煤層氣礦井瓦斯綜合利用工程可行性研究報(bào)告

------------煤層氣（礦井瓦斯）綜合利用工程可行性研究報(bào)告目錄1概述2資源：煤層氣（礦井瓦斯）3廠址條件4工程方案5環(huán)境保護(hù)6勞動(dòng)安全與工業(yè)衛(wèi)生7節(jié)約及合理利用能源8工程項(xiàng)目實(shí)施條件、輪廓進(jìn)度9勞動(dòng)定員10投資估算與經(jīng)濟(jì)分析11結(jié)論1概述1.1編制依據(jù)1.1.1項(xiàng)目名稱某煤業(yè)集團(tuán)煤層氣（礦井瓦斯）綜合利用工程。1.1.2編制依據(jù)根據(jù)平煤集團(tuán)公司的委托公函，依據(jù)現(xiàn)行的有關(guān)瓦斯及燃?xì)獾确矫嬉?guī)范規(guī)程，并重點(diǎn)根據(jù)下述有關(guān)規(guī)范規(guī)程進(jìn)行編制。1.1.2.1《煤礦安全規(guī)程》1.1.2.2《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范》1.1.2.3《礦井瓦斯抽放管理?xiàng)l例規(guī)范》1.1.2.4《瓦斯綜合治理方案的通知》1.1.2.5《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》1.1.2.6《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)定》1.1.2.7《建筑防火規(guī)范》1.1.2.8《工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程》1.2研究范圍平煤集團(tuán)四、五、六、八、十、十一、十二、十三、首山一礦的煤層氣（礦井瓦斯）綜合利用，通過瓦斯發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，對(duì)其進(jìn)行可行性分析。主要技術(shù)原則：①機(jī)組選型為低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組500GF－RW型②十礦設(shè)5000m3儲(chǔ)氣罐③主廠房采用封閉式④設(shè)備年運(yùn)行小時(shí)數(shù)：7200h。1.3平煤集團(tuán)概況某市位于河南省中南部，西依蜿蜒起伏的伏牛山脈，東接寬闊平坦的黃淮平原，南臨南北要沖的宛襄盆地，北連逶迤磅礴的嵩箕山系。地理坐標(biāo)：北緯33°08′～34°20′，東經(jīng)112°14′～113°45′之間，總面積7882平方公里。中心市區(qū)位于北緯33°40′～33°49′，東經(jīng)113°04′～113°26′，東西長(zhǎng)40公里，南北寬17公里，面積453平方公里，以建在"山頂平坦如削"的某下而得名。市區(qū)距省會(huì)鄭州鐵路里程218公里，公路里程135公里。市黨政機(jī)關(guān)駐中心市區(qū)。1957年經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)建市，是河南省省轄市之一。某市是河南省工業(yè)基地之一，工業(yè)基礎(chǔ)雄厚，全市有大中型企業(yè)50家。其中某煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，年產(chǎn)原煤2000萬噸，是全國(guó)第二大統(tǒng)配煤礦；中國(guó)神馬集團(tuán)有限責(zé)任公司年產(chǎn)尼龍六六鹽兩萬噸，錦綸簾子布五萬噸，是世界三大簾子布生產(chǎn)企業(yè)之一；姚孟發(fā)電有限責(zé)任公司，裝機(jī)容量120萬千瓦，是華中電網(wǎng)大型骨干火電廠之一；舞陽鋼鐵公司是我國(guó)第一家生產(chǎn)特寬特后鋼板的重點(diǎn)企業(yè)；天鷹集團(tuán)有限責(zé)任公司是全國(guó)生產(chǎn)高壓電器的三大主導(dǎo)廠家之一，產(chǎn)品國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)80%。某市現(xiàn)已形成了以煤炭、電力、鋼鐵、紡織、機(jī)械、化工、建材、食品等門類為主體產(chǎn)業(yè)的工業(yè)體系。某地處京廣和焦枝兩大鐵路干線之間，橫貫市區(qū)的漯寶鐵路把兩條大動(dòng)脈相連接，貨物年吞吐量3000余萬噸，客運(yùn)量4000余萬人。全市境內(nèi)公路通車?yán)锍?175公里，鐵路409公里。周邊三個(gè)航空港，其中新鄭國(guó)際機(jī)場(chǎng)距某只有100公里，并有高速公路相通，可直達(dá)日本、香港和國(guó)內(nèi)30多個(gè)大中城市，形成空中和地上便利的交通條件。某市屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，冬季寒冷干燥，夏季炎熱，秋季晴朗，日照充足。某礦區(qū)1952年被列為國(guó)家“一五”計(jì)劃的重大建設(shè)項(xiàng)目，1953年被列為全國(guó)十個(gè)礦區(qū)建設(shè)項(xiàng)目之一，是新中國(guó)開發(fā)建設(shè)的第一個(gè)大型礦區(qū)，成為全國(guó)具有重要影響的特大型煤炭企業(yè)。2005年原煤產(chǎn)量達(dá)到3206萬噸。目前，生產(chǎn)礦井31對(duì)；選煤廠8座，精煤產(chǎn)量達(dá)到年產(chǎn)1500萬噸的能力。資產(chǎn)總額166億元，年銷售收入158.6億元，職工16.5萬人。先后榮獲全國(guó)重合同守信用企業(yè)，煤炭行業(yè)質(zhì)量信得過單位、全國(guó)“五一”勞動(dòng)獎(jiǎng)狀等榮譽(yù)。在2005年中國(guó)企業(yè)500強(qiáng)中排名第197位。企業(yè)設(shè)立有國(guó)家級(jí)技術(shù)中心、國(guó)家級(jí)礦山救護(hù)中心、國(guó)家A級(jí)勞動(dòng)安全衛(wèi)生評(píng)價(jià)咨詢中心。平煤集團(tuán)以“以煤為主、相關(guān)多元化”為發(fā)展戰(zhàn)略，走新型工業(yè)道路，將建成煤炭主業(yè)突出、核心競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng)、可持續(xù)發(fā)展能力強(qiáng)，煤電化一體，在全國(guó)有重要影響的特大型能源企業(yè)，成為全國(guó)重要的火電基地、煤化工基地和冶金用煤基地，步入全國(guó)企業(yè)百強(qiáng)行列。平煤集團(tuán)具有廣泛的發(fā)展空間和巨大的潛力。通過已簽訂的合作協(xié)議，煤田面積達(dá)3000平方公里，煤炭?jī)?chǔ)量150億噸，為企業(yè)快速發(fā)展提供了充足的戰(zhàn)略資源。煤種齊全，焦煤、電煤、瘦煤、無煙煤資源充足，特別是中國(guó)稀缺的焦煤資源充足，是中國(guó)具有重要影響的焦煤基地。經(jīng)濟(jì)地理位置優(yōu)越，是國(guó)家規(guī)劃建設(shè)的十三家大型煤炭基地之一，是鐵道部擬建的全國(guó)十大煤運(yùn)通道之一。本礦區(qū)現(xiàn)有31對(duì)生產(chǎn)礦井，其中12對(duì)高突礦井，6對(duì)煤與瓦斯突出礦井。從礦井和鉆孔資料統(tǒng)計(jì)，瓦斯含量隨深度增加而增加，其瓦斯梯度為4m3/30m3。1.4建設(shè)的必要性1.4.1煤層氣簡(jiǎn)介煤層氣是指賦存在煤層中以甲烷為主要成份的非常規(guī)天然氣，屬天然氣的一種，甲烷占80~90%。