瓦斯治理装置的结构设计

㈠ 煤矿瓦斯治理方法有哪些

煤层气俗称“瓦斯”，其主要成分是CH4（甲烷），是主要存在于煤矿的伴生气体，也是造成煤矿井下事故的主要原因之一。

煤层气是热值高、无污染的新能源。它可以用来发电，用作工业燃料、化工原料和居民生活燃料。煤层气随着煤炭的开采泄漏到大气中，会加剧全球的温室效应。而如果对煤层气进行回收利用，在采煤之前先采出煤层气，煤矿生产中的瓦斯将降低70%到85%。

煤层气的开采一般有两种方式：一是地面钻井开采；二是井下瓦斯抽放系统抽出。地面钻井开采的煤层气和抽放瓦斯都是可以利用的，通过地面开采和抽放后可以大大减少风排瓦斯的数量，降低了煤矿对通风的要求，改善了矿工的安全生产条件。地面钻井开采方式，国外已经使用，我国有些煤层透气性较差，地面开采有一定困难，但若积极开发每年至少可采出50亿立方米；由于过去除了供暖外没有找到合理的利用手段，未能充分利用，所以，抽放瓦斯绝大部分仍然排入大气，花去了费用，浪费了资源，污染了环境。

我国煤层气资源丰富，居世界第三。每年在采煤的同时排放的煤层气在130亿立方米以上，合理抽放的量应可达到35亿立方米左右，除去现已利用部分，每年仍有30亿立方米左右的剩余量，加上地面钻井开采的煤层气50亿立方米，可利用的总量达80亿立方米，约折合标煤1000万吨。如用于发电，每年可发电近300亿千瓦时。

煤层气又称煤层瓦斯，煤层甲烷，它是成煤过程中经过生物化学热解作用以吸附或游离状态赋存于煤层及固岩的自储式天然气体，属于非常规天然气，它是优质的化工和能源原料。

煤层气是种清洁的能源，它一般存在于煤矿中，对煤矿安全威胁很大，如果释放到空气中又会导致气候变暖，但若能有效开发利用，可以变成清洁的天然气能源。目前煤层气已经在美国、德国、俄罗斯等多个国家使用，但国内的利用率较低。

㈡ 瓦斯治理技术与瓦斯抽放研究的意义

因此，为了保证选煤厂的安全生产，笔者根据自己多年的矿井治理瓦斯积聚问题的经验，结合屯兰选煤厂煤仓瓦斯情况，研制了一种“选煤厂煤仓新型瓦斯治理装置”，彻底解决了现有选煤厂煤仓存在的瓦斯超标易造成瓦斯爆炸和治理费用昂贵等难题。

2选煤厂煤仓新型瓦斯治理装置的研究

2.1屯兰选煤厂煤仓瓦斯情况

屯兰选煤厂始建于1997年10月，是设计入选原煤40Mt/a的特大型炼焦选煤厂，1997年10月31日正式投产。现有原煤仓4个，产品仓 4个，2个转载站。屯兰矿生产的原煤由带式运输机运向屯兰选煤厂4个原煤仓储存待选，原煤经洗选后，其产品由带式运输机进入4个不同的产品仓等待外运。缓冲仓2个暂不用，只是在生产紧张时使用。

原煤仓4个每个仓直径φ21m、高42.00m(储煤净高34.62m)、最大储存煤量3600t，原煤仓内的瓦斯浓度高达8.2%。

产品仓4个每个仓直径φ21m、高44.87m(储煤净高39.00m)、最大储存煤量3300t，产品仓内的瓦斯浓度高达9.0%

2.2新型瓦斯治理装置的研究

2.2.1新型瓦斯治理装置的试验研究

为了解决屯兰选煤厂煤仓瓦斯问题，笔者多次到现场实测选煤厂大气参数和多种气体(等20多种)，调查和分析屯兰选煤厂历年的大气压力、温度、湿度变化规律。并结合现有的理论结合大量的实践经验，对屯兰选煤厂煤仓和运输长廊瓦斯参数进行正交理论分析，在此基础上进行试验分析，从而得出最佳的试验方案。

对确立的最优方案再进行反复试验，在试验中对试验参数不断修正。对试验结果与现有存在的问题进行科学的比较、分析、归纳、总结，并借助现代分析技术和手段，得出了最佳治理屯兰选煤厂煤仓及运输长廊瓦斯积聚问题的试验方案。

