凤凰山矿洗煤厂瓦斯治理方案.docx
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凤凰山矿洗煤厂瓦斯治理方案
洗煤厂煤仓仓上及仓内瓦斯治理方案
编写单位：
凤凰山矿通风区
日期：
2012年10月30日
洗煤厂煤仓仓上及仓内瓦斯治理方案
一、项目研究背景和意义
1、研究背景
随着矿井开采的不断延伸，井下面临的瓦斯问题也日趋严重。
同时，洗选厂地面各类煤仓也不同程度地出现瓦斯问题，有的甚至很严重。
目前我集团公司各洗煤厂控制煤仓瓦斯主要依靠通风机强制排放，虽然煤仓瓦斯得到了控制，但也带来以下弊病：
（1）瓦斯探头偶尔误报警造成断电停车，不但影响生产，更严重的是由于风机停运，仓内瓦斯浓度急剧上升，将会带来很大的安全隐患甚至是严重的瓦斯事故。
（2）风机长时间不间断运行，难免发生故障停车，如果备用风机也恰好出现故障而不能切换，就会直接导致瓦斯超限、断电事故，给安全生产带来极大隐患。
（3）洗选厂的煤仓大多较高（如圆筒仓高约30米），风机检修需吊上吊下，不仅危险，工作量也很大。
（4）风机不间断运行，不仅要投入一定的物力、人力成本，而且电能消耗也相当可观。
（5）多台风机不间断运行，会产生很大噪音，不仅影响环境，而且危害职工，造成安全隐患。
因此，探索和寻找更为安全高效、节能环保的煤仓瓦斯控制和排放新途径迫在眉睫。
2、国内外研究现状
目前，我国大多数洗煤厂在控制煤仓瓦斯方面均采用轴流风机强制排放的手段，在新技术、新工艺研究和利用方面起步较晚，应用不多。
而利用自然通风和焚风效应把仓内瓦斯稀释、带出并释放于大气中，是目前地面煤仓解决瓦斯问题的国际先进技术，国外探索较早，实施较多，国内正处于探索、推广阶段，属于较为新兴的前沿技术。
该技术的推广和应用，可为我国高瓦斯矿井选煤厂治理煤仓瓦斯开辟一条新途径。
利用该技术，可以完全或部分替代通风机排放瓦斯，环保节能，高效安全，不仅对地面煤仓有效，凡是地面存在瓦斯的地方都可以推广应用。
3、研究意义
目前，对于地面煤仓瓦斯治理往往采用轴流风机强制抽排，属于被动管理，治标不治本，不仅浪费成本和人力、物力，而且经常由于风机停运或故障造成断电停车，影响生产，进而导致瓦斯超限、断电等事故，给安全生产带来极大隐患。
本项目通过改进煤仓自然通风条件，并配置无动力通风设施，形成较为完善的自然通风系统来稀释、控制、排放煤仓瓦斯，确保安全生产，优化现场环境，实现煤仓本质安全。
从运用该技术的经济效益看，本项目的研究试验成功，可以改观瓦斯治理的效果，在保障煤矿安全生产的同时，大大降低瓦斯治理成本、提高生产效率、改善作业环境、降低事故发生率，为成庄矿创造更好的经济效益和社会效益。
二、项目目标
本项目针对高瓦斯矿井地面煤仓利用轴流风机强制抽排瓦斯的弊端和不足，通过在成庄洗选厂地面煤仓仓壁开孔和架设自然抽风管或风道，形成自然抽风系统取代强制抽风系统的技术研究和探索，确定安全高效、环保节能的地面煤仓瓦斯治理新途径，实现煤仓本质安全，确保安全高效生产。
三、主要研究内容
为了实现上述项目研究的总体目标，需要开展如下研究工作：
1、分析现有的煤仓通风方式和瓦斯状况，找出存在问题。
2、研究分析各种煤仓瓦斯治理方法，分析各自的优缺点。
3、确定利用自然通风方式控制和排放煤仓瓦斯，制定研究方案。
4、确定施工方案和管路优化改造方案，并进行测试运行。
5、研究确定最佳自然通风方式，实现利用自然通风系统控制和排放煤仓瓦斯。
四、技术指标
项目实施后，能够有效稀释煤仓瓦斯，并能保持稳定的排放效果，有效减少报警断电次数，甚至为零。
可以部分或全部替代风机强制通风系统，不但节约成本、减少投入，而且绿色环保、安全高效。
五、项目具体方案
1、具体方案
我矿洗煤厂地面目前共有43个煤仓，分别为：
原煤仓12个（规格6米*6米矩形仓）、产品仓31个（9个直径12米的新系统圆筒仓、2个直径15米东西圆筒仓、20个6米*6米矩形仓）。
各仓均存在程度不同的瓦斯积聚问题，为杜绝瓦斯事故，有效控制煤仓瓦斯，该厂在仓上仓下都配备了抽风机，强制性的抽出和稀释瓦斯，达到瓦斯不超限的目的。
同时还装设了瓦斯监测监控系统、瓦斯电闭锁、风电闭锁保护，确保不发生瓦斯事故。
本着“最简单、最直接的安全管理办法就是最好的办法”的工作思路，探索利用自然通风替代或部分替代强制通风来治理煤仓瓦斯，努力实现煤仓的本质安全新途径。