一般組分為CH、CO、O，N、CO、 4 2 2 2HS、NO，是煤化過程中產(chǎn)生的氣體，與煤共存，又稱瓦斯。X煤層氣一般通過下述方式獲得①生產(chǎn)礦井中抽排（CMM）②報(bào)廢礦井中抽放（AMM）③未開采的煤通過地面鉆孔生產(chǎn)(VCBM)。有資料顯示我國(guó)煤礦事故中大部分以上是爆炸事故，一次死亡的特大事故中瓦斯爆炸事故占90％以上。特別是近期國(guó)內(nèi)的數(shù)起特大事故均為瓦斯爆炸事故。1.4.2瓦斯利用的發(fā)展前景世界范圍內(nèi)煤層氣的地面抽放始于上世紀(jì)50年代。首先美國(guó)制定了煤層氣的開發(fā)計(jì)劃，現(xiàn)在美國(guó)已經(jīng)成為世界上規(guī)模最大、最先進(jìn)的煤層氣利用國(guó)家。正是在美國(guó)煤層氣開發(fā)巨大成功的帶動(dòng)下，目前世界上許多國(guó)家像澳大利亞、英國(guó)、波蘭等國(guó)家正在積極地開發(fā)利用煤層氣。世界許多主要產(chǎn)煤國(guó)中煤層氣是潛在的重要能源。世界范圍內(nèi)，相當(dāng)數(shù)量的煤層被開采，其中大部分氣體是從生產(chǎn)深井中開采出來的，只有少量的煤層氣是從報(bào)廢礦井回收的，現(xiàn)在許多產(chǎn)煤國(guó)看好從煤層中最大限度地開采煤層氣技術(shù)的應(yīng)用前景。甲烷對(duì)大氣的危害是甲烷燃燒產(chǎn)生的CO的21倍。在科學(xué)界已經(jīng)達(dá)2成共識(shí)：近50年的氣候變暖，主要是人類使用化石燃料排放的大量二氧化碳以及其它溫室氣體的增溫效應(yīng)造成的，預(yù)測(cè)表明未來50～100年，全球特別我國(guó)的氣候?qū)⒗^續(xù)向變暖的方向發(fā)展，減少溫室氣體排放、減暖氣候變化是《聯(lián)合國(guó)氣候框架公約》和《京都議定書》的主要目標(biāo)。隨著我國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人在《京都議定書》上簽字，我國(guó)已經(jīng)成為該議定書的締約方，因此，在法律資格上，我國(guó)已經(jīng)成為有資格的清潔發(fā)展機(jī)制（CDM）的參與方。減排溫室氣體，目前僅為發(fā)達(dá)國(guó)家的義務(wù)，發(fā)展中國(guó)家沒有減排溫室氣體的義務(wù)；在這種背景下，產(chǎn)生了清潔發(fā)展機(jī)制（CDM），允許發(fā)達(dá)國(guó)家到發(fā)展中國(guó)家購買溫室氣體減排量（CERs）。瓦斯發(fā)電技術(shù)成熟（瓦斯?jié)舛?gt;25％）的工藝有：燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電、氣輪機(jī)發(fā)電、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)發(fā)電、聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)發(fā)電和熱電冷聯(lián)供瓦斯發(fā)電。山東勝利油田動(dòng)力機(jī)械設(shè)備廠功率2000kw以下的各種瓦斯燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，已在國(guó)內(nèi)很多礦區(qū)應(yīng)用，目前該廠的低濃度（瓦斯?jié)舛?gt;6％）瓦斯發(fā)電設(shè)備已經(jīng)通過了國(guó)家安監(jiān)總局的認(rèn)證。國(guó)外瓦斯發(fā)電設(shè)備的廠家主要有：美國(guó)的卡特彼勒、奧地利的顏巴赫、英國(guó)的能源公司、德國(guó)的道依茨、日本的三菱重工等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，超低濃度的瓦斯利用技術(shù)必將到來，目前世界各國(guó)包括中國(guó)、瑞典、德國(guó)等國(guó)家正在進(jìn)行0.2％以上瓦斯利用試驗(yàn)階段，預(yù)計(jì)不久既可以進(jìn)行商業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)。俱時(shí)風(fēng)排瓦斯也可以得到廣泛應(yīng)用。1.4.5某煤業(yè)集團(tuán)平煤集團(tuán)煤層氣（礦井瓦斯）利用在國(guó)內(nèi)比較滯后，目前僅十礦有少量民用，主要供礦區(qū)職工食堂爐灶炊事之用。平煤集團(tuán)排放瓦斯統(tǒng)計(jì)表見下頁。平煤集團(tuán)2005年風(fēng)排加上抽排瓦斯的總量達(dá)到將近15萬噸。目前風(fēng)排以及抽放瓦斯絕大部分排入大氣。造成了極大的浪費(fèi)、環(huán)境污染。如果瓦斯抽放得不到有效的綜合利用，那么各煤礦瓦斯抽放就是在被動(dòng)與強(qiáng)制性下工作的，各礦井生產(chǎn)的積極性不高。項(xiàng)目實(shí)施后，可有效減少溫室氣體排放，符合《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架條約》和《京都協(xié)議書》的減排規(guī)劃目標(biāo)精神。CDM（清潔發(fā)展機(jī)制）—《京都協(xié)議書》中的發(fā)達(dá)國(guó)家的締約方，為了實(shí)現(xiàn)其部分溫室氣體減排義務(wù)與發(fā)展中國(guó)家締約方進(jìn)行項(xiàng)目合作，從而獲得由項(xiàng)目產(chǎn)生的減排二氧化碳量以完成減排額度，因此，本項(xiàng)目可以通過向國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家銷售減排額度，從而獲得一定的收益。綜合上述煤層氣作為一種新生能源，且是潔凈能源，即可以從一定程度上緩解煤炭資源的窘境，為企業(yè)帶來新的增長(zhǎng)點(diǎn)，更可以少溫室氣體的排放，同時(shí)通過向發(fā)達(dá)國(guó)家銷售CO的減排額度（CERs）獲得收2益，使得煤礦瓦斯抽放變被動(dòng)為主動(dòng)。因此建設(shè)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電項(xiàng)目是必要的，更是必須的，在CDM的幫助下它可以為企業(yè)、國(guó)家、社會(huì)都會(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益，只有這樣才能帶動(dòng)企業(yè)的積極性，使得杜絕瓦斯井下爆炸成為可能。平煤集團(tuán)2005年排放瓦斯統(tǒng)計(jì)表礦礦井煤炭產(chǎn)量（萬噸）礦井通風(fēng)量（m3/分）風(fēng)排瓦斯?jié)舛龋ǎィ┩咚钩榉帕浚╩3/分）抽放瓦斯?jié)舛龋ǎィ┮坏V370230830.15729.2四礦260141840.4162.515.6五礦150102190.25106.83.1六礦330176770.1449.59.1八礦290238910.12460.05.3十礦270198000.3115.525.1十一礦17096420.322.814.5十二礦14064950.388.99.0十三礦180106620.2842.93.0合計(jì)21601356531020.91.5項(xiàng)目概況在礦區(qū)井田煤層氣（瓦斯）有代表性的上述九個(gè)礦井的地面抽放泵站附近建設(shè)瓦斯發(fā)電站；發(fā)電并入礦井或附近礦自備電廠的6KV變電站。待瓦斯發(fā)電站運(yùn)行積累一定經(jīng)驗(yàn)后，再擴(kuò)展至其他礦井。