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南票矿区三家子煤矿煤层气资源及开发利用现状

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南票矿区三家子煤矿煤层气资源及开发利用现状_第1页
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第4卷 第1期 中国煤层气 Vo114 No112007年1月 CHINA COALBED METHANE Jan. 2007南票矿区三家子煤矿煤层气资源 及开发利用现状才庆玲1 尤德权2(1.辽宁省葫芦岛市环境保护科学研究所,辽宁省葫芦岛市 125000; 2.辽宁省南票矿务局环保处,辽宁省葫芦岛市 125027)摘 要:利用煤层气发电,有助于促进煤矿改善安全生产条件、减少温室气体排放,具有明显的 环境效益和经济效益辽宁南票矿区煤层气储量丰富,总储量约为28亿m3井下瓦斯的相对涌 出量2318m3/ t ,甲烷浓度为1618~60 %本文介绍了该矿区的煤层气资源现状以及相关开发利用 情况 关键词:煤层气 开发利用 发电CMM Resources and Current Status of Development development and utilization; power generation1 概述三家子煤矿隶属于南票矿务局,位于辽宁省葫芦岛市西北部,地理坐标为东经120°32′12″,北纬40°12′30″ 。

该矿1960年建设投产以来,至今已有46年开采历史现有煤田面积30km2,煤炭资源储 量为1112亿t目前煤炭生产能力90万t/ a三家 子煤矿煤层气储量丰富,总储量约为28亿m3井下瓦斯相对涌出量2318 m3/ t ,甲烷浓度为1618~60 %2004年以来该矿利用井下煤层气发电收到了 明显的经济效益和环境效益2 三家子矿区地质及煤层气资源概况211 矿区地质及煤层条件 三家子矿区位于南票煤田西南部,井田内含煤 地层为石炭二叠纪,共有六、七、八这3个煤组作者简介 才庆玲,女, 1954年生,辽宁省葫芦岛人,高级工程师其中:六煤组为主采煤层;七煤组不可采,火成岩 对八煤组侵蚀比较严重;八煤组局部可采,煤层分 布规律为东厚西薄,浅部厚,深部薄,西翼较陡, 中间较缓,浅部陡深部缓,煤层厚度118m~1010m212 煤层气资源概况 三家子煤矿自开采到1974年,井下瓦斯涌出 量较小,绝对涌出量为2174 m3/ min ,相对涌出量 为5168 m3/ min ,为低瓦斯矿井但随着矿井生产 水平的延深,瓦斯涌出量不断增加,尤其是1995 以来矿井全部进入- 500m水平,成为高瓦斯矿井。

2002年度瓦斯相对涌出量20151 m3/ t ,绝对瓦斯涌 出量22196m3/ min ,最大相对涌出量50168m3/ t甲 烷浓度为1618~60 %瓦斯主要来源于掘进工作面、回采工作面和采空区且瓦斯涌出很不平衡, 水枪落煤时,瓦斯涌出量急剧增加经2003年测 定该矿七个采区中,仅在东二、东三采区及西一采 区的密闭老塘瓦斯总量(换算成纯甲烷)就约为100万m3三家子煤矿历年瓦斯涌出情况见表1 :表1 历年瓦斯涌出量统计表年度绝对涌出量(m3/ min)相对涌出量(m3/ t)1994317910175199531451019719966131111301997914511134199810135171211999121091314120002116314184200191603817620022210620151200322132318目前矿井已开采至- 700m水平,瓦斯涌出量 增大的趋势更加明显,瓦斯相对涌出量已达到2318 m3/ t甲烷的平均含量约50 %预测煤层气 资源储量约为28亿m33 三家子煤矿煤层气开发利用现状1974年以来由于瓦斯涌出量不断增加,瓦斯 事故不断发生,严重制约了煤矿安全、高效生产。

为解决这一问题,南票矿务局于1999年建立了煤层气地面抽放系统,安装两台水环式真空泵,抽放 量为80 m3/ min主要抽放采掘工作面和回采工作面瓦斯,并安装了瓦斯监测系统暂时解决了采掘 工作面瓦斯超限的难题2003全年共抽放瓦斯1123万m3,甲烷浓度为1618~60 %但抽放工作 是以保障煤矿安全生产,提高煤矿生产能力为目 的,抽出的煤层气全部排入大气由于没有考虑开发利用问题,煤层气的抽放工作时断时续 随着矿井进入- 700m水平生产后瓦斯涌出量 大幅度增加,现有的抽放系统能力不足井下大部 分采空区和老塘密闭瓦斯基本没有抽出,时刻威胁 生产安全1994年,三家子煤矿新增加一套瓦斯抽放系统,使总抽放能力达到280 m3/ min同时对 密闭老塘内瓦斯进行抽放瓦斯抽放系统虽然解决 了井下安全,但大量的甲烷排入空气环境,既造成 环境污染又浪费了大量的清洁能源为了开发利用 这一资源使瓦斯变害为宝,南票矿务局对煤层气发电项目进行了可行性研究,并投资2655万元,与 国内厂商合作兴建南票矿务局三家子煤矿煤层气发 电站,使抽放出的煤层气全部用于发电 该煤层气发电站的设计方案为,设计安装7台 增压燃气发电机组,总装机容量4000kW ,年发电3168万度,年耗用1810万m3煤层气。

相当于回收 利用纯甲烷气905万m3产生的电能主要供给三 家子煤矿及南票矿务局4 煤层气开发利用效益分析411 环境效益分析 利用煤层气发电项目最显著的效益是避免了大 量温室气体甲烷向大气中的排放在此以前,大量 的甲烷通过瓦斯抽放系统和矿井通风系统排放到大 气中,既污染了环境又浪费了资源如三家子煤矿抽放的煤层气中甲烷含量按50 %计,则这座发电 厂的建成、投入运行意味着三家子煤矿每年减少向 空气环境中排放纯甲烷905万m3与同等规模的 燃煤电站相比较,年可节约煤炭118万t ,以使用 南票矿区的煤炭计算,年可减少排放二氧化硫230t ,烟尘63t ,炉渣6300t412 经济效益分析 三家子煤层气电站的7台增压燃气发电机组, 总装机容量4000kW ,年发电量达3168度以每度 电0145元计,全年可创销售收入1425万元与同等规模的燃煤电站相比较,年可节约煤炭118万t ,64中 国 煤 层 气 第1期以煤炭价格300元/ t计,可节约成本540万元由 此可见利用煤层气发电经济效益显著5 结语三家子煤矿煤炭资源储量为1112亿t开采年限为58年,井下煤层气储量丰富,具有良好的开 发利用前景。

目前三家子煤矿开发利用煤层气还处 于起步阶段,煤层气开发利用率较低,还有开发利 用的潜力因此在现有的基础上三家子煤矿应充分 利用煤层气资源,进一步开展煤层气开发利用可行性研究,对产气层特征、盖层及气藏类型、储量等进行预测与评价完善现有的抽放设施,采用本层、邻近层、穿层、采空区抽放等多种方式,提高 煤层气抽放量也可以考虑回收通风气体中的的甲 烷除发电外,还可开发民用煤层气市场,将煤层 气就地抽出净化、压缩,用低压钢瓶储运,作为汽 车燃料及民用燃料等参 考 文 献1 南票矿务局.三家子煤矿煤层气发电项目可行性研究报告, 2004年2 袁亮等.淮南矿区瓦斯抽放技术的新进展和减排利用方案.中国煤层气, 2004年第1期(责任编辑 焦丽娜)93第1期 游梁式抽油机在煤层气开采中的应用与改进。

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