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1、煤矿排风低浓度瓦斯节能减排潜力分析学 校：湖南科技大学学 院：能源与安全工程学院专 业：采矿工程姓 名：杨启军学 号：1001010222指导老师：郝小礼目 录摘 要1Abstract2第一章 前 言31.1研究依据和意义41.1.1研究背景41.1.2研究意义51.2低浓度瓦斯特点61.3我国关于低浓度瓦斯排放的相应政策71.3.1关于对低浓度瓦斯的抽放标准71.3.2相应的政策鼓励8第二章 瓦斯含量数据分析132.1全国煤矿瓦斯涌出情况132.2全国煤矿瓦斯抽放情况142.3全国煤矿瓦斯风排情况152.4全国煤矿瓦斯利用情况17第三章 国内外研究现状及利用情况193.1 国外研究现状现状及
2、利用情况193.1.1 国外对低浓度瓦斯的现状研究：193.1.2国外对低浓度瓦斯的实际利用情况：213.2 国内研究现状及利用情况223.2.1国内对低浓度瓦斯的研究现状：223.2.2 国内对低浓度瓦斯的利用情况：243.3通过对国内外对低浓度瓦斯的利用情况进行对比分析26第四章 进行节能减排效益分析284.1社会效益分析284.2 经济效益分析294.3 环境效益分析334.4节能减排潜力分析35第五章 阐述与总结375.1最后阐述与总结37参考文献38摘 要摘 要我国煤炭资源储量丰富，然而在煤矿开采过程中因瓦斯气体引起的事故也越来越多，煤矿一般采用3种方式处理瓦斯：对浓度高于90%的，
3、通过地面钻井开采；对浓度在3%80%之间的，实行井下抽排；对浓度在0.75%以下的瓦斯，则采取通风的方式排出，然而通过通风排出的瓦斯占每年瓦斯排放量的80%-90%，由于通风瓦斯浓度极低，缺乏有效地利用方式，所以风排瓦斯都被排到空气中了。不仅造成了资源的浪费，而且加剧了温室效应。本文通过对国内外低浓度瓦斯排放及利用现状调研与分析，总结和发现煤矿抽放瓦斯与风排瓦斯的规律与特点，比较了不同减排方法的优缺点，提出我国煤矿低浓度瓦斯排放治理途径提供指导性的方法和意见。研究表明，我国通风瓦斯利用市场潜力具大、前景广阔，在CDM机制下，通风瓦斯利用项目可实现环境效益、社会效益和经济效益的多赢， 实现煤矿瓦
4、斯低浓度瓦斯资源化利用，以达到“以用促抽、以抽促采、抽 （放）风（排）并用”的目标。关键词：通风瓦斯；瓦斯利用技术；现状；社会效益；节能减排1AbstractAbstractChinas rich reserves of coal resources in coal mining, however, due to the process of gas accidents in coal mine is also increasing, commonly used in 3 ways: the processing gas concentrations higher than 90%, by g
5、round drilling; on the concentration in 3% - 80% between, implementation of underground drainage; the concentration below 0.75% gas take the mode of ventilation, exhaust, but through the ventilation exhaust gas for China annual gas emissions of 80%-90%, due to ventilation gas concentration is very l
6、ow, the lack of effective use, so the exhaust gas is exhausted into the air. Not only causes the waste of resources, but also increases the greenhouse effect. This article through to the domestic and foreign low concentration mine gas emission and utilization present situation investigation and anal
7、ysis, summary and the discovery of gas drainage and exhaust gas and characteristics of the law, the comparison of different reduction methods advantages and disadvantages, put forward our country low concentration coal mine gas emission control pathways provide guidelines and advice. Studies show th
8、at, our country ventilation gas using a large market potential and broad prospects, under the CDM mechanism, ventilation air methane utilization project can achieve environmental benefits, social benefit and economic benefit, realize the coal mine gas of low concentration gas utilization of resource