選擇四礦或八礦安裝乏風(fēng)氧化裝置，待積累一定經(jīng)驗(yàn)后，再擴(kuò)展至其他礦井。本項(xiàng)目總投資23564.03萬元，建設(shè)規(guī)模38500KW的低瓦斯?jié)舛劝l(fā)電機(jī)組，年耗純瓦斯量：34454t，總占地面積：3.671hm2，稅后內(nèi)部收益率：43.10%（計(jì)算減排量）、9.41%（不計(jì)算減排量），投資回收期：2.63（計(jì)算減排量）年、8.24（不計(jì)算減排量）年。2.資源：煤層氣（礦井瓦斯）2.1煤層氣資源條件2.1.1地質(zhì)概況及資源儲(chǔ)量平煤集團(tuán)生產(chǎn)礦井分布在某煤田、汝州煤田和禹州煤田三塊煤田，某礦區(qū)前第四紀(jì)地層約占總面積的30%左右，主要分布于低山丘陵地帶。從零星的基巖露頭和鉆孔資料看，從老到新依次有太古界太華群（Ar2th），中元古界汝陽群（Pt2ry）、上元古界震旦系羅圈組（Zl）、古生界寒武系（∈）、石炭系（C）、二疊系（P）、新生界老第三系（E）及新第三系（N）等。缺失下元古界、古生界的奧陶、志留、泥盆及中生代地層。某礦區(qū)內(nèi)形成一系列北西向復(fù)式褶曲構(gòu)造形態(tài)，伴隨著以北西向?yàn)橹鞯膹埮ぜ皦号ば詳嗔押痛我患?jí)的北東向張扭性斷裂，控制著整個(gè)煤田的構(gòu)造形態(tài)，主體構(gòu)造為寬緩的復(fù)式向斜李口向斜，軸向大致北西50°，南東端收斂仰起，北西方向傾伏，兩翼傾角5~15°，淺部?jī)A角大，深部?jī)A角小。三個(gè)地區(qū)含煤面積2374Km2，共有煤炭資源總量144.47億噸，已探明煤層氣資源儲(chǔ)量750億m3，其中有12對(duì)高突礦井，有6對(duì)煤與瓦斯突出礦井（四礦、五礦、八礦、十礦、十二礦、新峰四礦），另有5對(duì)礦井發(fā)生過動(dòng)力現(xiàn)象（一礦、六礦、十一礦、十三礦和香山公司）。某煤田含煤巖系為石炭二迭系，煤系地層總厚800m，共分7個(gè)煤組，含煤88層，煤層總厚約30m?？刹杉熬植靠刹擅簩?0層，可采煤層總厚15～18m。主要可采煤層為穩(wěn)定和較穩(wěn)定煤層。煤田煤種有氣煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤。地質(zhì)儲(chǔ)量253453.3萬t，工業(yè)儲(chǔ)量241849.0t，可采儲(chǔ)量143516.3萬t。2.1.2煤層氣抽采的必要性和可行性2.1.2.1瓦斯抽放的必要性目前，某礦區(qū)開采深度通常在1000m左右，個(gè)別地點(diǎn)達(dá)到了1150m，隨著礦井開采深度的增加，煤層瓦斯壓力、瓦斯含量不斷增大，丁組煤層壓力由-400m水平的0.6Mpa增加到-800m的2.16Mpa；含量由4.586m3/t增加到7.06m3/t。戊組壓力由-430m水平的1.51Mpa增加到-800m的2.55Mpa；含量由16.76m3/t增加到30m3/t。己組壓力由-430m水平1.67Mpa增加到-800m的2.45Mpa；含量由11.56m3/t增加到29.5m3/t。全公司瓦斯絕對(duì)涌出量468.33m3/min（其中：最大涌出量十礦為89.17m3/min,占全公司的1/5），相對(duì)涌出量2.33～19.39m3/t，絕對(duì)量平均每年以8.5%的速度遞增。礦區(qū)自1984年發(fā)生第一次煤與瓦斯突出以來，累計(jì)突出137次，突出總煤量8075噸，總瓦斯量47.3萬m3，平均煤量59噸/次，平均瓦斯量3479m3/次（其中：2000年10月15日八礦戊二沿煤皮帶下山突出為最大強(qiáng)度突出，突出煤量562t，瓦斯量3萬m3）。根據(jù)河南省煤炭局批復(fù)平煤集團(tuán)2005年瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果，四礦、八礦、十礦、十二礦為突出礦井，十一礦為高瓦斯礦井，均符合建立抽放系統(tǒng)的條件，2005年瓦斯等級(jí)鑒定結(jié)果見下表。2005年瓦斯等級(jí)鑒定表企業(yè)及礦井名稱企業(yè)及礦井名稱礦井瓦斯涌出量礦井瓦斯等級(jí)絕對(duì)涌出量（m3/min）相對(duì)涌出量m3/t四礦突出45.518.54八礦突出67.612.79十礦突出89.1717.36十一礦高瓦斯24.97.18十二礦突出42.2414.63為了保證煤礦安全，必須對(duì)開采煤層進(jìn)行瓦斯抽放。----------圖2-1平頂山礦區(qū)井田分布圖----2.1.2.2瓦斯抽放的可行性平煤集團(tuán)公司于1991年開始進(jìn)行開采層瓦斯抽放試驗(yàn)，1993年開始在瓦斯突出和高瓦斯礦井推廣。目前有10對(duì)礦井開展瓦斯抽放，建有井上、下抽放泵站33個(gè)，其中地面抽放泵站4座、井下采區(qū)抽放泵站27個(gè)，臨時(shí)移動(dòng)抽放泵站2個(gè)。共裝備各種型號(hào)水環(huán)式瓦斯抽放泵67臺(tái)，其中標(biāo)稱排氣量120m3/min以上的22臺(tái)，標(biāo)稱排氣量40~80m3/min的34臺(tái)，其余11臺(tái)標(biāo)稱排氣量為15~20m3/min。2004年打瓦斯抽放鉆孔106萬米，抽放瓦斯4207萬立方米，抽放混合氣體總流量為836m3/min，大部分系統(tǒng)抽放瓦斯?jié)舛鹊陀?0%，預(yù)抽率一般為5％～10％，抽放效率偏低。困擾平煤集團(tuán)瓦斯抽放的主要問題是開采煤層透氣性低，為0.0019mD（毫達(dá)西），屬難以抽放煤層，煤層松軟打鉆困難，采掘接替緊張，預(yù)抽時(shí)間短等因素?！熬盼濉逼陂g在十戊－20150和戊－20100工作面進(jìn)行交叉鉆9-10 9-10孔和平行鉆孔的對(duì)比試驗(yàn)，交叉鉆孔預(yù)抽一年瓦斯預(yù)抽率可達(dá)20％～25％，較平行鉆孔預(yù)抽率提高50％左右。近幾年試驗(yàn)淺孔抽放技術(shù)，利用工作面煤壁前方2～6m受采動(dòng)破壞影響缷壓區(qū)，提高煤層透氣性，淺孔抽放平均百米鉆孔抽放流量到達(dá)0.31m3/min，是開采層預(yù)抽的24倍。因此，通過改進(jìn)布孔方式、增加預(yù)抽時(shí)間可以提高煤層透氣性，完全可以滿足低濃度瓦斯發(fā)電的要求。2.2瓦斯抽采2.2.1瓦斯抽采范圍本次瓦斯發(fā)電可研僅包括在四礦、五礦、六礦、八礦、十礦、十一礦、十二礦、十三礦、首山一礦建立地面永久瓦斯抽放系統(tǒng)，對(duì)其井田內(nèi)賦存的煤層氣資源進(jìn)行抽采發(fā)電，平煤集團(tuán)其它礦井的瓦斯抽采不在本次可研的范圍之內(nèi)。2.2.2礦井煤炭和瓦斯儲(chǔ)量根據(jù)九個(gè)礦井的保有資源儲(chǔ)量、可采儲(chǔ)量、噸煤瓦斯儲(chǔ)量、礦井相對(duì)瓦斯相對(duì)涌出量、計(jì)算出礦井瓦斯儲(chǔ)量、可采瓦斯儲(chǔ)量、瓦斯抽放純量及服務(wù)年限，見表1-1。煤炭?jī)?chǔ)量和瓦斯賦存量、抽放量一覽表項(xiàng)目保有煤 可采瓦斯抽 年瓦斯服務(wù) 可采儲(chǔ)噸煤瓦 瓦斯儲(chǔ) 炭資源 瓦斯放純量抽放純年限 量 斯含量 量礦井 儲(chǔ)量 儲(chǔ)量 量（萬噸）（萬噸）（m3/t)(Mm3)(Mm3)（m3/min)(Mm3)（a）四礦 17019.38370.8 17 2893.3868.0 36.7 19.2921.4八礦 39989.420715.918 7198.12159.442.5 22.3349.3十礦 2600018000 26.16787.42036.267.0 35.2142.9十一礦 1730011800 8.461463.6439.111.03 5.7970.2十二礦 6651.33123.1 22 1463.3439.027.27 14.3314.9合計(jì) 10696062009.891.5619805.75941.7178.88 94 198.7計(jì)算方法：礦井瓦斯儲(chǔ)量＝保有煤炭資源儲(chǔ)量×噸煤瓦斯儲(chǔ)量?？