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一、背 景
近些年我國煤礦瓦斯抽采量迅速上升，2005年23.5億m3，2008年已達(dá)到52億m3。然而，約80%的瓦斯是采用卸壓抽和采空區(qū)抽瓦斯的方法獲得，抽出瓦斯的濃度較低，55%以上的抽采瓦斯?jié)舛鹊陀?0%（定義為低濃度瓦斯）。
一、背 景
近些年低濃度瓦斯發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，使得煤礦利用低濃度瓦斯的積極性高漲，目前全國已安裝數(shù)百套瓦斯發(fā)電機(jī)組，其中不乏利用濃度低于30%的瓦斯，存在安全隱患；
低濃度瓦斯即使不利用，在排放、輸送和抽采過程同樣存在重大安全隱患；因而國外基本上不抽低濃度瓦斯，而我國近期內(nèi)難以做到；
因而，研究低濃度瓦斯抽采、輸送、利用、排放環(huán)節(jié)的安全保障技術(shù)并形成系列標(biāo)準(zhǔn)能有效規(guī)范低濃度瓦斯抽采、排放、輸送和發(fā)電利用各環(huán)節(jié)的安全行為，促進(jìn)瓦斯抽采利用產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，提升中國節(jié)能減排的技術(shù)水平。
二、技術(shù)思路
前提
濃度低于30%的瓦斯必然存在燃燒和爆炸危險(xiǎn)；
瓦斯內(nèi)燃機(jī)發(fā)電的原理主要是利用瓦斯的爆炸特性；
低濃度瓦斯輸送及內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)示意
二、技術(shù)思路
技術(shù)關(guān)鍵
控制內(nèi)燃機(jī)內(nèi)部的爆炸僅局限于內(nèi)燃機(jī)內(nèi)部，確保不向外傳播蔓延；
控制井下低濃度瓦斯抽采過程中盡可能避免遇到火源，萬一遇到火源也要確保燃燒爆炸不向輸送管路中傳播蔓延；
控制低濃度瓦斯排放過程盡可能避免遇到火源，萬一遇到火源也要確保燃燒爆炸不向輸送管路中傳播蔓延；
確保低濃度瓦斯在其他環(huán)節(jié)不遇到火源。
三、技術(shù)措施
內(nèi)燃機(jī)內(nèi)部控制燃燒爆炸不向外傳播措施
三、技術(shù)措施
確保內(nèi)燃機(jī)組管燃燒爆炸不向外傳播措施
三、技術(shù)措施
三、技術(shù)措施
三、技術(shù)措施
三、技術(shù)措施
確保排空管燃燒爆炸不向管路方向傳播措施
三、技術(shù)措施
確保井下低濃度瓦斯抽采遇火燃燒爆炸不向輸送管路中傳播
井下自燃煤層低濃度瓦斯抽采時(shí)，應(yīng)采取控制發(fā)火的相應(yīng)措施；
在靠近抽采管入口100m以內(nèi)的管道上開始安設(shè)自動(dòng)噴粉抑爆裝置，每組抑爆裝置需安設(shè)2個(gè)噴粉罐，至少安設(shè)2組，組間距離小于100m。
三、技術(shù)措施
確保低濃度瓦斯在其他環(huán)節(jié)不遇到火源。
瓦斯抽采站、輸氣站建筑和放空管應(yīng)滿足《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，設(shè)置防雷設(shè)施，分別裝設(shè)避雷帶或避雷針裝置。通往井下的抽采管路應(yīng)采取防雷和隔離措施。
地面瓦斯輸送管道應(yīng)采用埋地敷設(shè)，特殊情況需采用架空敷設(shè)時(shí)，在管道進(jìn)、出建筑物100m范圍內(nèi)，應(yīng)每隔25m左右接地1次，其接地電阻不應(yīng)大于20Ω。
三、技術(shù)措施
確保低濃度瓦斯在其他環(huán)節(jié)不遇到火源。
安全設(shè)施安設(shè)段管道應(yīng)選用鋼管，其他輸送管道可選用非金屬管；瓦斯輸送管應(yīng)采取防腐蝕、防漏氣、防砸壞、防靜電等措施。
瓦斯輸送管道與地面或地下建筑物、構(gòu)筑物或其他管線應(yīng)安全距離應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求。
瓦斯抽采泵房、輸氣站加壓機(jī)房和低濃度瓦斯管道系統(tǒng)中所選用的電器設(shè)備、儀表均應(yīng)滿足礦用防爆要求。非防爆設(shè)備和儀表應(yīng)集中安設(shè)到專門的儀表間（或配電間），并采取相應(yīng)的隔離措施和消防措施。
三、技術(shù)措施
確保低濃度瓦斯在其他環(huán)節(jié)不遇到火源。
瓦斯利用設(shè)施端的輸瓦斯管道中應(yīng)安設(shè)防回流設(shè)施，防止抽采泵突然停泵而出現(xiàn)回流。
低濃度瓦斯輸送系統(tǒng)不得設(shè)置緩沖罐；
加壓設(shè)備應(yīng)選擇濕式壓縮機(jī)；
抽采設(shè)備應(yīng)選擇濕式抽采泵；
正壓輸送時(shí)，輸送壓力不宜超過20kPa，安全設(shè)施安設(shè)段，管內(nèi)氣體流速不宜大于10m/s；
三、技術(shù)措施
確保低濃度瓦斯在其他環(huán)節(jié)不遇到火源。
在輸送管道系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置安全監(jiān)測控制設(shè)施；
阻火、泄爆、抑爆、阻爆、監(jiān)測控制、非金屬管等相關(guān)產(chǎn)品性能、功能、質(zhì)量和安裝等要求均應(yīng)符合本系列相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要求。
四、試驗(yàn)情況
四、試驗(yàn)情況
四、試驗(yàn)情況
四、試驗(yàn)情況
四、試驗(yàn)情況
四、試驗(yàn)情況
四、試驗(yàn)情況
四、試驗(yàn)情況
四、試驗(yàn)情況
已形成系列技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批稿
《煤礦低濃度瓦斯輸送管道安全保障系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》
《煤礦瓦斯往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)發(fā)電站安全技術(shù)要求》
《煤礦瓦斯往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的交流發(fā)電機(jī)組通用技術(shù)條件》
《煤礦用非金屬瓦斯抽放管通用技術(shù)條件》
《煤礦低濃度瓦斯與細(xì)水霧混合輸送系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》
《煤礦低濃度瓦斯氣水二相流安全輸送系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》
《瓦斯輸送管道自動(dòng)噴粉抑爆裝置通用技術(shù)條件》
《煤礦低濃度瓦斯輸送管道用泄爆、防回火器技術(shù)條件》
《煤礦低濃度瓦斯輸送管道用自動(dòng)快速切斷裝置技術(shù)條件》
《煤礦瓦斯輸送管道金屬波紋帶阻火器通用技術(shù)條件》
標(biāo)準(zhǔn)尚待審批，規(guī)程障礙有待解決。
成果適用于輸送管徑為700mm以內(nèi)。
謝謝！
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