9、s, to achieve to promote gas drainage, to promote recovery, smoke ( discharge pumping ) the wind ( row ) and target.Key words: ventilation gas; gas utilization; present situation; social benefit; energy saving and emission reduction2第一章 前 言第一章 前 言我国是煤炭生产大国, 国有煤矿瓦斯及高瓦斯矿井占矿井总数的46%, 每年因开采煤炭产生的瓦斯排放量大, 其
10、中回风瓦斯的排放占90%左右。严重影响环境，增大了温室效应。由于数量巨大，所以又必要对此进行探讨研究，一来既可以节约大量的清洁能源，二来可以减少温室气体的排放，三来可以带来额外的经济效益。同时我国政府对此也由制定了很明确的排放标准，及一些要求，但同时又出台了一系列鼓励政策把低浓度瓦斯做为一种新的清洁能源来使用，提高全民意识，共同缓解温室效益，从而带了可观的经济收益。1.1研究依据和意义1.1.1研究背景瓦斯是煤矿安全生产的主要隐患, 通常采用向矿井内大量通风的方法将瓦斯排出, 形成大量的乏风瓦斯。乏风瓦斯的主要成分甲烷既是一种优质的清洁能源, 又是一种温室气体, 所产生的温室效应是二氧化碳的2
11、1倍, 对臭氧层的破坏力是二氧化碳的7倍。目前, 世界上几乎所有的超低浓度煤层气都未进行回收处理就直接排向大气, 超低浓度煤层气的直接排放一方面造成了有限的不可再生资源的严重浪费, 另一方面也加剧了大气污染和温室效应，具最新研究报告表明，最近100年(1906年2005年)来，全球平均地表温度升高了0.74，全球气候变暖严重威胁着人类社会的生存与发展，已经成为全球共同关注的问题之一。我国是煤炭生产大国, 国有煤矿瓦斯及高瓦斯矿井占矿井总数的46%, 每年因开采煤炭产生的瓦斯排放量大, 其中3回风瓦斯的排放占90%左右。从清洁能源的角度来看, 可以说煤矿瓦斯十分丰富。根据目前的发展趋势分析, 近
12、期内, 回风瓦斯利用领域将有较大的发展。从经济效益的角度来看，只要充分利用好回风瓦斯会产生很高的经济效益，例如国外许多研究机构用于回风瓦斯做主要燃料和辅助燃料，而我国在发电和增浓方面取得了显著的成功，产生了很高的经济效益。1.1.2研究意义煤矿排风是主要的瓦斯工业排放源之一，减排煤矿乏风瓦斯，可以减少温室气体排放。本研究对我国煤矿排风瓦斯的节能减排潜力进行分析，比较了不同减排方法的优缺点，既可以节约大量的清洁能源又可以减少温室气体的排放，同时可以带来额外的经济效益，因此，有必要对目前全国煤矿瓦斯涌出 、排放及利用情况进行调研，为提出我国煤矿低浓度瓦斯排放治理途径提供指导性的方法和意见。l 能源
13、节约我国每年排空的通风瓦斯相当于100150亿m3的纯甲烷含量，与西气东输的120亿m3天然气量相当。这就好比每年有1000-3000多万t煤炭被白白浪费掉，其数量差不多是一个350-500万kw的超大型火力发电厂一年的用煤量。所以此研究能够很好地展现节能效果将十分显著。l 明显的环保效益每年有100-150亿m3的纯甲烷通过通风瓦斯排空，相当于约2亿t二氧化碳。由于我国煤矿瓦斯对空排放量占全部工业生产排放甲4烷量的1/3，所以这一减排量将是我国工业生产甲烷总排量的20%还多，是我国年总温室气体排放量的近5%，环保效益十分明显。l 额外的经济效益通风瓦斯利用经济分析表明，只要采取对数量巨大的通
14、风瓦斯正确合理的有效地利用，可为煤炭企业带来可观的经济效益。1.2低浓度瓦斯特点 煤矿低浓度瓦斯有以下六个特点1）甲烷浓度低。由于煤矿安全规定，在总回风巷的瓦斯体积分数应小于0.75%。为了保证一定的安全系数，我国煤矿矿风出口处的瓦斯体积分数一般在0.40%左右，低浓度瓦斯矿井乏风中的瓦斯浓度会更低2）总瓦斯量大。对于高瓦斯矿井，出风井井口的风量一般在10000-15000m3/min。虽然瓦斯浓度很低，但实际排出的瓦斯量却很大，一般高瓦斯矿井排放量可达上千万立方米。3）浓度较稳定。根据矿井实测，出风井风流中的瓦斯浓度波动不大。图1-1是煤矿井风连续3个月的瓦斯浓度变化曲线4）回风的成分简单。
15、矿井通风的主要目的是为井下人员提供适合生存的新鲜风流，由于煤矿作业和人员、机械的工作，风流中氧气含量会减少。除此之外，还可能会含有微量的一氧化碳、硫化氢等有害气体，其他成分与大气基本一样。回风的温度、湿度和固体颗粒物含量比新鲜风流要高。5）安全性要求高。瓦斯除了会导致温室效应外，它对矿井的安5全生产也是非常重要的，这也决定了排风系统应具有很高的可靠性。6）环境条件恶劣。矿井排风湿度高，粉尘浓度大，环境恶劣。图 1-1 2010年矿井回风瓦斯浓度与流量1.3我国关于低浓度瓦斯排放的相应政策1.3.1关于对低浓度瓦斯的抽放标准矿井通风是煤矿安全生产的基础，通风系统用新鲜风流将涌入巷道中的瓦斯稀释到安全浓度以下，并通过风井排到大气中。排出风井的回风流为乏风，其中含有的瓦斯为回风瓦斯。通风系统不仅保障井下工作人员生存有着重要功能，同时还肩负着稀释、排出矿井瓦斯等危险有毒气体的重任。为了保障煤矿安全生产、保护矿工生命健康，国家煤矿安全监察局制定煤矿安全规程，其中在第一百三
