煤矿瓦斯

摘要： 煤矿日常工作的开展,离不开安全工作的有效保障。煤矿作业大多数以井下作业为主,如果无法保证通风系统的建设、运行质量,势必会影响煤矿工作的整体安全性。近几年来,我国煤矿挖掘工作频繁出现安全事故,煤矿瓦斯通风安全问题得到社会的广泛关注,而这需要就现实影响因素进行分析,找到针对性的解决策略,并通过防范工作的有效落实,规避不良问题的影响,有效保障煤矿作业的安全性。

摘要： 针对煤矿瓦斯高效治理数据海量化、系统集成化、管理可视化的特点,提出了建立基于GIS的煤矿瓦斯大数据管理和分析系统的研发思路。在阐述煤矿瓦斯安全管理数据特征的基础上,设计了由基础设施层、业务数据层、服务平台层和应用平台层构成的系统总体框架,研究了时空数据管理、瓦斯风险预测预警、瓦斯安全管理1张图等技术,开发并实现了相应功能,为煤矿瓦斯安全管理提供了重要支撑。

摘要： 理清煤炭开发过程碳排放特征,是推动煤炭开发过程碳达峰、碳中和的前提和基础。基于煤炭开发全生命周期碳排放清单分析方法,重点从生产用能、瓦斯排放及矿后活动3个环节,建立煤炭开发过程碳排放计算模型,测算煤炭开发过程碳排放量,并分析不同环节碳排放特征,提出煤炭开发过程碳减排技术途径。研究表明:1)生产用能碳排放强度呈下降趋势,由2010年81.5 kg/t,先快速降低到2015年的66.5 kg/t,而后缓慢降低到2020年的65.4 kg/t;2)瓦斯排放(碳排放)强度呈快速下降趋势,由2010年的123.7 kg/t,降低到2020年的67.6 kg/t;3)矿后活动碳排放强度呈缓慢降低趋势,由2010年的21.5 kg/t,逐渐降至2020年的18.0 kg/t。基于碳排放量和排放特征分析,提出了煤炭开发过程实现碳中和的5大技术途径,即大力推广应用煤炭开发节能提效技术,减少煤炭开发过程能源消耗带来的碳排放;持续攻关煤矿瓦斯抽采利用技术,减少煤炭开发过程甲烷排放;加快探索煤炭开发新技术,从原理上改变碳排放特性;有序研发和示范煤矿区煤与新能源耦合利用技术,降低单位产品碳排放强度;尽早谋划煤矿区二氧化碳捕集、利用与固化、封存技术,形成煤炭行业独有的碳中和实现途径。

摘要： 针对长平矿底抽巷变形大、服役期短和存在潜在冒顶风险等问题,提出了“型钢预应力注浆锚索网喷”综合控制技术。采用现场测试、室内实验方法,明确了底抽巷泥岩的结构特性和强度特性,揭示了裂隙化泥岩底抽巷的失稳机制,基于数值模拟和现场试验结果验证了所提围岩综合控制技术的有效性。结果表明:长平矿3号煤底抽巷泥岩具有结构裂隙化、强度低、易风化、浸水软化、蠕变特性显著的特征;以预应力注浆锚索为核心的“型钢预应力注浆锚索网喷”综合控制技术可较好地控制密集抽采钻孔和浸水软化蠕变耦合扰动下裂隙化泥岩底抽巷的围岩变形,使得底抽巷长期安全服役,有效解决了长平煤矿穿层瓦斯治理和采掘接续紧张问题,保障了工作面的安全高效回采。