可以采用仓壁开孔、加装自然通风管和优化通风管路等技术手段，不用或少用设备解决仓内瓦斯集聚问题，以期达到用最小的投入，得到甚至超过原有通风效果，同时保证安全生产的目的。
方案为：
（1）主要方案
矩形块仓，采用开孔、加设自然通风管路、部分通风管路安设局部通风机进行瓦斯治理。
（2）具体方案
矩形仓方案
第一步：
在矩形仓中部靠近柱子处楼板开孔（每个柱子旁开四个孔），即每个仓里侧的两个上隅角开孔，孔径为400*800mm（南北走向），保留预埋钢筋，孔口安装篦子，使仓中形成由外向里的对流风流，瓦斯外排至设备层稀释扩散。
如果设备层瓦斯不高（始终小于0.5%），则维持现状运行一段时间进行测试；
第二步：
如果设备层瓦斯较高（高于0.5%）不好控制，则在楼板开孔的对应位置的房顶开孔（数量、孔径与楼板开孔一致，并保留预埋钢筋），为不影响检修时进出设备，外部不伸出房顶；
第三步：
如果设备层瓦斯仍居高不下，则在柱子南北两侧紧靠柱子处装设抽风筒（不小于400*400mm），配套2*15局部通风机，抽风筒上安设甲烷传感器，待浓度达到0.5%时，自行开启，底部与相邻的两个楼板开孔相连，顶部于房顶孔洞相连，形成完整而独立的自然抽风系统。
具体见下面示意图1中红色部分：
第四步，如果设备层瓦斯仍然较高，可以将抽风筒顶部伸出房顶1.5-3.0米，带防雨帽。
具体见上面示意图1中绿色部分。
红色与绿色部分由法兰相连，可在需要时进行拆卸；
第五步，在上述方案实施一段时间（2-3个月）后，如果运行稳定，既没有出现瓦斯超限报警，也没有风机自启或自启次数少于3次，则可以考虑减少风机至1-2台，相应的瓦斯传感器也减少至1-2台或仅保留2台环境探头。
（2）圆筒仓方案
1、应首先增加仓壁孔洞数量和孔洞尺寸，尽可能多得形成空气对流，便于瓦斯稀释和及时排放。
具体做法为：
保证一个圆筒仓开孔16个，大小为800*1000mm。
2、仓内第一步，首先将皮带机头溜槽顶板和人孔盖板改为网格板（如图2所示）；同时，由于圆筒仓顶部为网状框梁，可以在角落沿框梁位置将楼板开孔，保留预埋钢筋，位置如图3所示。
这样便于仓中瓦斯释放到设备层，并通过设备层窗户和通风孔等稀释和排放。
如果设备层瓦斯不高（始终小于0.5%），则维持现状运行一段时间进行测试；
第二步：
如果效果不理想的话，还可以在每个通风窗外部架设自然抽放管，由此形成相对完善的瓦斯自然抽风、排放系统。
详见下图6示意：
第三步：
如果设备层瓦斯较高（高于0.5%）不好控制，可以修建风道。
即在图3中所示红色区域处，沿框梁从楼板向上直至仓顶砌专用的瓦斯释放风道，揭掉风道下部的楼板和上部的仓顶（保留原有钢筋），上部加防雨帽；同时，在533机头溜槽顶部网格板上沿溜槽侧帮向上焊钢板形成一个矩形抽风筒（图2中红色矩形区域），配备2*15kw局部通风机，并伸出房顶上部加防雨帽。
由此形成相对完善的瓦斯自然进风、抽风、排放系统。
说明：
图中绿色通风窗为0#仓位置，红色通风窗为1#-4#仓位置。
因为0#仓下为网状框梁结构，通风窗位置可以开在最高处；而1#-4#仓下为圈梁结构，通风窗位置只能处于圈梁之下，位置较低。
另外，0#仓下靠近通风窗的区域不能填充，其他区域应全部填充（即图中红色填充区域）；而1#-4#仓下通风窗以上区域应全部填充（即图中红色和蓝色填充区域）。
六、项目计划进度
2012年10~12现状调查
2013年1-2月份组织招标
2013年3-7月份土建工程施工
2013年8-11月份管路及相关辅件安装
2013年12月份现场调试、测试、评估
2014年1月份成果报告
七、经费预算
全部完成本研究内容，预计需要总经费约384万元，安排如下：
费用名称
数量
单价（万元）
总价（万元）
土建工程改造
60个500*800mm的仓壁孔洞
0.3
18
60个800*1000mm的仓壁孔洞
0.35
21
40个Φ400mm的房顶孔洞
0.15
6
40个800*1000mm的仓下孔洞
0.35
14
管材及辅件
Φ400mm矿用PE瓦斯抽放短管1000米
平均0.1/米
100
安装费
1
30
30
材料费
1
25
25
调试费及服务费
1
10
10
设计费
1
8
8
调研费
1
5
5
运输费
1
3
3
局部通风机费
36台
4
144
总费用
384万
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