦斯突出矿井，煤层瓦斯含量高、瓦斯压力大，随 着矿井开采加深，瓦斯涌出量也将随之增加煤矿瓦斯是一种优质清 洁能源，利用抽出瓦斯作居民生活燃料、供热和发电，既能保证矿井 的安全生产，又可减少环境污染，改善居民生活条件，提高生活水平第一章 瓦斯利用的工程意义一、合理开发充分利用矿山资源，节约能源保护环境煤矿瓦斯是一种富含甲烷(CH4)的优质能源，是《京都议定书》明 确的六种温室气体之一其温室效应远高于二氧化碳，还具有破坏地 球大气臭氧层作用初步测算，以新维矿井年抽采 30.4Mm3 矿井瓦斯 为例，如不利用而将其排空，按温室效应折算二氧化碳当量约为 410kt， 将对大气环境造成一定污染另一方面，从节约能源的意义上看，大量优质煤矿瓦斯排入大气 也是一种能源的浪费本矿井每年抽采30.4Mm3矿井瓦斯，如不利用 而将其排空，相当于损失约350kt标准煤，可见，利用瓦斯既可以减轻 对大气的污染，又具有较好的节能效益二、加强矿井瓦斯开采利用的科学管理，保证煤矿生产安全，促 进煤矿瓦斯产业发展为保证生产安全而抽采瓦斯，其抽采量决定于矿井的煤炭产量 如果将矿井瓦斯用于发电和供热，将从根本上改变矿井瓦斯的抽采格 局——变单纯为煤炭生产安全而被动抽采为煤和瓦斯的一体化开采， 从而为促进矿井瓦斯开发利用的产业化创造条件。

另一方面，瓦斯利用工程建成后，作为煤矿资源综合利用项目的 一个气源，必须稳定可靠地向其承担的用户供气这就要求新维矿井 不断加强矿井瓦斯的开发和有效利用，做好矿井瓦斯抽采和利用系统 各个环节的技术管理和生产、经营及用户管理，包括井下抽采工程的 接续、地面抽采设备和管道的维护、地面利用系统的管网和储气及调 压计量设施的有效工作，减少浪费，将抽采的瓦斯送到各个用户三、贯彻国家的有关政策自我国政府1998 年5 月签署并于2002年 8 月核准《京都议定书》 以来，随着现代化建设的的快速发展，每年因采煤向大气排放大量的 甲烷，已经引起国际社会的普遍关注，我国政府正积极采取有力的政 策措施加快煤矿瓦斯抽采利用另从煤炭企业自身的生存和发展来看，加强矿井瓦斯开发利用也 势在必行《国办发〖2006〗第47 号》、国家发改委（发改能源【2007】 721 号）及（发改价格【2006】7 号）、财政部 国家税务总局（财税 【2007】16 号）、以及中华人民共和国安全生产行业标准《煤矿瓦斯抽 采基本指标》（AQ1026-2006）等均明确规定，我国煤矿将实行采煤采 气一体化，必须先抽后采，使吨煤瓦斯含量降到AQ1026-2006）规定 标准以下才允许开采。

国家鼓励和扶持开发利用煤矿瓦斯，对超标排放矿井瓦斯将进行 惩罚我国煤矿自由、无序排放瓦斯的状况，必将随着上述政策的贯 彻实施，逐步变为制度化的自觉的企业行为四、矿井供电的需要 新维矿井设计主电源来自国家电网根据矿井设计，生产能力达 到1800kt/a时，矿井用电负荷有功功率为12693.93kW，视在功率为 13833.93kVA，年耗电量为 4509.52x104Kw.ho本矿井瓦斯电站建成后，可为矿井提供12MW的第二电源，可满 足矿井用电负荷的80%左右，并将为矿井的进一步发展补充动力综上所述，无论从节约能源保护环境，或者扩大供电需求来看，建设矿井瓦斯电站都是十分必要的第二章 瓦斯资源及其分配平衡第一节 瓦斯资源一、瓦斯含量及瓦斯梯度（一）维新井1．煤层瓦斯含量维新井井田范围内主要可采3、7、8号煤层+100m、-25m、-200m 水平的瓦斯含量分别为：3号煤层16.02〜20.04〜30.47m3/t，平均 22.18m3/t； 7 号煤层 15.87〜26.20〜40.68m3/t,平均 27.58m3/t； 8 号煤 层 16.40〜26.03〜39.50m3/t, m3/t,平均 27.31m3/t。