摘要： 山西重点煤矿区包括晋城、阳泉、西山、汾西、潞安等矿区,是“十三五”国家科技重大专项“山西重点煤矿区煤层气与煤炭协调开发示范工程”的主要实施地点。依托国家科技重大专项项目资助,研发了煤矿瓦斯梯级利用系列技术,并进行工程示范,引导山西重点煤矿区瓦斯抽采量与利用量由2015年的60.2亿m~3和22.3亿m~3提高至2020年的64.03亿m~3和28.94亿m~3,利用率由37%提升至45%,在保障煤矿安全开采的前提下极大地助力碳达峰碳中和目标的实现。梯级利用主要是根据甲烷浓度高低分别加以综合利用,对于甲烷体积分数≥30%的高浓度煤矿瓦斯,可以进行集输后按照效益最大化原则进行发电、民用、工业利用等。对于甲烷体积分数<30%的低浓度瓦斯,依据不同浓度瓦斯利用技术差异性及适应性,将低浓度瓦斯的浓度利用区间划分为4级:甲烷体积分数介于16%~30%的低浓度瓦斯可采用变压吸附技术,提纯后可使甲烷体积分数达到30%以上满足后续民用及集输等要求,该项技术已在晋城矿区成庄矿建设了处理能力为12000 m^(3)/h的示范装置;在有高浓度煤矿瓦斯的矿区也可利用掺混技术直接将甲烷体积分数提高至30%以上进行集输利用。甲烷体积分数介于9%~16%的低浓度瓦斯可采用就地发电技术,转化为电能后可自用或上网,该技术已在晋城矿区赵庄矿、胡底矿、长平矿等建设了示范装置。甲烷体积分数介于6%~9%的低浓度瓦斯可采用直燃技术,转化为热能后进行电、热、冷三联供,该技术已在成庄矿建设了示范装置。甲烷体积分数介于1%~6%的低浓度瓦斯可采用蓄热氧化与掺混技术,同样转化为热能后进行电、热、冷三联供,该技术已在华阳新材料科技集团有限公司(原阳泉煤业集团)一矿及五矿建设了示范装置。低浓度瓦斯梯级利用技术虽然在山西重点煤矿区进行了成功示范,但目前仍存在很多技术经济难题,在碳达峰碳中和目标下,亟需进行持续攻关并快速提高利用率。

摘要： 煤层气(煤矿瓦斯)计量是煤层气(煤矿瓦斯)抽采和通风瓦斯排放的重要环节,直接关系到甲烷的利用和排放。计量标准的完善与否决定了计量的准确度和精确度。本文对我国煤层气(煤矿瓦斯)计量标准体系现状进行研究,找出存在的问题,提出煤层气(煤矿瓦斯)抽采和通风瓦斯排放计量标准制定建议,有利于准确摸清我国煤炭领域甲烷排放量和利用量底数。

摘要： 阐述煤矿瓦斯的分类及其排放现状,低浓度瓦斯的综合利用模式和发电工艺流程,综合利用项目案例,探讨各种技术方案的优缺点,展望瓦斯综合利用的前景。

摘要： 文章分别对四类不同浓度的瓦斯利用现状进行相关的阐述和总结。然后针对浓度为39%-99%的低浓度瓦斯得不到有效利用而直接排放,造成温室效应等不良影响,提出相关建议。最后希望加大对低浓度煤矿瓦斯利用技术研究,以促进环境经济协调,缓解我国能源的需求。

摘要： 一直以来,中国都是产煤大国,每年煤矿开采量与需求量不断上升,但这一生产过程中存在较多风险,煤矿安全问题也是人们关注的重点。基于此,以瓦斯监控系统为研究对象,通过对无线传感网的分析,分别从硬件设计、软件设计两方面阐述瓦斯监控系统的相关设计,为煤矿瓦斯的监控与治理提供技术支持。

摘要： 针对煤矿井下瓦斯抽排钻孔难以精确定位的问题,分析了目前井下常用的钻孔定位方法,讨论了这些方法存在的主要问题,并提出了空间可视化钻孔投射定位技术;通过详细阐述空间可视化钻孔投射定位技术的技术原理、算法研究、技术特点和技术创新等内容分析了技术上的可行性,利用该技术可以解决不同区域防突措施瓦斯抽排钻孔的开孔位置、倾角和方位角的快速标定问题;通过在钻场空间投射红外可见光,可以实现对多个钻孔一次投射、全部标定,能有效避免传统钻孔标定方法因人工计算和放线带来的误差,大大节约钻场钻孔的开孔定位时间.研究结果表明:煤矿井下空间可视化钻孔投射定位技术标定1个钻场的时间一般不超过30 min,比传统方法在时效上提高80％以上.