刹赏咚箖?chǔ)量＝可采儲(chǔ)量×噸煤可抽瓦斯量噸煤可抽瓦斯量用下式計(jì)算：N100(WW)b100C h c其中，N――每噸煤瓦斯可抽量，m3/t；C――丟煤百分率，取25％；b――解吸瓦斯系數(shù)，一般取1；W――煤層瓦斯含量，m3/t；hW――煤層殘存瓦斯量，貧煤取4m3/t；c瓦斯抽放純量按下式計(jì)算：Q＝MNη1 礦 1440其中，Q――瓦斯抽放純量，m3/min；礦M――礦井日產(chǎn)量，t；N――每噸煤瓦斯可抽量，m3/t；η――礦井瓦斯抽放率，參照國(guó)家發(fā)展改革委2005年6月22日下發(fā)關(guān)于《煤礦瓦斯治理與利用總體方案的通知》要求，結(jié)合礦方抽放的實(shí)際情況，確定五對(duì)礦井的瓦斯抽放率為30％；α――備用系數(shù)，取0.2；2.3抽采方法3.1選擇抽放方法的原則抽放瓦斯方法、方式的選擇，應(yīng)根據(jù)瓦斯及煤層賦存情況、瓦斯來源、巷道布置方式、礦井開采技術(shù)條件、瓦斯基礎(chǔ)參數(shù)等綜合分析比較后確定。為提高瓦斯抽放率應(yīng)采用開采層、采空區(qū)相結(jié)合的綜合抽放方法。當(dāng)井下采掘工作面所遇到的瓦斯主要來自開采層本身，只有抽放開采層本身的瓦斯才能解決問題時(shí)，應(yīng)采用開采層瓦斯抽放。工作面后方采空區(qū)瓦斯涌出量大，危害工作面安全生產(chǎn)或老采空區(qū)瓦斯積存量大，向鄰近的回采工作面涌出量瓦斯量多，應(yīng)采取采空區(qū)瓦斯抽放。對(duì)于瓦斯含量大的煤層，在煤巷掘進(jìn)時(shí)，難以用加大風(fēng)量稀釋瓦斯，可在掘進(jìn)工作開始前對(duì)煤層進(jìn)行大面積預(yù)抽或采取邊掘邊抽的方法。e、對(duì)于煤層透氣性較低，采用預(yù)抽方法不易直接抽出瓦斯，掘進(jìn)時(shí)------------瓦斯涌出量不很大而回采有大量瓦斯涌出的煤層，可采用邊采邊抽或增大孔徑和加密鉆孔等方法。f、若圍巖瓦斯涌出量大，以及溶洞、裂縫帶儲(chǔ)存有高壓瓦斯時(shí)，應(yīng)采取圍巖瓦斯抽放措施?？傊?，確定瓦斯抽放的方法應(yīng)先摸清瓦斯來源，采空區(qū)瓦斯及頂板瓦斯含量情況，結(jié)合情況選用合適的抽放瓦斯方法。2.2.3.2瓦斯抽放方法2.2.3.2.1掘進(jìn)頭邊掘邊抽可采用邊掘邊抽的方式，利用巷道兩幫的泄壓條帶向前方打鉆抽放并結(jié)合巷道工作面前方預(yù)抽的方式降低巷道瓦斯涌出量，在順槽兩側(cè)煤壁交錯(cuò)布置鉆場(chǎng)，兩幫鉆場(chǎng)間距3m，每掘進(jìn)60m布置一對(duì)鉆場(chǎng)抽放，如遇特殊地質(zhì)條件，根據(jù)實(shí)際情況確定鉆場(chǎng)間距，每一鉆場(chǎng)布置4～6個(gè)抽放鉆孔，上下兩排，沿巷道走向平行于煤層頂板布置，鉆孔長(zhǎng)度100m、控制巷幫8～10m。鉆孔直徑90mm。詳見掘進(jìn)工作面瓦斯抽放示意圖1-22.2.3.2.2工作面順層孔邊采邊抽平行布孔和交叉布孔形式在工作面順槽沿煤層走向打瓦斯抽放鉆孔，孔與孔平行或交叉布置，孔間距2～5m。生產(chǎn)中可根據(jù)實(shí)際抽放效果調(diào)整鉆孔布置，但必須保證上、下向的鉆孔孔底之間交叉長(zhǎng)度不小于5m。估算綜采工作面抽放瓦斯鉆孔900～1000個(gè)，鉆孔合計(jì)長(zhǎng)度72000m。詳見順層孔布孔示意圖1-3。2.2.3.2.3直接從回風(fēng)巷向工作面上方打鉆孔抽放采空區(qū)瓦斯在工作面回風(fēng)巷內(nèi)向工作面上部打鉆孔抽放，鉆孔呈扇型布置，沿回風(fēng)巷每間隔40～60m施工3～7個(gè)鉆孔，鉆孔傾角20°～40°，鉆孔水平投影與巷道軸線夾角30°～150°，鉆孔水平投影伸入工作面距離10～20m，終孔點(diǎn)距煤層頂板垂高15～22m，孔長(zhǎng)30～44m，采用這種布孔方式，要求工作面投產(chǎn)前施工一部分，在回采過程中，邊回采邊施工，一般應(yīng)保證超前工作面2～3個(gè)鉆場(chǎng)。由于鉆孔開口位置在工作面回風(fēng)巷內(nèi)，因此，當(dāng)工作面采至鉆場(chǎng)位置時(shí)，需在鉆場(chǎng)處留煤墩，煤墩長(zhǎng)8m，寬3～4m，并且在鉆場(chǎng)前后架2～3排木垛，以保護(hù)鉆場(chǎng)，防止工作面采過后，頂板冒落造成斷孔或孔口破壞而報(bào)廢。2.2.3.2.4采空區(qū)全封閉抽放將回采完畢的采煤工作面有關(guān)巷道封閉，采用均壓密閉抽放。撫順煤科分院、阜新礦院、打通二礦聯(lián)合的松藻礦務(wù)局打通二礦進(jìn)行的《采空區(qū)瓦斯抽放技術(shù)》研究課題中，采用該項(xiàng)抽放措施，在抽放密閉處設(shè)置均壓室、安設(shè)可自動(dòng)進(jìn)、排壓風(fēng)的裝置，室密閉處均壓防止漏氣，并設(shè)置自動(dòng)檢測(cè)采空區(qū)CO、CH4濃度及自動(dòng)開關(guān)抽放閥門的裝置，有效解決了采空區(qū)可能自然發(fā)火和抽放濃度低易引起災(zāi)害事故的矛盾，抽放濃度能夠保持在25％～45％，取得了較好的效果。詳見采空區(qū)全封閉抽放示意圖1-5。2.3瓦斯抽放2.3.1四礦十二礦現(xiàn)有井下瓦斯抽放站兩座，分別是戊九抽放站、己三抽放站。戊九抽放系統(tǒng)：安裝兩臺(tái)2BEC-42型和兩臺(tái)2BEF60型抽放泵，實(shí)行分源接力抽放。系統(tǒng)主管路直徑500mm，支管路直徑300mm和200mm。其中兩臺(tái)2BEC-42型抽放泵安裝于采區(qū)下部戊-19190采面附近，高負(fù)壓低流量8抽放高位斜交孔，平均抽放濃度在20％以上，個(gè)別鉆孔瓦斯?jié)舛冗_(dá)到60％以上；兩臺(tái)2BEF-60型抽放泵低負(fù)壓大流量抽放工作面上隅角平均抽放濃度8％?；旌虾蟪榉艥舛冗_(dá)到10％以上，日抽放量3萬m3以上。己三抽放系統(tǒng)安裝兩臺(tái)2BEA-353型抽放泵和兩臺(tái)2BEA-253型抽放泵，系統(tǒng)主管路直徑500mm，支管路直徑300mm和200mm。其中兩臺(tái)2BEA-253型抽放泵安裝于采區(qū)下部己 -23100采面附近，高負(fù)壓低流量抽放本煤層1617以及高位斜交孔，平均抽放濃度在20％以上，個(gè)別鉆孔瓦斯?jié)舛冗_(dá)到60％以上；兩臺(tái)2BEA-353型抽放泵低負(fù)壓大流量抽放工作面上隅角平均抽放濃頓8％。混合后抽放濃度達(dá)到10％以上，日抽放量1.2萬m3以上。地面抽放系統(tǒng)正在建設(shè)中。設(shè)計(jì)安裝兩臺(tái)CBF-710型抽放泵。系統(tǒng)主管路直徑φ500mm，與現(xiàn)有的井下抽放系統(tǒng)串聯(lián)，接力抽放，以提高瓦斯發(fā)電利用量。預(yù)計(jì)抽放平均濃度抽放濃度在8％以上。2.3.2八礦八礦目前現(xiàn)有抽放管路近三萬米，現(xiàn)有抽放泵站七個(gè)，即：地面泵站、己二泵站、戊四泵站、戊二泵站、己四泵站、丁一泵站和己三擴(kuò)大泵站?，F(xiàn)有抽放能力2798m3/min，正常運(yùn)轉(zhuǎn)能力1756m3/min；抽放泵總功率3799kW，正常運(yùn)轉(zhuǎn)功率2315kW?