屯兰学习煤仓瓦斯治理经验情况汇报 - 图文

屯兰学习煤仓瓦斯治理经验情况汇报

11月23-25日，我们一行三人（李树军、王冰涛、通风科郭俊康）前往山西焦煤集团屯兰洗选厂现场学习煤仓瓦斯治理经验，先将情况汇报如下：

一、 此行的起因

之前，我们在网上看到一篇关于介绍该厂煤仓瓦斯治理的文章（见附件），主要内容是利用一些自然通风装置，替代风机排放瓦斯。这正符合我们目前的需要，决定一看究竟。动身之前，专门与该集团公司有关人员咨询，了解到该厂之前瓦斯问题很严重，甚至发生过瓦斯爆炸伤人事故，现在已经得到了很好的控制和治理。由于电话沟通不便等原因，并未问清是否使用了文章中提到的方案和设施。

二、屯兰洗选厂现场情况 1、煤仓情况

该厂于1997年10月31日投产，系设计能力为40Mt/a的特大型炼焦煤洗选厂。现有原煤仓4个，产品仓（精煤仓）4个，缓冲仓3个，转载点2个。

4个原煤仓均为筒仓，直径21米，高42米（有效储煤高度35米）；4个产品仓也为筒仓，直径21米，高45米（有效储煤高度39米）；3个缓冲仓为方仓，6m*6m2个，8m*8m1个，高12米（有效储煤高度26.4米）。

2、瓦斯情况

该厂投产后不久，就发现原煤仓、产品仓和2#转载点瓦斯浓度高达1.25~8.2%不等，远远超过《煤矿安全规程》的规定。当时该厂采取了开设通风孔（300mm*500mm）、安装轴流式通风机（多为5.5KW）和定点定时检查瓦斯等应急措施，瓦斯问题得到了控制，但没有根治。这是该厂第一次治理地面瓦斯。

2001年5月23日，该厂一名电焊工在2#产品仓上焊刮板机插板时，未采取安全措施的情况下，是电焊火花掉入仓内，引起瓦斯爆炸，造成一人致残的重伤事故。事故发生后，该厂采取了许多得力的安全措施，包括制定《屯兰洗煤厂瓦斯管理规定》、《瓦斯检查制度》、《瓦斯检查员岗位责任制》等制度，并配备瓦斯检查员28人（专职4人，其余为兼职），安装轴流式通风机17台、移动式风机3台、直径Φ400mm和Φ600mm的铁质风筒480米，在主要瓦斯区域安装了瓦斯监控系统，共安设瓦斯传感器25个、风机闭锁传感器17个，实现了瓦斯风电闭锁，而且风机采用专用电源供电。

三、研究成果情况 1、成果发布人情况

吸引我们注意的文章的作者叫张盼福，是高级通风工程师（本人自称是国家级专家），现在西山局安全培训中心任教。文章名称为《选煤厂煤仓瓦斯治理系列装置的研究与应用》，其“选煤厂煤仓瓦斯集聚治理装置”于2006年11月15日获国家知识产权局颁发的《实用新型专利证书》，专利号：ZL200520024727.X 。同时还获得2006年12月2日国家科技发明奖评审委员会颁发的“第六届国家科技发明奖一等奖”、国家科技创新奖评审委员会颁发的“第六届国家科技创新奖一等奖”等多项奖励。

2、成果简介

该装置是针对选煤厂煤仓瓦斯集聚问题，替代传统的风机抽放（该方法设备多、费用高）的瓦斯治理方法。它属于一种治理煤仓瓦斯积聚的构造设施（不需外加电源），主要是解决现有选煤厂煤仓瓦斯超限易造成瓦斯爆炸和治理费用高的技术难点。

一般情况下，该装置主要由若干个煤仓瓦斯分离器（置于仓内）、焚风通风塔、万向导风器、风障和双向风窗组成。

⑴、 瓦斯分离器

瓦斯分离器由筒体、瓦斯释放帽、瓦斯释放孔和过滤网构成。瓦斯释放帽设在筒体顶部，瓦斯释放孔设在瓦斯释放帽上，过滤网均匀设在筒体上。其主要功能是将煤体内和煤体上方的瓦斯，按所要求的方向分离出来。

⑵、 焚风通风塔

焚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，按说要求的路线和方向将瓦斯排到煤仓外。

⑶、万向导风器

万向导风器和双向风窗作为辅助设施，共同参与瓦斯治理。 ⑷、风障

风障是一个圆台形的筒体。 ⑸、双向风窗

双向风窗由向上风叶、向下风叶和框架构成，向上风叶位于框架的上部，向下风叶位于框架的下部。

其中⑶、⑷、⑸均用于导风，使风流按要求的路线和方向流动。

3、成果实施情况

目前，屯兰选煤厂并未实施该装置。据我们了解的情况，原因可能是：

⑴、 据该厂厂长杨玉明介绍，是由于费用高（约1700万元），且无成功事例，不敢盲目上马。

⑵、 据张盼福讲是由于人员协调的问题，且其中存在中间人要价太高的原因。

另外，据张讲，在贵州已有两个小矿实施了该装置，且效果很好。虽然，据张讲曾与省内多家煤矿洽谈过（如我市的大宁煤矿），也做了一些前期工作，但目前至少省内无实施案例。

我们在与张工程师接触过程中，他多次流露出可以只提供技术支持，其他制作安装可以由我们自己来做或由我们委托厂家来做，这样费用可能会低很多。

附件1：《选煤厂煤仓瓦斯治理系列装置的研究与应用》

选煤厂煤仓瓦斯治理系列装置的研究与应用

摘要：高瓦斯矿井选煤厂的煤仓存在瓦斯浓度超限，易引起瓦斯爆炸的危险，传统的通风机治理方案设备多、费用高。为此，通过深入分析，研究开发了一种新型瓦斯治理系列装置，该设施由若干个煤仓瓦斯分离器、焚风通风塔、万向导风器、风幛和双向风窗组成，为高瓦斯选煤厂的瓦斯治理开辟了一条新途径。