2．瓦斯梯度 各煤层对应的瓦斯梯度分别为：3 号煤层 20.77 m/m3/t；7 号煤层 12.1m/m3/t；8 号煤层 12.99 m/m3/t二）新场井1．煤层瓦斯含量新场井井田范围内主要可采 2、 3、 7、 8 号煤层,第一水平的瓦 斯含量分别为：2号煤层3.905-13.588m/t，平均8.743m/t； 3号 煤层 1.855-10.038m/t,平均 6.78m3/t； 7 号煤层 3.31412.597m/t, 平均 8.611n3A； 8 号煤层之一、二 10.51〜12.97m/t, m3/t,平均 11.205m3/t8 号煤层 4.657^15.219 平均 9.754m/t2．瓦斯梯度趋势 各煤层同一煤层瓦斯含量随埋藏深度增加而大致呈线性增加二、瓦斯涌出量(一)维新井采用抚顺煤科分院方法，预测+100m水平各采掘工作面瓦斯涌出 量及全井瓦斯涌出量结果如表 13-2-1表13-2-1 维新井+100m水平瓦斯涌出量预测工作面 编号米掘 分类工作面涌出量本层、下邻近层相对瓦斯涌出量及所占百分比绝对量(m3/min)相对量(m3/t)本煤层(m3/t)百分比(%)上邻层(m3/t)百分比(%)下邻层(m3/t)百分比(%)3107高档16.3833.9813.4839.720.5060.33108高档15.1231.3813.4843.017.9057.08101综米39.2024.8413.8955.910.9544.1掘 4,5,6普掘3x1.81掘7普掘5.53掘8普掘3.80合计矿井相对瓦斯涌出量为：38.42m3/t，绝对瓦斯涌出量为：102.55m3/miin(二)新场井采用抚顺煤科分院方法，预测达产时第一水平各采掘工作面瓦斯 涌出量及全井瓦斯涌出量结果如表13-2-2。

表 13-2-2 新场矿井第一水平达产时瓦斯涌出量预测工作面 编号米掘 分类工作面涌出量本层、下邻近层相对瓦斯涌出量及所占百分比绝对量(m3/min)相对量(m3/t)本煤层(m3/t)百分比 (%)上邻层(m3/t)百分比 (%)下邻层(m3/t)百分比 (%)2102高档14.4423.917.945133.215.9766.82108高档14.3423.917.945133.215.9766.8掘1,3普掘2x1.72合计矿井相对瓦斯涌出量为：31.86m3/t,绝对瓦斯涌出量为：40.23m3/min三、矿井瓦斯等级1．维新井从表 13-2-1可知，从瓦斯涌出量大小来看维新矿井为高瓦斯矿井 但根据精查地质报告， 3 号煤无突出倾向；7 号煤一般无突出倾向； 而 8 号煤则有突出倾向，甚有严重突出倾向因此，本矿井为煤与瓦 斯突出矿井2．新场井从表13-2-2可知，矿井相对瓦斯涌出量为31.86m3/t,绝对瓦斯涌 出量为40.23m3/min，由此说明新场矿井瓦斯涌出量大但根据新维井田精查地质报告结论， 3 号煤无突出倾向， 7 号煤一 般无突出倾向，而 8 号煤则有突出倾向，甚有严重突出倾向。