；厩闆r如下：地面泵站：SK-60型抽放泵2臺(tái)，2BEF-60型抽放泵1臺(tái)；抽放地點(diǎn)：本煤層。井下己二泵站：2BEF-42型抽放泵2臺(tái)，2BE1-353型抽放泵1臺(tái)；抽放地點(diǎn)：己-12150采面本煤層、高位孔和上隅角15井下戊四泵站：2BEF-42型抽放泵3臺(tái)；抽放地點(diǎn)：戊-141409.10采面。井下戊二泵站：2BEA-353型抽放泵1臺(tái)，2BEF-42型抽放泵2臺(tái)；抽放地點(diǎn)：戊-12180采面。9.10井下己四泵站：2BEF-42型抽放泵3臺(tái)；抽放地點(diǎn)：己-1403015采面本煤層、高位孔和上隅角6、井下己三擴(kuò)大泵站：2BEF-42型抽放泵2臺(tái)；抽放地點(diǎn)：己-1331015抽排巷；7、井下丁一泵站：2BEF-42型抽放泵2臺(tái)；抽放地點(diǎn)：丁一采區(qū)部分采面上隅角。另有一個(gè)建成待用泵站：己二二水平抽放泵站，安裝了3臺(tái)2BEF-42型抽放泵；一個(gè)待建地面抽放泵站：北風(fēng)井地面泵站，設(shè)計(jì)安裝。3臺(tái)2BEC-710型抽放泵。按照目前八礦的瓦斯儲(chǔ)量和實(shí)際抽放量，基本可滿足8臺(tái)500kw發(fā)電機(jī)組需要。八礦的采空區(qū)瓦斯目前大部分沒有進(jìn)行抽放，需要時(shí)大量的高濃度的采空區(qū)瓦斯也可作為備用氣源進(jìn)行抽采利用。八礦正在準(zhǔn)備開發(fā)的二水平預(yù)測(cè)瓦斯量更大，二水平開采后，抽出的瓦斯可滿足后期瓦斯機(jī)組用氣需要。從八礦瓦斯的儲(chǔ)存量和抽放量來看，瓦斯發(fā)電的氣源可以得到長(zhǎng)期的可靠的保證。2.3.3十礦十礦目前抽放系統(tǒng)較為完備，現(xiàn)有抽放泵站六座，井下抽放站四座，分別是井下中區(qū)抽放站、東區(qū)抽放站、己四抽放站、己15-22260抽放站，其中中區(qū)、東區(qū)和己四抽放站各安裝二臺(tái)2BEC-42型瓦斯抽放泵，己-22260抽放站現(xiàn)有運(yùn)行一臺(tái)2BEC-42型瓦斯抽放泵；地面新、老泵站15目前運(yùn)行二臺(tái)SK-60型和一臺(tái)2BE1-353型抽放泵。抽放方法主要有：采空區(qū)抽放、上隅角抽放、本煤層抽放、高位尾巷抽放、高位回風(fēng)巷輔助抽放、采面動(dòng)壓區(qū)淺孔抽放等。抽放瓦斯?jié)舛瘸煽諈^(qū)濃度40％左右用于食堂利用外，其他地點(diǎn)抽放濃度介于2.5～17.5％之間。目前每天抽放量在5萬立方米左右。目前，井上、下抽放系統(tǒng)已相互聯(lián)絡(luò)，瓦斯發(fā)電的氣源可得到充分的保證。2.3.4十一礦十一礦現(xiàn)有井下抽放泵站兩座，其中一座目前停運(yùn)。井下己二東翼抽放放站現(xiàn)分別裝備二臺(tái)2BEC-42型和二臺(tái)2BEA-253型瓦斯抽放泵。抽放方法主要有：本煤層抽放、高位鉆場(chǎng)抽放、采面上隅角抽放。地面抽放系統(tǒng)正在籌建中。設(shè)計(jì)與現(xiàn)有的井下抽放系統(tǒng)串聯(lián)，接力抽放，以提高瓦斯發(fā)電利用量。預(yù)計(jì)抽放平均濃度抽放濃度在6％以上。2.3.5十二礦十二礦現(xiàn)有瓦斯抽放站三座，分別是地面抽放站、己七二期抽放站、三水平抽放站。其中，地面瓦斯抽放站2005年8月進(jìn)行了改造，將地面瓦斯抽放站原來2臺(tái)CBF360A-2BV3型水環(huán)式真空泵（電機(jī)功率132kW），更換為2臺(tái)2BEC-60型水環(huán)式真空泵（電機(jī)功率315kW）。抽放能力由原來的88～100m3/min提高到目的的256m3/min。優(yōu)化了地面抽放站主抽放管路，減少了管路阻力。由原來的φ250mm主抽放管路改為目前的φ500mm主管路抽放，主管路總長(zhǎng)3350m，目前主要用于抽放己-17190采面上隅角，地面抽放站抽放瓦斯?jié)舛葹?～11％。己七二期瓦15斯抽放站分別裝備一臺(tái)2BEC-42型和一臺(tái)2BE1-353型瓦斯抽放泵，單泵抽放能力分別為150m3/min和80m3/min，電機(jī)功率分別為200kW和132kW，實(shí)際抽放濃度為12～15％。，抽放純量為5～10m3/min，主管路分支管路直徑均為φ200mm，長(zhǎng)度1200m。三水平瓦斯抽放站分別安裝有兩臺(tái)CBF360A-2BV3型和一臺(tái)2BEC42型水環(huán)式真空泵，其單泵抽放能力分別為88～100m3/min和150m3/min，電機(jī)功率分別為132kW和200kW，實(shí)際抽放濃度為10％～13％。抽管路總長(zhǎng)為10070m，其中地面抽放系統(tǒng)主管路為φ500mm螺旋管3350mn，支管路為φ500mm玻璃鋼管500m；己七二期井下抽放站主管路為φ200mm薄壁管長(zhǎng)度220m，17180采面機(jī)風(fēng)巷支管φ200mm薄壁管2600m，17190m機(jī)風(fēng)巷支抽放管路φ200mm薄壁管1700m；三水平瓦斯抽放站主抽放管路φ500mm螺旋管500m，支抽放管路φ150mm薄壁管長(zhǎng)度1200m。目前，井下兩座抽放站抽出的瓦斯全部排進(jìn)了總回風(fēng)內(nèi)，既造成了資源浪費(fèi)，又不利于安全生產(chǎn)，根據(jù)我礦2006年科技項(xiàng)目規(guī)劃，設(shè)計(jì)采用井上下泵站分級(jí)抽放裝置，可將井下抽放站抽放的瓦斯引抽至地面，提高瓦斯發(fā)電利用量。3廠址條件3.1氣象條件本區(qū)屬南溫帶大陸性半濕潤(rùn)氣候，四季分明，春季多風(fēng)干旱，夏季炎熱多雨，秋季晴朗、日照充足，冬季寒冷少雪。氣溫：一年之中，最高溫度出現(xiàn)在7月，最低溫度出現(xiàn)在1月。最高氣溫42.6℃,最低氣溫－18.80℃,年平均氣溫14.9℃,冬季寒冷多西北風(fēng)和東北風(fēng)，夏季炎熱多東北風(fēng)和東風(fēng)，最大風(fēng)速24m/S,平均2.8m/S。降水：最大年降水量1322.6mm（1964年），最小年降水量373.9mm（1966年）、年平均降水量732.8mm。最大月降水量379.2mm（1995年），積雪最厚22Cm（1959年），年最小蒸發(fā)量1490.5mm（1964年）、年平均蒸發(fā)量1880.4mm。平均相對(duì)濕度67％。3.2交通運(yùn)輸某市區(qū)位于河南省中部，北與寶豐、郟縣、襄城毗鄰，西南與魯山相接，東南與葉縣相連。東北距鄭州135km，西北距洛陽156km，西南距南陽134km。礦區(qū)東有京廣鐵路和與姚孟電廠相配套的平禹鐵路；西有焦枝鐵路；孟廟經(jīng)某至寶豐鐵路橫貫礦區(qū)，東到孟廟與京廣線相連，西抵寶豐與焦枝線相接。由礦務(wù)局自營(yíng)的礦區(qū)鐵路支線直通各生產(chǎn)礦井、洗煤廠、電廠等。許昌至南陽、某至禹州、某至汝州等干線公路均穿越礦區(qū)，交通較為便利。本期工程所建瓦斯電站均建在各礦的抽放泵站附近，交通運(yùn)輸依靠各礦的現(xiàn)有交通設(shè)施。3.3地質(zhì)平煤集團(tuán)礦區(qū)地處汝河以南、沙河以北的伏牛山余脈低山丘陵地帶，礦區(qū)地勢(shì)西北高東南低。自西向東紅石山、龍山廟、擂鼓臺(tái)、某、馬棚山等，山脈呈北西走向，組成全區(qū)地表分水嶺。南北分別為沙河水系、汝河水系。瓦斯電站均建在各礦的工業(yè)廣場(chǎng)或風(fēng)井廣場(chǎng)附近，均在保護(hù)煤柱以內(nèi)，地質(zhì)條件良好。