2.2.2煤仓新型瓦斯治理系列装置设计

煤仓新型瓦斯治理技术方案是：选煤厂煤仓瓦斯积聚治理装置由若干个煤仓瓦斯分离器、风幛、双向风窗和焚风通风塔组成，煤仓瓦斯分离器设在煤仓的周边，风幛设在煤仓顶部的中央，双向风窗设在煤仓外壁的上方，檒风通风塔设在煤仓顶部的两边或煤仓外壁的上方。

煤仓瓦斯分离器由筒体、瓦斯释放帽、瓦斯释放孔和过滤网等构成，瓦斯释放帽设在筒体得顶部，瓦斯释放孔设在瓦斯释放帽上，过滤网均匀设在筒体上，煤仓瓦斯分离器主要功能是将煤体内或煤体上方的瓦斯，按所要求的方向分离出来。

风幛是一个圆台型的筒体，双向风窗由向上风叶、向下风叶和框架组成，向上风叶设在框架的上部，向下风叶设在框架的下部，

檒风通风塔由焚风曲线体、变线体、集风道和三叉排风器等构成，主要功能是形成强大的焚风效应，按所要求的方向将瓦斯排到煤仓外。

由于屯兰选煤厂煤仓新型瓦斯治理系列装置采用了煤仓瓦斯分离器、风幛、双向风窗和檒风通风塔，构成了一个综合治理装置，能够降低或消除煤仓中的全部瓦斯，彻底治理选煤厂瓦斯积聚的问题。

3实施效果

3.1安全效果

根据屯兰选煤厂特定的地理环境和气候条件影响的实际情况，根据大量的实践经验和有关理论，确定采用风幛、风窗、通风塔、焚风通风塔等通风设施后，屯兰选煤厂主要生产环节的要害部位和各个局部地点的瓦斯浓度达到以下效果,符合煤矿法律、法规和《煤矿安全规程》要求。

1］原煤仓［包括产品仓］顶部皮带长廊的采用通风设施后瓦斯浓度常年达到0.5%以下。

2］原煤仓［包括产品仓］内部上隅角(死角)采用通风设施后，瓦斯浓度在正常生产情况下0.5%以下。

3］原煤仓［包括产品仓］底部溜煤口仓内，采用通风设施后，瓦斯浓度可达到0.5%以下。

4］原煤仓［包括产品仓］顶部皮带长廊的(有工作人员的场所)的地点，采用通风设施后达到达到各自的《国家标准》和《行业标准》安全浓度。

根据实验结果证明瓦斯浓度由原来的8.2%,常年可降低到0.5%以下，瓦斯浓度完全符合国家标准和行业标准的安全浓度。具有治理瓦斯安全可靠，使企业的安全生产和从业人员的生命安全以及企业财产得到保证，真正意义地实现安全生产。

3.2经济效益评价

根据屯兰选煤厂现有情况概算其经济效益。

3.2.1轴流式通风机方案

该选煤厂原煤仓4个，每仓1台5.5KW轴流式通风机，2#仓另安装1台2×15KW轴流式通风机,仓上走廊有2台5.5KW移动式通风机,仓下安装有1台2×15KW轴流式通风机，放煤溜槽口有2台5.5KW移动式通风机;精煤仓4个，每仓2台5.5KW轴流通风机，仓上走廊有1台5.5KW 移动式通风机,仓下安装有1台2×15KW轴流式通风机，转载点落煤处安装1台5.5KW移动式通风机。

1)瓦斯处理主要费用。根据该选煤厂提供的实际费用：①电费：5.5KW移动式通风机月电耗1980元，年电耗23760元;2×15KW仓下通风机月电耗10800元，年电耗129600元。

2)风机折旧费。2×15KW仓下通风机原价5万元服务年期7a，年折旧费7143元;2.86台为20429元/a;5.5KW移动式通风机原价2.7万元服务年期7a，年折旧费3857元，2.86台为11031元/a。

新型瓦斯积聚治理装置一个相当于2.86台轴流式通风机，且效果比轴流式通风机稳定、可靠。

3.2.2新型瓦斯积聚治理装置方案经济效益

若停用风机，改用瓦斯积聚治理装置则：

1)停1台5.5KW通风机年省费用:23760+11031=34791元/a;停1台2×15KW轴流式通风机其费用:129600+20429=150029元/a。

2)4个原煤仓通风机全部停用(8台5.5KW;2台2×15KW)，其费用为:34791×8+150029×2=278328+300058=578386元/a。

3)4个精煤仓通风机全部停用(10台5.5KW;1台2×15KW),其费用为:34791×10+150029=347910+150029=497939元/a。

3.2.3费用

服务年限按20a计算：4个原煤仓为1156.77万元,4个精煤仓为995.88万元，合计156.77+995.88=2152.65万元。

新型瓦斯积聚治理装置的一次性制造加工成本费用为128万元，则节省费用为2024.65万元。

可见在屯兰选煤厂安装“选煤厂煤仓新型瓦斯治理系列装置”以后，由于该装置是安全、经济、永固、无动力的构造设施，以其取代原设计的轴流式通风机，所带来的经济效益相当可观。