摘要： 在对中国煤矿瓦斯钻孔工程设计类型、特点调查的基础上,分析了当前钻孔设计存在的共性问题,探寻了优化创新对策;介绍了涵盖钻孔有效抽采半径、煤层厚度、钻孔轴线与煤层面交角、孔口间距、开孔位置等信息的新型钻孔设计数学模型与创建研究成果及其遵循的基本原则,并对研究成果进行了展望.

摘要： 贵州煤层气资源丰富,煤矿数量多,但由于煤层瓦斯赋存地质条件复杂,传统井下瓦斯抽采方法难以满足煤矿现代化安全生产的需要.本文通过研究贵州煤矿瓦斯资源特点,分析煤矿瓦斯地面抽采的技术难点,结合井下和地面瓦斯抽采技术的应用现状,探讨贵州煤矿瓦斯地面合理的抽采方式,包括在地形平缓、地质构造相对简单、透气性较好的矿区，宜采用地面垂直井、地面采动区井、水平井、羽状水平井、“U”型井地面抽采煤矿瓦斯方式，针对贵州近距离煤层群开采的卸压瓦斯抽采，布置地面采动区井及水平井抽采卸压瓦斯尤为合适。在地形起伏较大的矿区，考虑到地面抽采设施的运输及抽采所需水电等原因，可采用地面井和井下抽采系统对接的技术，利用井下抽采系统，实施地面打钻井下抽采的新模式等，为贵州煤矿瓦斯地面抽采技术研究及产业化发展提供依据.

摘要： 基于瓦斯抽采的安全原则与效率原则,提出了瓦斯智能抽采的原理;建立了瓦斯抽采管网中瓦斯-空气混合气体流动控制方程,以最大瓦斯抽采纯流量为目标函数,建立了瓦斯抽采管网参数的优化模型,分别从瓦斯体积分数、流量以及效能比等参数约束条件定量判定瓦斯抽采安全与效率;以上述模型为基础,针对钻孔抽采区域温度高于临界温度、钻孔抽采纯量低于抽采纯量下限,以及钻孔抽采浓度低于瓦斯安全浓度下限等工况条件展开理论分析和数值计算,提出了相应的瓦斯抽采系统优化策略,通过协同调整不同抽采钻孔的阀门开度和抽采泵转速,有效提高了抽采瓦斯体积分数、效能比和抽采纯流量,并提出了相应的瓦斯抽采系统优化策略.最后,设计了由数据感知模块、通信传输模块、数据处理与决策模块、控制模块等部分组成的瓦斯智能抽采系统,开发了基于物联网的智能调节阀门,阀门的感知模块包括温度传感器、瓦斯浓度传感器和气压传感器等,通讯模块将数据上传至云存储端,通过电脑网页和手机客户端实现监测与控制;发明了采用高分子减阻剂提高水环真空泵效率的技术方法,以高分子减阻溶液作为水环真空泵的工作介质,有效降低了液环的湍流损失和流体与泵体过流部件的摩擦损失,并开发了地面全封闭式和井下直注式2种瓦斯抽采泵节能系统,该项技术在山西潞安集团余吾煤业成功应用,节电率和节水率分别达到22.5％和66.7％,为瓦斯智能高效抽采提供了借鉴.

