瓦斯治理裝置的結構設計

㈠ 煤礦瓦斯治理方法有哪些

煤層氣俗稱「瓦斯」，其主要成分是CH4（甲烷），是主要存在於煤礦的伴生氣體，也是造成煤礦井下事故的主要原因之一。

煤層氣是熱值高、無污染的新能源。它可以用來發電，用作工業燃料、化工原料和居民生活燃料。煤層氣隨著煤炭的開采泄漏到大氣中，會加劇全球的溫室效應。而如果對煤層氣進行回收利用，在採煤之前先採出煤層氣，煤礦生產中的瓦斯將降低70%到85%。

煤層氣的開采一般有兩種方式：一是地面鑽井開采；二是井下瓦斯抽放系統抽出。地面鑽井開採的煤層氣和抽放瓦斯都是可以利用的，通過地面開采和抽放後可以大大減少風排瓦斯的數量，降低了煤礦對通風的要求，改善了礦工的安全生產條件。地面鑽井開采方式，國外已經使用，我國有些煤層透氣性較差，地面開采有一定困難，但若積極開發每年至少可采出50億立方米；由於過去除了供暖外沒有找到合理的利用手段，未能充分利用，所以，抽放瓦斯絕大部分仍然排入大氣，花去了費用，浪費了資源，污染了環境。

我國煤層氣資源豐富，居世界第三。每年在採煤的同時排放的煤層氣在130億立方米以上，合理抽放的量應可達到35億立方米左右，除去現已利用部分，每年仍有30億立方米左右的剩餘量，加上地面鑽井開採的煤層氣50億立方米，可利用的總量達80億立方米，約摺合標煤1000萬噸。如用於發電，每年可發電近300億千瓦時。

煤層氣又稱煤層瓦斯，煤層甲烷，它是成煤過程中經過生物化學熱解作用以吸附或游離狀態賦存於煤層及固岩的自儲式天然氣體，屬於非常規天然氣，它是優質的化工和能源原料。

煤層氣是種清潔的能源，它一般存在於煤礦中，對煤礦安全威脅很大，如果釋放到空氣中又會導致氣候變暖，但若能有效開發利用，可以變成清潔的天然氣能源。目前煤層氣已經在美國、德國、俄羅斯等多個國家使用，但國內的利用率較低。

㈡ 瓦斯治理技術與瓦斯抽放研究的意義

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。緩沖倉2個暫不用，只是在生產緊張時使用。

原煤倉4個每個倉直徑φ21m、高42.00m(儲煤凈高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(儲煤凈高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(等20多種)，調查和分析屯蘭選煤廠歷年的大氣壓力、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分析，在此基礎上進行試驗分析，從而得出最佳的試驗方案。

對確立的最優方案再進行反復試驗，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，並藉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煤倉新型瓦斯治理系列裝置設計

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干個煤倉瓦斯分離器、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，檒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，

檒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系列裝置採用了煤倉瓦斯分離器、風幛、雙向風窗和檒風通風塔，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，確定採用風幛、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《煤礦安全規程》要求。

1］原煤倉［包括產品倉］頂部皮帶長廊的採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)採用通風設施後，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，採用通風設施後，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，採用通風設施後達到達到各自的《國家標准》和《行業標准》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准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系列裝置」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。同時由於該系列裝置結構簡單，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，以確保該系統的安全性。

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、無污染的通風構造設施，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、排污的建築、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。

瓦斯抽放研究

煤礦礦井中瓦斯湧出量很大，靠通風難以稀釋排除時，可用抽放的方法,排除瓦斯,減少通風負擔。40年代末,中國在撫順煤田進行抽放瓦斯試驗,50年代應用於生產，抽出數量逐年增加。其後陽泉、天府、中梁山、包頭、南桐、北票等礦區也陸續開展抽放瓦斯工作。1981年全國一百多個礦井安設了抽放瓦斯設備，每年抽放瓦斯達3億米3，供給工業、民用燃料和作化工原料，變害為利。
抽放工藝 在地面建立瓦斯泵站，經井下抽放瓦斯管道系統與抽放鑽孔連接，泵運轉時造成負壓，將瓦斯抽出，送入瓦斯罐，或直接供給用戶。如抽出瓦斯數量較小，或很不穩定，可直接排放到大氣中。
抽放方法 按瓦斯來源不同，可分三類：①抽放開採煤層本身的瓦斯。開采高沼氣厚煤層時，瓦斯主要來自開采層本身。撫順煤礦在煤巷掘進前，從底板岩石巷道打鑽穿透煤層,鑽孔中插入鋼管並將孔口周圍密封,瓦斯從插管中抽出。因抽放超前於掘進、回採，使採掘工作減少了瓦斯威脅，此法又稱「鑽孔預抽瓦斯」。②抽放鄰近煤層中的瓦斯。在多煤層礦井，用長壁工作面回採時，頂底板岩層和煤層（包括可采層與不可采層）卸壓，瓦斯流動性增加，大量湧入工作面，危害生產。通常在回採前打鑽孔到頂板或底板的鄰近煤層，回採後瓦斯大量流入鑽孔，通過孔口插管，將瓦斯抽出。③抽放采空區的瓦斯。有的礦井采空區大量湧出瓦斯，可在采空區周圍密閉牆上插入鋼管；也可以從巷道向采空區打鑽孔，抽放瓦斯。
在條件適宜時還可從地面鑽孔抽放瓦斯。優點是不受井下採煤工作的限制和干擾，鑽孔抽放工作可超前於採掘工作，抽放時間較充裕。缺點是鑽孔較深，需排除孔內積水。
發展趨勢 目前中國瓦斯抽放量只佔抽放瓦斯礦井全部湧出量的20％。正在研究瓦斯流動規律，加大煤層的透氣性和改進抽放工藝，進一步提高瓦斯抽放量。