3.2社会效益：

新装置填补了我国选煤厂瓦斯治理的空白，开创了我国无动力治理瓦斯新经验和先例，对所有高瓦斯选煤厂的瓦斯治理开辟了一条新途径，为以后大型选煤厂设计提供了先进的新技术，实现了大型选煤厂永久性的瓦斯治理。同时由于该系列装置结构简单，管理方便，不需经常维修，无需专人操作，具有简便易行、经济实用、安全可靠等优点，因此易于在全国煤炭行业［以及矿山］推广使用，具有深远的现实意义。

4、结论

总结“选煤厂煤仓新型瓦斯治理装置”有以下特点：

1)、该技术的发明属于国内首创，世界先进，具有技术先进、科学合理，填补了我国选煤厂瓦斯治理的空白。属于世界性先进技术，达到世界先进水平。

2)、该装置的使用将有效的治理选煤厂煤仓瓦斯积聚问题。它的研制成功将对所有高瓦斯选煤厂煤仓瓦斯治理开辟一条新途径。

3)、该装置是安全、经济、永固、无动力的构造设施，以其取代常用的轴流式通风机，所带来的经济效益相当可观。

4)、该装置结构简单，管理方便，不需经常维修，简便易行，无需专人操作，易于推广使用，且开创了我国选煤厂无动力治理瓦斯经验和先例。

5)、这项新技术的成功运用到设计上将对我国大型选煤厂煤仓瓦斯积聚治理产生深远的意义。给以后大型选煤厂设计提供了先进的新技术。

6)、开创了我国无动力治理瓦斯新经验，不需要巨资安装带动力的通风设备，一次安装，永久使用，经济实用，安全可靠，以确保该系统的安全性。

7)特别指出选煤厂煤仓新型瓦斯治理装置是无噪音、无动力、无污染的通风构造设施，纯属于环保节能型产品。

8)、本装置的原理，可以拓展到所有需要排气、排污的建筑、工厂、矿山，以及民宅、厨房无动力排油烟机等等领域。

该技术可以取消全国选煤厂所有的通风机，而且完全彻底永久解决瓦斯积聚问题。

选煤厂煤仓新型瓦斯治理装置在全国乃至全世界推广使用,开创了我国瓦斯治理的先驱，具有推广使用价值。

瓦斯抽放研究

煤矿矿井中瓦斯涌出量很大，靠通风难以稀释排除时，可用抽放的方法,排除瓦斯,减少通风负担。40年代末,中国在抚顺煤田进行抽放瓦斯试验,50年代应用于生产，抽出数量逐年增加。其后阳泉、天府、中梁山、包头、南桐、北票等矿区也陆续开展抽放瓦斯工作。1981年全国一百多个矿井安设了抽放瓦斯设备，每年抽放瓦斯达3亿米3，供给工业、民用燃料和作化工原料，变害为利。
抽放工艺 在地面建立瓦斯泵站，经井下抽放瓦斯管道系统与抽放钻孔连接，泵运转时造成负压，将瓦斯抽出，送入瓦斯罐，或直接供给用户。如抽出瓦斯数量较小，或很不稳定，可直接排放到大气中。
抽放方法 按瓦斯来源不同，可分三类：①抽放开采煤层本身的瓦斯。开采高沼气厚煤层时，瓦斯主要来自开采层本身。抚顺煤矿在煤巷掘进前，从底板岩石巷道打钻穿透煤层,钻孔中插入钢管并将孔口周围密封,瓦斯从插管中抽出。因抽放超前于掘进、回采，使采掘工作减少了瓦斯威胁，此法又称“钻孔预抽瓦斯”。②抽放邻近煤层中的瓦斯。在多煤层矿井，用长壁工作面回采时，顶底板岩层和煤层（包括可采层与不可采层）卸压，瓦斯流动性增加，大量涌入工作面，危害生产。通常在回采前打钻孔到顶板或底板的邻近煤层，回采后瓦斯大量流入钻孔，通过孔口插管，将瓦斯抽出。③抽放采空区的瓦斯。有的矿井采空区大量涌出瓦斯，可在采空区周围密闭墙上插入钢管；也可以从巷道向采空区打钻孔，抽放瓦斯。
在条件适宜时还可从地面钻孔抽放瓦斯。优点是不受井下采煤工作的限制和干扰，钻孔抽放工作可超前于采掘工作，抽放时间较充裕。缺点是钻孔较深，需排除孔内积水。
发展趋势 目前中国瓦斯抽放量只占抽放瓦斯矿井全部涌出量的20％。正在研究瓦斯流动规律，加大煤层的透气性和改进抽放工艺，进一步提高瓦斯抽放量。