摘要： 气举反循环技术已被广泛应用于石油、天然气、煤层气、水源地热井、地质勘探等多个领域,内插管气举反循环技术在煤矿大孔径瓦斯抽放井使用中,具有钻井效率高、材料消耗少、井身质量优、经济效益好的独特优势.本文结合煤矿大口径瓦斯抽放井施工实例,就内插管气举反循环钻进技术工作原理、使用设备、施工情况及其钻进工艺技术特点进行了分析和总结,同时还就施工中存在问题及改进等进行了探讨,对于扩大该钻井技术应用范围,促进其在煤矿大口径瓦斯抽放井中的使用具有一定的借鉴意义.

摘要： 基于林南仓煤矿丰富的地质构造和瓦斯资料,深入分析矿井地质构造特征,研究矿井瓦斯地质规律及其控制因素,利用等温吸附实验结果预测煤层中瓦斯含量.结果表明:林南仓煤矿所处构造部位属于轴向NWW的不对称向斜,北翼倾角陡立,南翼倾角平缓;在构造作用控制下,经历了多期次的煤层甲烷生成及后期的构造改造作用,矿井瓦斯含量受地质构造控制;结合煤层等温吸附实验,选择压力—等温吸附方程法,并综合考虑各煤层实际瓦斯涌出量分布特征,利用煤岩成熟度与理论吸附量的拟合公式,计算出不同煤层中瓦斯含量.

摘要： 煤矿瓦斯对空排放量大,产生巨大能源浪费及温室效应,介绍了一种处理瓦斯气的蓄热氧化技术,并对已建成的蓄热氧化试验系统的工艺流程进行概述,分析其运行规律,并考察了其不同处理流量时对瓦斯氧化装置自热平衡浓度及蒸汽产量的影响关系.通过对所建成的瓦斯蓄热氧化系统的技术特点及运行的稳定可靠性的阐述,表明瓦斯蓄热氧化技术可有效处理煤矿瓦斯气,具有较好的推广应用价值.

摘要： 为了准确测量煤层瓦斯有效的抽采半径,提出基于瓦斯抽采率和煤层瓦斯含量测定方法.以抽采钻孔影响范围内残余瓦斯含量小于8m3/t且瓦斯预抽率大于等于30％为指标,基于钻孔瓦斯流量的负指数衰减规律,推导出有效抽采半径计算公式,并结合瓦斯含量变化共同确定有效抽采半径.为瓦斯矿井抽采工作提供了可靠的抽采参数,具有实际应用价值.

摘要： 为了准确测量煤层瓦斯有效的抽采半径,提出基于瓦斯抽采率和煤层瓦斯含量测定方法.以抽采钻孔影响范围内残余瓦斯含量小于8m3/t且瓦斯预抽率大于等于30％为指标,基于钻孔瓦斯流量的负指数衰减规律,推导出有效抽采半径计算公式,并结合瓦斯含量变化共同确定有效抽采半径.为瓦斯矿井抽采工作提供了可靠的抽采参数,具有实际应用价值.

摘要： 为了准确测量煤层瓦斯有效的抽采半径,提出基于瓦斯抽采率和煤层瓦斯含量测定方法.以抽采钻孔影响范围内残余瓦斯含量小于8m3/t且瓦斯预抽率大于等于30％为指标,基于钻孔瓦斯流量的负指数衰减规律,推导出有效抽采半径计算公式,并结合瓦斯含量变化共同确定有效抽采半径.为瓦斯矿井抽采工作提供了可靠的抽采参数,具有实际应用价值.

摘要： 为了准确测量煤层瓦斯有效的抽采半径,提出基于瓦斯抽采率和煤层瓦斯含量测定方法.以抽采钻孔影响范围内残余瓦斯含量小于8m3/t且瓦斯预抽率大于等于30％为指标,基于钻孔瓦斯流量的负指数衰减规律,推导出有效抽采半径计算公式,并结合瓦斯含量变化共同确定有效抽采半径.为瓦斯矿井抽采工作提供了可靠的抽采参数,具有实际应用价值.