㈢ 雜訊治理系統中建、構築物的結構設計要求

第4．3．1條 隔聲結構的設計，應首先收集隔聲構件固有隔聲量的實測數據。 單層均質構件（牆與樓板）的固有隔聲量，可按質量定律的經驗公式進行估算。 選用單層隔聲構件，應防止吻合效應的影響。需要以較輕重量獲得較高隔聲量（如超過30dB）時，隔聲結構可選用復合結構。

第4．3．2條 雙層結構的設計，應符合下列要求：

一、隔聲結構的共振頻率，宜設計在50Hz以下；空氣層的厚度，不宜小於50mm。

二、吻合頻率不宜出現在中頻段。雙層結構各層的厚度不宜相同，或採用不同剛度，或加阻尼。

三、雙層間的連接，應避免出現聲橋。雙層結構的層與層之間、雙層結構與基礎之間，宜彼此完全脫開。

四、雙層結構間宜填充多孔吸聲材料。此時的平均隔聲量可按增加5dB進行估算。

第4．3．3條 設計與選用隔聲門窗，必須防止縫隙漏聲，並應滿足下列要求：

一、門扇和窗扇的隔聲性能應與縫隙處理的嚴密性相適應。

二、門扇構造宜選用填充多孔材料（如礦棉、玻璃棉等）的夾層結構。多層復合結構的分層，不宜過多。門扇不宜過重，面密度宜控制在60kg/m2 以內。

三、門縫宜採用斜企口密封；使用壓緊密封條時，密封條必須柔軟而富於彈性。企口道數不應超過兩道，並應有壓緊裝置。

四、隔聲窗的層數，可根據需要的隔聲量確定。通常可選用單層或雙層。需要隔聲量超過25dB而又沒有開啟要求時，可採用雙層固定密封窗，並在兩層間的邊框上敷設吸聲材料。特殊情況下（如需要隔聲量超過40dB時），可採用三層。

五、需要較高隔聲性能的隔聲門設計，可採用設置有兩道門的聲閘。聲閘的內壁面，應具有較高的吸聲性能。兩道門宜錯開布置。

第4．3．4條 隔聲室的設計，應符合下列規定：

一、有大量自動化與各種測量儀表的中心控制室，或高雜訊設備試車車間的試驗控制室，宜採用以磚、混凝土等建築材料為主的高性能隔聲室。必要時，牆體與屋蓋可採用雙層結構，門窗等隔聲構件宜採用帶雙道隔聲門的門斗與多層隔聲窗。圍護結構的內表面應有良好的吸聲設計。

其他的請詳細參考GBJ87-85

㈣ 煤礦瓦斯治理十六字體系和十二字方針是啥關系

煤礦瓦斯治理十六字體系是十二字方針的具體體現、深化和發展。

十二字方針：先抽後采；監測監控；以風定產。

十六字體系：通風可靠；抽采達標；監控有效；管理到位。

黑龍江各地區、部門、煤礦企業按照國家和省政府的統一安排部署，全面落實「先抽後采、監測監控、以風定產」瓦斯治理十二字方針，不斷強化瓦斯防治意識，加大瓦斯治理投入，落實瓦斯防治措施，提升瓦斯防治科技創新水平，提高監管監察幫扶手段，煤礦瓦斯防治工作取得了一定成效。