因此， 本井为煤与瓦斯突出矿井第二节 瓦斯储量、可抽采量及服务年限一、 瓦斯储量及可抽采量 根据新维矿井瓦斯抽采设计计算，新维矿井瓦斯地质储量约50亿m3,可抽瓦斯量约20亿m3（纯瓦斯CH4： 100%）,瓦斯资源非常丰富二、 瓦斯抽采量对应新维矿井设计生产能力1800kt/a，瓦斯抽采设计规模：矿井合 计 57.87m3/min （纯瓦斯 CH4： 100%），混合瓦斯，144.675m3/min（CH4： 40%）三、 瓦斯抽采服务年限按新维矿井达到设计生产能力 1800Kt/a 时， 抽采纯瓦斯 57.87m3/min计算，其服务年限与矿井生产同步，为65.75a其中维新井为37.3 m3/min （纯瓦斯CH4： 100%），混合瓦斯抽采量为 93.3m3/min（CH4 ：40%）其服务年限在 65a 以上；新场井为 20.57 m3/min （纯瓦斯CH4 : 100%）,混合瓦斯（CH4 : 40%）抽采量为 51.43m3/min其服务年限也在65a以上第三节 矿井瓦斯抽采量的分配平衡一、两井分别平衡在两井达产1800Kt/后，正常年维新井抽采纯瓦斯37.3 m/min （C# 100%） 混合瓦斯抽采量为93.25mmin（CH 40%）新场井抽采纯瓦斯20.75m/min （C# 100%）混合瓦斯抽采量为51.43m/min（CH 40%）基础上，作为计划分配的基数, 按照“发电为主，富余民用”的原则进行平衡。

考虑的要点：⑴瓦斯富余量的计算，以保证电站设计规模12X1.0MW所需矿井 瓦斯量为依据，且与瓦斯电站的建设期相对应；⑵ 发电富余的瓦斯，直接供应矿井和新场镇民用；⑶ 为便于研究，先按预选国产（济柴）机组12X1000GF-WK的技 术参数进行矿井瓦斯抽采量的衡算；⑷ 当国产（济柴）机组耗气量不能同时满足同等发电规模和民用 规模要求时，则按进口（GE颜巴赫）机组12xJ320GS的技术参数进 行矿井瓦斯抽采量的衡算1、维新井瓦斯抽采量分配平衡根据以上考虑，按维新井达到 1200kt/a 生产能力、瓦斯抽采稳定在 37.3 m3/min 纯瓦斯（CH4： 100%），即 93.25 m3/min 混合瓦斯（CH4： 40%），基础上进行的气量分配平衡分别如表13-2-3及表13-2-4从上表可知，按7000kW发电规模、不供锅炉平衡结果，年平均小时及年平均 日的瓦斯抽采量基本满足发电和供热要求，但小时剩余气量仅271 m3（CH4： 100%），只能满足6500户居民生活用气，日剩余气量仅6504 m3（CH4： 100%）， 也只能满足6500户居民生活用气，而且小时和日用气量都还没有考虑不可预见量；表 13-2-3 维新井纯瓦斯气量分配平衡表 （CH4 ：100%）项目用户类别年均小时用 气（m3/h）年均日用气（m 3/d）年用气（104m3/a）鬻收入维新井瓦斯抽采量2238.00m3/h 53712m3/d, 1960.49x104m3/a100支出（耗气 量）1发电与余热利用1967.047208.01416.2472.242居民生活2716504.0243.3512.413其它202.8810.354未预见量5%0098.025.05合计2238.053712.01960.49100注：按7台lOOOkW发电机组年运行300d （7200h）、不供锅炉计算。

表 13-2-4 维新井混合瓦斯气量分配平衡表 （CH4 ：40%）项目用户类别年均小时用 气（m3/h）年均日用气（m 3/d）年用气(104m3/a)收入维新井瓦斯抽采量5595.0m3/h, 134280.0m3/d,4901.22x104m3/a100支出（耗。