摘要： 本发明公开了一种用于高瓦斯煤矿的瓦斯抽采装置，包括：钻进抽采组件，其能够在钻进过程中同步抽采瓦斯；封孔组件，其设置于地基之上，用于封堵钻进抽采组件钻进产生的孔口；第一管体，其一端与钻进抽采组件的出气端相连通，另一端连通至预置仓中；以及第二管体，其一端嵌入至封孔组件中，另一端连通至预置仓中，所述预置仓还采用第三管体与集气仓相连通。

摘要： 本发明公开了一种瓦斯煤矿三废热能发生装置及瓦斯煤矿三废综合治理方法，涉及瓦斯煤矿三废治理技术领域，以在降低瓦斯煤矿煤泥、矸石治理成本的前提下，解决瓦斯煤矿乏风治理过程中乏风利用率较低和乏风大量逃逸的问题。该瓦斯煤矿三废热能发生装置包括气化室、加压装置和换热装置；加压装置的入口与煤矿瓦斯管道相连通，加压装置的出口与换热装置的吸热侧的入口相连，换热装置的吸热侧的出口分别与乏风反应室的入口和气化室的入口相连，气化室的出口与乏风反应室的入口相连，乏风反应室的出口经换热装置的放热侧与外界连通。本发明提供的瓦斯煤矿三废热能发生装置及瓦斯煤矿三废综合治理方法用于煤矿三废的处理利用。

摘要： 本发明公开了一种瓦斯煤矿三废热能发生装置及瓦斯煤矿三废综合治理方法，涉及瓦斯煤矿三废治理技术领域，以在降低瓦斯煤矿煤泥、矸石治理成本的前提下，解决瓦斯煤矿乏风治理过程中乏风利用率较低和乏风大量逃逸的问题。该瓦斯煤矿三废热能发生装置包括气化室、加压装置和换热装置；加压装置的入口与煤矿瓦斯管道相连通，加压装置的出口与换热装置的吸热侧的入口相连，换热装置的吸热侧的出口分别与乏风反应室的入口和气化室的入口相连，气化室的出口与乏风反应室的入口相连，乏风反应室的出口经换热装置的放热侧与外界连通。本发明提供的瓦斯煤矿三废热能发生装置及瓦斯煤矿三废综合治理方法用于煤矿三废的处理利用。

摘要： 一种煤矿瓦斯治理用瓦斯抽放装置及其使用方法，属于煤矿瓦斯治理技术领域。所述煤矿瓦斯治理用瓦斯抽放装置包括总管、固设于总管的支管以及固设于支管的导通壳，导通壳外壁转动安装密封组件，导通壳内壁贴合阻隔块，阻隔块设置两个，两个阻隔块之间采用预设长度间隔设置，阻隔块与密封组件相连接，以使阻隔块能够在密封组件的带动下相对于导通壳进行转动，导通壳外壁固定连接检测口，以进行甲烷浓度检测。所述煤矿瓦斯治理用瓦斯抽放装置及其使用方法能够实现甲烷浓度快速检测并避免甲烷漏出，提高使用安全。

摘要： 本发明公开了一种用于煤矿瓦斯抽采的瓦斯浓度监测预警装置，属于瓦斯技术领域。一种用于煤矿瓦斯抽采的瓦斯浓度监测预警装置，包括瓦斯浓度监测预警器主体，瓦斯浓度监测预警器主体一侧设有输气机构，输气机构包括：进气管，进气管下部开设有多个进气口，进气口内设有滤网；多个支撑杆，支撑杆可旋转的安装在进气管下方；气泵，气泵可旋转的安装在进气管一端；连接管，连接管一端与气泵安装固定、另一端与瓦斯浓度监测预警器主体安装固定；封堵机构，封堵机构可旋转的安装在进气管内部，封堵机构能够保持同时只有一个进气口开启。本装置能够有效的对矿道内的瓦斯浓度进行监测。