(4)瓦斯治理裝置的結構設計擴展閱讀：

煤礦井下治理瓦斯基本原則

1、確保各個用風地點風量充足，防止瓦斯聚積。

2、合理布置採掘系統，分區治理、強采強抽，高強度的瓦斯抽放，多打孔，密打孔，嚴抽放。

3、堅持開采保護層，利用保護層開采及卸壓瓦斯強化抽放方法治理，區域性的瓦斯治理有開采保護層，和本煤層瓦斯抽放(穿層、順層)，局部的有超前抽排放鑽孔等。

4、安全防護措施，（遠距離放炮，防突風門，閉鎖裝置，放炮管理等）。上隅角瓦斯治理最好用埋管及高位鑽孔抽放。

㈤ 變壓器瓦斯保護裝置的工作原理是什麼

變壓器瓦斯保護的范圍
瓦斯保護的范圍是變壓器內部多相短路；匝間短路，匝間與鐵心或外皮短路；鐵心故障（發熱燒損）；油麵下降或漏油；分接開關接觸不良或導線焊接不良。
瓦斯保護的優點是不僅能反映變壓器油箱內部的各種故障，而且還能反映差動保護所不能反映的不嚴重的匝間短路和鐵心故障。此外，當變壓器內部進入空氣時也有所反映。因此，是靈敏度高、結構簡單、動作迅速的一種保護。
其缺點是不能反映變壓器外部故障（套管和引出線），因此瓦斯保護不能作為變壓器各種故障的唯一保護。瓦斯保護抵抗外界干擾的性能較差，例如劇烈的震動就容易誤動作。如果在安裝瓦斯繼電器時未能很好地解決防油問題或瓦斯繼電器不能很好地防水，就有可能漏油腐蝕電纜絕緣或繼電器進水而造成誤動作。
2 瓦斯繼電器的動作原理
當變壓器出現內部故障時，產生的氣體將聚集在瓦斯繼電器的上部，使油麵降低。當油麵降低到一定程度後，上浮筒便下沉，使水銀接點接通，發出信號。如果是嚴重故障，油流會沖擊擋板，使之偏轉，並帶動擋板後的連動桿向上轉動，挑動與水銀接點卡環相連的連動環，使水銀接點分別向與油流垂直的兩側轉動，兩水銀接點同時接通，使開關跳閘或發出信號。
常用的瓦斯繼電器有兩種：一是浮子式；二是擋板式。擋板式瓦斯繼電器是將浮子式的下浮子改為擋板結構。兩者的區別是，擋板式的擋板結構不隨油麵下降而動作，而是在油的流速達到0.6～1.0m/s時才動作，所以擋板式瓦斯繼電器遇到油麵下降或嚴重缺油時，不會造成重瓦斯誤動跳閘。
3 瓦斯繼電器收集氣體判別故障
瓦斯繼電器動作後，如果不能明確判別是不是變壓器內部故障所致，就應立即收集瓦斯繼電器內聚積的氣體，通過鑒別氣體的性質，做進一步判別。
一般將專用玻璃瓶倒置，使瓶口靠近瓦斯繼電器的放氣閥來收集氣體。如果收集到的氣體無色無味，且不能點燃，說明瓦斯繼電器動作是油內排出空氣所致。如果收集到的氣體為黃色，且不易點燃，說明變壓器的木質部分出現了故障；如果所收集的氣體為淡黃色並帶強烈臭味，又可燃燒，則表明是紙質部分故障；如果氣體為灰色或黑色易燃氣體，則為絕緣油故障。
判別氣體是否可燃時，對室外變壓器可直接打開瓦斯繼電器的放氣閥，點燃從放氣閥排出的氣體，若為可燃氣體，沿氣流方向將看到明亮的火焰。試驗時應注意，為了確保安全，在油開始外溢前必須及時關閉放氣閥。
從室內變壓器收集的氣體，應置於安全地點進行點燃試驗。判別氣體有顏色時動作必須迅速，否則顏色很快就會消失，從而得不到正確結果。

㈥ 瓦斯治理什麼叫四位一體

區域綜合防突措施包括下列內容：

（一）區域突出危險性預測；

（二）區域防突措施；

（三）區域措施效果檢驗；

（四）區域驗證。

局部綜合防突措施包括下列內容：

（一）工作面突出危險性預測；

（二）工作面防突措施；

（三）工作面措施效果檢驗；

（四）安全防護措施。

㈦ 採掘工作面瓦斯感測器如何布置，並對報警、斷電、復電規定有何要求

①瓦斯報警點:T1為1% CH4;

②瓦斯斷電點:T1為1.5%CH4;

③斷電范圍:T1為掘進工作面全部非本質安全型電氣版設備;

④復權電點:T1小於1% CH4。

高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井：

(1)監測內容:在掘進面回風流中增設1個高低濃度組合式瓦斯感測器。

(2)測點布置:按圖3-5要求布置。

(7)瓦斯治理裝置的結構設計擴展閱讀：

被串聯掘進工作面局部通風機前的甲烷感測器報警濃度≥0.5%CH4，斷電濃度≥0.5%CH4，復電濃度＜0.5%CH4，斷電范圍為被串聯掘進巷道內全部非本質安全型電氣設備；若包括局部通風機在內，則斷電濃度為≥1.5%CH4。

煤巷、半煤岩巷和有瓦斯湧出岩巷的掘進工作面應在以下地點設置甲烷感測器，並實現瓦斯風電閉鎖：

（1）在掘進工作面混合風流處，即距工作面迎頭≤5m處。

（2）在掘進工作面回風流中，即距采區回風上山15m處。

（3）採用串聯通風的掘進工作面，被串聯工作面局部通風機前3～5m處。

㈧ 「瓦斯治理十二字方針」和「十六字體系」是什麼

瓦斯治理十二字方針：先抽後采；監測監控；以風定產。

瓦斯治理十六字體系：通風可靠；抽采達標；監控有效；管理到位。