㈢ 噪声治理系统中建、构筑物的结构设计要求

第4．3．1条 隔声结构的设计，应首先收集隔声构件固有隔声量的实测数据。 单层均质构件（墙与楼板）的固有隔声量，可按质量定律的经验公式进行估算。 选用单层隔声构件，应防止吻合效应的影响。需要以较轻重量获得较高隔声量（如超过30dB）时，隔声结构可选用复合结构。

第4．3．2条 双层结构的设计，应符合下列要求：

一、隔声结构的共振频率，宜设计在50Hz以下；空气层的厚度，不宜小于50mm。

二、吻合频率不宜出现在中频段。双层结构各层的厚度不宜相同，或采用不同刚度，或加阻尼。

三、双层间的连接，应避免出现声桥。双层结构的层与层之间、双层结构与基础之间，宜彼此完全脱开。

四、双层结构间宜填充多孔吸声材料。此时的平均隔声量可按增加5dB进行估算。

第4．3．3条 设计与选用隔声门窗，必须防止缝隙漏声，并应满足下列要求：

一、门扇和窗扇的隔声性能应与缝隙处理的严密性相适应。

二、门扇构造宜选用填充多孔材料（如矿棉、玻璃棉等）的夹层结构。多层复合结构的分层，不宜过多。门扇不宜过重，面密度宜控制在60kg/m2 以内。

三、门缝宜采用斜企口密封；使用压紧密封条时，密封条必须柔软而富于弹性。企口道数不应超过两道，并应有压紧装置。

四、隔声窗的层数，可根据需要的隔声量确定。通常可选用单层或双层。需要隔声量超过25dB而又没有开启要求时，可采用双层固定密封窗，并在两层间的边框上敷设吸声材料。特殊情况下（如需要隔声量超过40dB时），可采用三层。

五、需要较高隔声性能的隔声门设计，可采用设置有两道门的声闸。声闸的内壁面，应具有较高的吸声性能。两道门宜错开布置。

第4．3．4条 隔声室的设计，应符合下列规定：

一、有大量自动化与各种测量仪表的中心控制室，或高噪声设备试车车间的试验控制室，宜采用以砖、混凝土等建筑材料为主的高性能隔声室。必要时，墙体与屋盖可采用双层结构，门窗等隔声构件宜采用带双道隔声门的门斗与多层隔声窗。围护结构的内表面应有良好的吸声设计。

其他的请详细参考GBJ87-85

㈣ 煤矿瓦斯治理十六字体系和十二字方针是啥关系

煤矿瓦斯治理十六字体系是十二字方针的具体体现、深化和发展。

十二字方针：先抽后采；监测监控；以风定产。

十六字体系：通风可靠；抽采达标；监控有效；管理到位。

黑龙江各地区、部门、煤矿企业按照国家和省政府的统一安排部署，全面落实“先抽后采、监测监控、以风定产”瓦斯治理十二字方针，不断强化瓦斯防治意识，加大瓦斯治理投入，落实瓦斯防治措施，提升瓦斯防治科技创新水平，提高监管监察帮扶手段，煤矿瓦斯防治工作取得了一定成效。