3.4地震根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)抗震規(guī)范》等規(guī)定，某礦區(qū)的抗震設(shè)防烈度為7度。3.5電源水源、電源本項(xiàng)目幾個(gè)煤礦均為正在生產(chǎn)礦井，礦井有著完善的供電、供水系統(tǒng)。本項(xiàng)目用處理后的礦井水，用水量最大僅為44.28m3/h，經(jīng)過水量平衡，各礦井均完全能滿足水量之要求。因此，電源、水源可靠。3.6主要建筑材料供應(yīng)條件礦區(qū)內(nèi)電廠、水泥廠、建材廠、化肥廠和機(jī)械加工廠較多。完全可以滿足本項(xiàng)目的建材需求。4工程方案4.1廠區(qū)總平面布置本工程是平煤集團(tuán)為了充分利用煤層氣，減少廢氣排放，保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源的一項(xiàng)綜合利用環(huán)保工程。它是利用本集團(tuán)內(nèi)各礦井井下開采時(shí)排放的瓦斯燃燒進(jìn)行發(fā)電，本次設(shè)計(jì)分別在平煤四礦、八礦、十礦、十一礦、十二礦五個(gè)礦井的工業(yè)場(chǎng)地或風(fēng)井工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)設(shè)立燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，分別對(duì)其敘述。4.1.1四礦燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組廠區(qū)平面布置四煤礦燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組廠區(qū)設(shè)置在礦井工業(yè)場(chǎng)地己三風(fēng)井的北面，處于工業(yè)場(chǎng)地的北圍墻外，場(chǎng)地較為開闊。周圍近距離內(nèi)無居民區(qū)，可與工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)道路相通，交通條件好。該場(chǎng)區(qū)地勢(shì)稍復(fù)雜，為典型的丘陵地區(qū)臺(tái)地，場(chǎng)區(qū)內(nèi)高差不太大，自然標(biāo)高在＋247.0m～＋250.0m之間，場(chǎng)區(qū)西面緊鄰一沖溝，整體地勢(shì)為北高南低。根據(jù)周圍道路交通條件、自然氣象、自然地形、周圍建筑物等條件，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組場(chǎng)區(qū)平面布置為：將發(fā)電機(jī)組廠房、電氣室布置在場(chǎng)區(qū)的西南面，向南面工業(yè)場(chǎng)地變電所出線方便；將濕式燃?xì)鈨?chǔ)罐布置在廠房的北面；將辦公室及倉庫、日用消防水池、給水泵房、低溫冷卻水池、高溫冷卻水池、由北向南依次布置在發(fā)電機(jī)組廠房的東面。場(chǎng)區(qū)總平面布置詳見附圖。場(chǎng)區(qū)豎向采用平坡式布置方式，由于場(chǎng)區(qū)占地較小，土方工程量不大，新增場(chǎng)區(qū)部分圍墻外填挖方地段應(yīng)設(shè)置邊坡。場(chǎng)區(qū)內(nèi)雨水直接排入西面的沖溝內(nèi)外排。為了滿足場(chǎng)區(qū)內(nèi)交通及消防需要，場(chǎng)區(qū)內(nèi)各主要建筑物均有道路相連。主干道寬為4.5m，混凝土道路。沒有場(chǎng)外道路工程量，將場(chǎng)區(qū)內(nèi)道路直接與南面工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)道路相連即可。4.1.2八礦燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組廠區(qū)平面布置本礦井的燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組場(chǎng)區(qū)設(shè)置在礦井工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)新副井東面100m處，位于場(chǎng)區(qū)圍墻外，與工業(yè)場(chǎng)地一路之隔。周圍鄉(xiāng)間道路縱橫交錯(cuò)，交通條件較好，與工業(yè)場(chǎng)地溝通非常便利。該場(chǎng)區(qū)地勢(shì)較為平坦，處在一個(gè)臺(tái)地上，場(chǎng)區(qū)內(nèi)高差較小，有幾個(gè)較小的臺(tái)階，自然標(biāo)高在＋221.3.0m左右。根據(jù)周圍道路交通條件、自然氣象、自然地形、周圍建筑物等條件，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組場(chǎng)區(qū)平面布置為：將發(fā)電機(jī)組廠房、電氣室布置在場(chǎng)區(qū)的東南面，向西南方向礦井變電所出線方便；將濕式燃?xì)鈨?chǔ)罐布置在廠房的北面，與新副井保持足夠的安全間距；將辦公室及倉庫、日用消防水池及給水泵房布置在發(fā)電機(jī)組廠房的西面，將低溫冷卻水池、高溫冷卻水池。場(chǎng)區(qū)總平面布置詳見附圖。場(chǎng)區(qū)豎向采用平坡式布置方式，場(chǎng)區(qū)自然地形較平緩，土方工程量不大，場(chǎng)區(qū)地勢(shì)較高，無需場(chǎng)區(qū)周圍設(shè)置截水溝，場(chǎng)外雨水對(duì)場(chǎng)地?zé)o威脅。場(chǎng)區(qū)內(nèi)雨水外排需新設(shè)置排水溝，通過排水溝集中外排。為了滿足場(chǎng)區(qū)內(nèi)交通及消防需要，場(chǎng)區(qū)內(nèi)各主要建筑物均有道路相連。道路寬為4.5m，混凝土道路。4.1.3十礦燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組廠區(qū)平面布置本燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組布置在十礦現(xiàn)有發(fā)電機(jī)組的西面，新建位置位于場(chǎng)區(qū)西面圍墻外，與現(xiàn)發(fā)電機(jī)組場(chǎng)區(qū)聯(lián)合布置。交通條件良好，直接利用現(xiàn)場(chǎng)區(qū)內(nèi)現(xiàn)有道路即可。該場(chǎng)區(qū)地勢(shì)稍復(fù)雜，新建場(chǎng)區(qū)地勢(shì)比現(xiàn)有發(fā)電機(jī)組場(chǎng)區(qū)低約2.0m，其西面有?小沖溝，場(chǎng)區(qū)內(nèi)有一定的高差根據(jù)周圍道路交通條件、自然氣象、自然地形、周圍建筑物等條件，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組場(chǎng)區(qū)平面布置為：將發(fā)電機(jī)組廠房、電氣室布置在場(chǎng)區(qū)的南面，與現(xiàn)有發(fā)電機(jī)組聯(lián)合布置，向東南礦井變電所出線較為方便；將濕式燃?xì)鈨?chǔ)罐布置在場(chǎng)區(qū)的北面，位于現(xiàn)有儲(chǔ)氣罐西面；將辦公室及倉庫布置在發(fā)電機(jī)組廠房的西南；將日用消防水池及給水泵房、儲(chǔ)氣罐冷卻循環(huán)水池及泵房、低溫冷卻水池、高溫冷卻水池由西向東依次布置在場(chǎng)區(qū)的中部。