摘要： 本实用新型提供一种煤矿瓦斯抽采转接器及煤矿瓦斯抽采封孔装置，包括两通转接头，转接器体，法兰盘，主抽采管道，从抽采管道，连接软管，对接管，抽采管，抽采孔，采煤工作面，可取放式拆卸对接封孔结构和可活动调节稳固支撑杆。本实用新型封堵塞，连接绳，拆卸板，对接封管和取放管的设置，有利于根据封堵需求将封堵塞和对接封管进行连接，并通过拆卸板可便于拆卸整个结构，方便操作；地脚螺栓，底部支撑座，连接座一，伸缩杆，活动管，调节螺栓和连接座二的设置，有利于对转接器体起到良好的稳固支撑作用，并可根据支撑需求进行伸缩调节，保证支撑固定稳定性。

摘要： 本实用新型涉及一种煤矿瓦斯抽采转接器及煤矿瓦斯抽采封孔装置，属于矿井安全技术领域。该煤矿瓦斯抽采转接器包括两端管口与抽采管道相连接的转接管，所述转接管的管壁上设置有通气孔，转接管的管体外表面上与通气孔对应位置固定设置有与转接管内部相通并用来与封孔器相连的转接头。本实用新型的煤矿瓦斯抽采转接器可以方便地对抽采管道进行连接，在采煤工作面施工抽采浅孔时，随着施工进度边生产边抽采，充分减少了瓦斯逸出，也提高了抽采效率。

摘要： 本实用新型公开了一种煤矿瓦斯防爆管，包括PVC的管体，在管体外壁距离两管口10-15厘米的位置均设置一环形突台，所述管体位于两环形突台之间的外壁上缠绕着铁丝。本实用新型还公开了一种煤矿瓦斯防爆管组合，它由所述管体依次首尾连接而成，其中一根管体的管口固焊一与环形突台大小匹配的套管，其焊接处位于环形突台背对管口的一面，另一根管体管口的环形突台卡在套管里，在套管上包裹着废旧轮胎，所述废旧轮胎包裹的长度大于套管的长度，并用金属丝将废旧轮胎捆在管体上。

摘要： 本实用新型涉及煤矿开采技术领域，且公开了一种高瓦斯煤矿瓦斯抽采系统，包括地面、瓦斯抽采站和抽采管，所述抽采管设置于地面的内部并与瓦斯抽采站连接设置，所述抽采管的上端延伸至地面的上方，所述地面的上方水平设有支撑板，所述支撑板的下表面左右两侧均通过支撑杆固定设置于地面上，所述支撑板的上表面左侧固定设有抽采泵，所述抽采泵的输出端固定设有连接管，所述支撑板的下方设有横管，所述横管的杆壁下侧与抽采管的上端可拆卸设置，所述横管的两端均固定设有滑块，所述滑块与支撑杆的杆壁滑动设置，所述横管上设有移动机构。本实用新型节省了不必要的设备成本浪费，且能够完成对瓦斯的集中抽采。

摘要： 本实用新型公开了一种煤矿瓦斯治理用瓦斯抽放装置，涉及瓦斯治理技术领域。其技术要点是：包括连接管，连接管的两端均插设有输送管，两个输送管之间设有间隙，间隙设有转动件，转动件与输送管的端部转动连接，输送管套设有从动齿轮且两者固定连接，从动齿轮啮合有驱动齿轮，驱动齿轮一端连接有第一电机，转动件内侧连接有过滤网，过滤网的一侧设有刷毛，刷毛与输送管连接，输送管于刷毛的正下方开设有排尘口，排尘口下端连接有收集管，收集管的下端贯穿连接管，收集管下端连接有橡胶密封环，橡胶密封环的下端贴合设置有转盘，转盘上开设有两个出料口，转盘一侧设有驱动机构。该装置具有的优点是可以保障输送管的畅通，提高了输送管的抽取效果。