(4)瓦斯治理装置的结构设计扩展阅读：

煤矿井下治理瓦斯基本原则

1、确保各个用风地点风量充足，防止瓦斯聚积。

2、合理布置采掘系统，分区治理、强采强抽，高强度的瓦斯抽放，多打孔，密打孔，严抽放。

3、坚持开采保护层，利用保护层开采及卸压瓦斯强化抽放方法治理，区域性的瓦斯治理有开采保护层，和本煤层瓦斯抽放(穿层、顺层)，局部的有超前抽排放钻孔等。

4、安全防护措施，（远距离放炮，防突风门，闭锁装置，放炮管理等）。上隅角瓦斯治理最好用埋管及高位钻孔抽放。

㈤ 变压器瓦斯保护装置的工作原理是什么

变压器瓦斯保护的范围
瓦斯保护的范围是变压器内部多相短路；匝间短路，匝间与铁心或外皮短路；铁心故障（发热烧损）；油面下降或漏油；分接开关接触不良或导线焊接不良。
瓦斯保护的优点是不仅能反映变压器油箱内部的各种故障，而且还能反映差动保护所不能反映的不严重的匝间短路和铁心故障。此外，当变压器内部进入空气时也有所反映。因此，是灵敏度高、结构简单、动作迅速的一种保护。
其缺点是不能反映变压器外部故障（套管和引出线），因此瓦斯保护不能作为变压器各种故障的唯一保护。瓦斯保护抵抗外界干扰的性能较差，例如剧烈的震动就容易误动作。如果在安装瓦斯继电器时未能很好地解决防油问题或瓦斯继电器不能很好地防水，就有可能漏油腐蚀电缆绝缘或继电器进水而造成误动作。
2 瓦斯继电器的动作原理
当变压器出现内部故障时，产生的气体将聚集在瓦斯继电器的上部，使油面降低。当油面降低到一定程度后，上浮筒便下沉，使水银接点接通，发出信号。如果是严重故障，油流会冲击挡板，使之偏转，并带动挡板后的连动杆向上转动，挑动与水银接点卡环相连的连动环，使水银接点分别向与油流垂直的两侧转动，两水银接点同时接通，使开关跳闸或发出信号。
常用的瓦斯继电器有两种：一是浮子式；二是挡板式。挡板式瓦斯继电器是将浮子式的下浮子改为挡板结构。两者的区别是，挡板式的挡板结构不随油面下降而动作，而是在油的流速达到0.6～1.0m/s时才动作，所以挡板式瓦斯继电器遇到油面下降或严重缺油时，不会造成重瓦斯误动跳闸。
3 瓦斯继电器收集气体判别故障
瓦斯继电器动作后，如果不能明确判别是不是变压器内部故障所致，就应立即收集瓦斯继电器内聚积的气体，通过鉴别气体的性质，做进一步判别。
一般将专用玻璃瓶倒置，使瓶口靠近瓦斯继电器的放气阀来收集气体。如果收集到的气体无色无味，且不能点燃，说明瓦斯继电器动作是油内排出空气所致。如果收集到的气体为黄色，且不易点燃，说明变压器的木质部分出现了故障；如果所收集的气体为淡黄色并带强烈臭味，又可燃烧，则表明是纸质部分故障；如果气体为灰色或黑色易燃气体，则为绝缘油故障。
判别气体是否可燃时，对室外变压器可直接打开瓦斯继电器的放气阀，点燃从放气阀排出的气体，若为可燃气体，沿气流方向将看到明亮的火焰。试验时应注意，为了确保安全，在油开始外溢前必须及时关闭放气阀。
从室内变压器收集的气体，应置于安全地点进行点燃试验。判别气体有颜色时动作必须迅速，否则颜色很快就会消失，从而得不到正确结果。

㈥ 瓦斯治理什么叫四位一体

区域综合防突措施包括下列内容：

（一）区域突出危险性预测；

（二）区域防突措施；

（三）区域措施效果检验；

（四）区域验证。

局部综合防突措施包括下列内容：

（一）工作面突出危险性预测；

（二）工作面防突措施；

（三）工作面措施效果检验；

（四）安全防护措施。

㈦ 采掘工作面瓦斯传感器如何布置，并对报警、断电、复电规定有何要求

①瓦斯报警点:T1为1% CH4;

②瓦斯断电点:T1为1.5%CH4;

③断电范围:T1为掘进工作面全部非本质安全型电气版设备;

④复权电点:T1小于1% CH4。

高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井：

(1)监测内容:在掘进面回风流中增设1个高低浓度组合式瓦斯传感器。

(2)测点布置:按图3-5要求布置。

(7)瓦斯治理装置的结构设计扩展阅读：

被串联掘进工作面局部通风机前的甲烷传感器报警浓度≥0.5%CH4，断电浓度≥0.5%CH4，复电浓度＜0.5%CH4，断电范围为被串联掘进巷道内全部非本质安全型电气设备；若包括局部通风机在内，则断电浓度为≥1.5%CH4。

煤巷、半煤岩巷和有瓦斯涌出岩巷的掘进工作面应在以下地点设置甲烷传感器，并实现瓦斯风电闭锁：

（1）在掘进工作面混合风流处，即距工作面迎头≤5m处。

（2）在掘进工作面回风流中，即距采区回风上山15m处。

（3）采用串联通风的掘进工作面，被串联工作面局部通风机前3～5m处。

㈧ “瓦斯治理十二字方针”和“十六字体系”是什么

瓦斯治理十二字方针：先抽后采；监测监控；以风定产。

瓦斯治理十六字体系：通风可靠；抽采达标；监控有效；管理到位。