場(chǎng)區(qū)總平面布置詳見附圖場(chǎng)區(qū)豎向采用?坡式布置方式，與現(xiàn)有發(fā)電機(jī)組場(chǎng)區(qū)平場(chǎng)保持基本一致，土方工程量稍大為了滿足場(chǎng)區(qū)內(nèi)交通及消防需要，場(chǎng)區(qū)內(nèi)各主要建筑物均有道路相連。新建道路寬為4.5m，為混凝土道路。場(chǎng)外道路已有，本設(shè)計(jì)沒有新增場(chǎng)外道路工程量4.1.4十一礦燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組廠區(qū)平面布本燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組布置在十一礦現(xiàn)有南風(fēng)井附近，與風(fēng)井場(chǎng)區(qū)聯(lián)合布置。該場(chǎng)區(qū)地勢(shì)比較平坦，高差較小，交通條件較好，可直接利用現(xiàn)有道路。場(chǎng)區(qū)西面約100m處為十一礦鐵路專用線根據(jù)周圍道路交通條件、自然氣象、自然地形、周圍建筑物等條件，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組場(chǎng)區(qū)平面布置?：將電氣室、發(fā)電機(jī)組廠房、濕式燃?xì)鈨?chǔ)罐由西向東布置在場(chǎng)區(qū)的南面，向南礦井變電所出線較為方便；將辦公室及倉庫、日用消防水池及給水泵房、低溫冷卻水池、高溫冷卻水池由西向東依次布置在場(chǎng)區(qū)的中部。場(chǎng)區(qū)總平面布置詳見附圖場(chǎng)區(qū)豎向采用平坡式布置方式，與現(xiàn)有風(fēng)井場(chǎng)區(qū)平場(chǎng)保持基本一致，土方工程量不大為了滿足場(chǎng)區(qū)內(nèi)交通及消防需要，場(chǎng)區(qū)內(nèi)各主要建筑物均有道路相連。新建道路寬為4.5m，為混凝土道路。場(chǎng)外道路已有，無需新增4.1.5十二礦燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組廠區(qū)平面布本燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組布置在十二礦場(chǎng)區(qū)北面瓦斯抽放站附近?南面緊鄰場(chǎng)區(qū)運(yùn)煤鐵路專用線，西面為瓦斯抽放站，北面為場(chǎng)區(qū)圍墻。交通條件良好，新建場(chǎng)區(qū)道路可直接與西面的工業(yè)場(chǎng)地內(nèi)現(xiàn)有道路連通該場(chǎng)區(qū)原自然地勢(shì)稍復(fù)雜，為一小沖溝，高差約2.0m左右，整體地勢(shì)為北高南低，場(chǎng)區(qū)內(nèi)有一定的高差根據(jù)周圍道路交通條件、自然氣象、自然地形、周圍建筑物等條件，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組場(chǎng)區(qū)平面布置為：將發(fā)電機(jī)組廠房、電氣室布置在場(chǎng)區(qū)的西面，靠近瓦斯抽放站布置，向南面礦井變電所出線較為方便；將濕式燃?xì)鈨?chǔ)罐布置在場(chǎng)區(qū)的北面，與瓦斯抽放站保持一定的安全間距，同時(shí)管道敷設(shè)非常方便；將辦公室及倉庫布置在?電機(jī)組廠房的東面；將日用消防水池及給水泵房、儲(chǔ)氣罐冷卻循環(huán)水池及泵房、低溫冷卻水池、高溫冷卻水池由東向西依次布置在場(chǎng)區(qū)的東部。場(chǎng)區(qū)總平面布置詳見附圖場(chǎng)區(qū)豎向采用平坡式布置方式，與現(xiàn)有周圍場(chǎng)區(qū)平場(chǎng)保持基本一致，土方工程量稍大為了滿足場(chǎng)區(qū)內(nèi)交通及消防需要，場(chǎng)區(qū)內(nèi)各主要建筑物均有道路相連。新建道路寬為4.5m，為混凝土道路，無場(chǎng)外道路工程量4.2.燃?xì)鈩?dòng)4.2.1設(shè)計(jì)依《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》GB50028-93（2002年版《鋼制管道及儲(chǔ)罐腐蝕控制設(shè)計(jì)規(guī)范》SY007-1999《城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉涔こ淌┕ぜ膀?yàn)收規(guī)范》GJJ33-89《輸送流體用無縫鋼管》GB/TB163-19994.2..2擬定機(jī)組選型根據(jù)平煤集團(tuán)各礦礦井煤層氣抽放情況，以及煤層氣發(fā)電機(jī)組對(duì)氣源的適應(yīng)性及要求等因素，擬定電控混合器低濃度燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，型號(hào)：500GF1-3RW，額定功率：500kW。目前，煤層氣發(fā)電技術(shù)在國(guó)內(nèi)已有十多年的研究發(fā)展。早期由柴油機(jī)改造機(jī)組和飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)改造型機(jī)組用于煤層氣發(fā)電，如山西沁和永紅礦和晉城寺河礦，是由柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)改造而成。隨著技術(shù)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)小型燃?xì)獍l(fā)電技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，設(shè)備改造﹑制造亦較為成功，并能夠滿足安全可靠運(yùn)行。專用于煤層氣發(fā)電的煤層氣發(fā)電機(jī)組，以沈陽紅菱礦煤層氣發(fā)電站為代表，該技術(shù)特點(diǎn)是將低﹑中﹑高濃度的煤層氣通過閉環(huán)控制系統(tǒng)，在配氣室將氣體稀釋為8~9%的氣體，使之爆炸做功發(fā)電，特點(diǎn)是適用性強(qiáng)，特別是能針對(duì)濃度小于25%的中低濃度的瓦斯氣發(fā)電。根據(jù)國(guó)內(nèi)機(jī)組發(fā)展情況，設(shè)備選用500GF1-3RW型低濃度煤層氣發(fā)電機(jī)組，該機(jī)型是專為煤層氣發(fā)電設(shè)計(jì)開發(fā)制造的，生產(chǎn)廠家為山東勝利油田管理局機(jī)械動(dòng)力廠。該設(shè)備已在山西﹑山東﹑遼寧﹑安徽等省投入運(yùn)行。使用情況證明，該機(jī)型具有結(jié)構(gòu)緊湊﹑適用氣源范圍廣，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性高，另外不需另配壓縮系統(tǒng)等工藝特點(diǎn)。國(guó)內(nèi)已有多臺(tái)該類型機(jī)組運(yùn)行，目前機(jī)組運(yùn)行情況良好。安徽淮南礦業(yè)集團(tuán)謝一礦電站是國(guó)內(nèi)第一個(gè)低濃度瓦斯發(fā)電的電站，將瓦斯利用范圍由濃度30%下降到6%。該電站于2005年11月1日正式投入生產(chǎn)運(yùn)行。事實(shí)證明，無論從技術(shù)還是從實(shí)踐上看，煤層氣發(fā)電都是可行的。根據(jù)各礦煤炭?jī)?chǔ)量和瓦斯賦存量﹑抽放量等的情況，進(jìn)行燃?xì)馄胶?，詳見表。