关键词： 选煤厂 煤仓 瓦斯治理

1 选煤厂煤仓瓦斯治理概况

传统的选煤厂煤仓设计时，基本上都不考虑瓦斯治理设施，但是对高瓦斯矿井来说，许多选煤厂煤仓的瓦斯浓度远远超过《煤矿安全规程》规定的安全标准，存在严重的安全隐患，甚至有的选煤厂还发生瓦斯爆炸，这严重地威胁着从业人员的生命安全和选煤厂的安全生产。为了解决此类问题，有的选煤厂在主要瓦斯区安装了大量的轴流式通风机、瓦斯传感器、通风机闭锁传感器，实现了瓦斯风电闭锁，实现了瓦斯监控系统，虽然这对解决选煤厂的瓦斯超限起了一定的作用，但上述设备设施治理费用昂贵，且没有从根本上解决瓦斯积聚造成的隐患，仍然存在发生瓦斯爆炸事故，影响选煤厂安全生产的隐患。可以说这些消极的措施并没有从根本上解决瓦斯爆炸问题。

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（CO、CO2、H2S、SO2、CH4、C2H4、C2H2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，焚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，

焚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、双向风窗和焚风通风塔，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CH4、C2H4、H2S、SO2、CO2、N2、O2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。

注：本专利“选煤厂煤仓新型瓦斯治理装置”获第六届“国家科技发明奖”一等奖和“国家科技创新奖”一等奖（获奖时间2006年12月2日）；专利号为：ZL200520024727.X（公告时间2006.11.15）

附件2：我们目前的瓦斯治理思路

洗选厂地面煤仓瓦斯治理建议方案

今年以来，洗选厂针对地面煤仓瓦斯治理问题，做了大量的工作，也初步取得了一些成效，目前还在进行后续的工作。另外，我们还有一些想法和建议，希望能够得以实施，且将会给煤仓瓦斯治理工作带来良好效果。现说明如下：

一、首先总结一下目前已经完成的项目

1、0#-4#圆筒仓仓壁开孔工作已经完工，同时通过相关测试证明：开孔

后，依靠自然通风效果明显。另外，《洗煤厂末煤仓瓦斯治理及风机方案申请》已按规定程序获得审批通过。

2、末煤矸仓仓壁开孔工作已经完工。 3、洗煤块仓仓壁开孔工作正在施工。 二、后续的实施方案及建议

建议1：煤仓上方增加瓦斯自然抽放管，增加后和仓壁孔洞共同形成一套完整的瓦斯自然抽放系统，这将会进一步大大改善目前的瓦斯治理效果。如果效果好，甚至不用风机就可控制瓦斯不超限断电，不出现瓦斯事故，不仅环保节能，而且安全可靠（具体方案见示意图1，图中为清楚显示，细节部位比例较大）。

图2为0#-4#圆筒仓具体的抽放管安装位置示意图。 图3为块仓具体的抽放管安装位置示意图。

建议2：如果方案1不能撤掉所有在用风机，可以再采用此方案将剩余的多台小风机合并为1-2台大风机，瓦斯探头也随之减为1-2台，既可减少探头误报警的机率，又可节省电力。具体做法：

1、 将圆筒仓现在所有的风机出风管串并到一起，将设备层的小风机和探头撤掉，在1#、2#室外仓顶上安装两台大风机（一备一用）和两台探头。

2、 将块仓所有的风机出风管串并到一起，将原有的小风机和探头撤掉，在块仓室外仓顶上合适位置（如中间偏机尾仓位置）安装两台大风机（一备一用）和两台探头。

防雨帽 自然通风管 瓦斯排放 房顶 仓上设备层 仓壁孔洞 自然抽吸作用带走瓦斯 仓外新鲜风流 800mm 楼板 仓外新鲜风流 500mm 煤中溢出的瓦斯 仓内存煤 圆筒仓 图1 圆筒仓开孔和自然通风管安装断面示意图 窗户 南 3004皮带 吊装孔 3001皮带 图例 3001皮带走廊 现有风机位置 建议增加自然抽风管（Ф600mm）位置 图2 0#圆筒仓平面示意图 窗户 南 3004皮带 2703皮带 532皮带 窗户 现有风机位置 图例 现有通风管位置（Ф400mm，如果需要可改为Ф600mm） 建议增加自然抽风管（Ф600mm）位置 图3 1#圆筒仓平面示意图 窗户 安全门 南 2703皮带 窗户 图例 2702皮带 现有风机位置 现有通风管位置（Ф400mm，如果需要可改为Ф600mm） 2702走廊 建议增加自然抽风管（Ф600mm）位置 图4 2#圆筒仓平面示意图

窗户 南 533皮带 532皮带 窗户 现有风机位置 图例 现有通风管位置（Ф400mm，如果需要可改为Ф600mm） 建议增加自然抽风管（Ф600mm）位置 图5 3#圆筒仓平面示意图 南 窗户 533皮带 窗户 现有风机位置 原有设备层通风孔（Ф400mm） 图例 现有通风管位置（Ф400mm，如果需要可改为Ф600mm） 建议增加自然抽风管（Ф600mm）位置 建议增加自然抽风管（Ф600mm），位于溜槽上 图6 4#圆筒仓平面示意图 北 小块仓 图例 现有风机位置（Ф400mm） 建议增加自然抽风管（Ф600mm）位置 仓壁开孔位置 图6 块仓平面示意图 508-522509-523中块仓

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