燃?xì)馄胶獗硇蛱?hào)序號(hào)項(xiàng)目四礦八礦十礦十一礦十二礦1瓦斯抽放純量（m3/h）220225504020661.81636.22瓦斯抽放濃度（％）815158113機(jī)組臺(tái)數(shù)（臺(tái)）8128464進(jìn)氣量(純量)（m3/h）8×14212×1428×1424×1426×1425燃?xì)馄胶饨Y(jié)論（m3/h）+1066+846+2884+93.8+784.26備注注：各礦瓦斯抽放率均為30%；四礦、八礦、十礦選擇機(jī)組時(shí)瓦斯余量較大，考慮待山東勝動(dòng)大功率機(jī)組開發(fā)成功后再利用。根據(jù)燃?xì)馄胶獗砜梢钥闯?，各礦瓦斯抽放量均能滿足燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的進(jìn)氣量需要，并有一定量的富余，根據(jù)目前本工程的實(shí)際情況，多余的瓦斯暫對(duì)空排放。4.2.3主機(jī)型號(hào)及主要技術(shù)參數(shù)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組（共38臺(tái)）型號(hào)：500GF1-3RW額定功率：500kW額定轉(zhuǎn)速：1000r/min12V190燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)型式：四沖程、火花塞點(diǎn)火、水冷進(jìn)氣方式：電控混合型總排量：71.45L------------排煙氣溫度：≦630℃冷卻方式：熱交換器冷卻(強(qiáng)制水冷)起動(dòng)方式：電馬達(dá)啟動(dòng)發(fā)電機(jī)型號(hào)：1FC6額定功率：500kW額定電壓：400v功率因子：0.85額定頻率：50Hz4.2.4主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)算中，各礦機(jī)組均有一臺(tái)備用，每臺(tái)機(jī)組輸出功率425kW。主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)一覽表序序號(hào)項(xiàng)目四礦五礦六礦八礦十礦十一礦十二礦十三礦首山一礦合計(jì)1機(jī)組臺(tái)數(shù)（臺(tái)）644842424382進(jìn)氣純量（m3/h）6×1424×1424×1428×1424×1422×1424×1422×1424×14233發(fā)電功率(Kw)6×5004×5004×5008×5004×5002×5004×5002×5004×5004年發(fā)電小時(shí)數(shù)（h）7200720072007200720072007200720072005年發(fā)電量（104kW.h/a）1836122412242448122461212246121224116286年供熱量(GJ/a)6220841472414728294441472207364147220736414723939847年耗瓦斯純量（104m3/a）61440940981840920440920440938868年耗瓦斯純量（t/a）441729452945588929451472294514722945279742.5熱力系統(tǒng)5.1燃?xì)鈩?dòng)力工藝流程詳見插圖4.2.5.2主要?jiǎng)恿ο到y(tǒng)及輔助設(shè)備選擇4.2.5.2.1供氣系統(tǒng)氣源，來自平煤集團(tuán)各礦礦井煤層氣（瓦斯）的抽放泵站。本次設(shè)計(jì)包括：四礦、五礦、六礦、八礦、十礦、十一礦、十二礦、十三礦、首山一礦。針對(duì)本工程，考慮機(jī)組安全設(shè)置以下安全措施：1）在機(jī)組進(jìn)氣總管處設(shè)置阻火器；2）在混合器前的燃?xì)夤芫€上設(shè)置專用瓦斯阻火器；3）在中冷器和增壓器之間裝有專用瓦斯阻火器，提高安全；4）在進(jìn)氣管和調(diào)速氣門之間裝有專用瓦斯阻火器；5）在輸送管線上裝有細(xì)霧防回火裝置。燃?xì)夤艿谰捎脽o縫鋼管；室外燃?xì)夤艿啦捎玫厣细呖辗笤O(shè)。因?yàn)槿細(xì)猓ㄍ咚梗儆跐袢細(xì)?，輸氣管道敷設(shè)坡度不小于千分之三，在最低點(diǎn)處設(shè)置凝水缸。管道防腐為加強(qiáng)級(jí)防腐，防腐材料選用防腐膠帶。防腐膠帶相對(duì)于其他的防腐方式具有施工方便，勞動(dòng)強(qiáng)度小等優(yōu)點(diǎn)。4.2.5.2.2冷卻水系統(tǒng)采用閉式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，冷卻水選用略呈堿性的清潔水。機(jī)組冷卻系統(tǒng)分為高溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)和低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)。正常工作時(shí)高溫循環(huán)水保持在70~80℃范圍內(nèi)，最高水溫不超過85℃，最低水溫不低于60℃；低溫循環(huán)水低于40℃。為減少或避免冷卻系統(tǒng)機(jī)件的腐蝕和水垢覆積，冷卻水中添加適量的防腐油配制成防銹乳化液或其他冷卻水處理劑。4.2.5.2.3余熱回收系統(tǒng)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)所排煙氣溫度(≦630℃)較高，為充分利用這部分熱量及減少對(duì)環(huán)境的熱污染，在每臺(tái)機(jī)組所排煙氣管道上均加裝一套針形管余熱回收裝置。非采暖期余熱回收裝置加熱的熱水(95℃)作為一次熱媒去加熱水-水換熱器，生成熱水(60℃)供礦上洗澡用。采暖期余熱回收裝置加熱的熱水(95℃)作為燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組廠房和泵房等建筑的采暖用水。每臺(tái)機(jī)組煙道排氣口均加裝一臺(tái)消音器，用以降低躁聲，減少對(duì)周圍環(huán)境的污染。4.2.5.2.4主要輔助設(shè)備選擇2.6主廠房布置4.2.6.1主廠房型式------------主廠房布置按照常規(guī)模式布置，充分體現(xiàn)安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想。主廠房采用封閉式機(jī)房。廠房布置的主要尺寸表表4－3序號(hào)名稱臺(tái)數(shù)廠房跨度廠房全長(zhǎng)軌頂標(biāo)高下弦標(biāo)高1四礦612m41m6m8.1m2五礦412m41m6m8.1m3六礦412m41m6m8.1m4八礦812m61m6m8.1m5十礦812m41m6m8.1m6十一礦212m21m6m8.1m7十二礦612m31m6m8.1m8十三礦212m31m6m8.1m9首山一礦612m31m6m8.1m4.2.6.2燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組廠房廠房?jī)?nèi)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組采用橫向順列布置方案。燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)前各留有一3.6m寬的縱向通道，便于行人及設(shè)備操作和檢修等。在燃?xì)猓ㄍ咚梗┕艿肋M(jìn)廠房處，設(shè)置有緊急閥門，以備廠房?jī)?nèi)發(fā)生緊急情況時(shí)，可迅速切斷氣源。燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)所排廢氣，用管道經(jīng)余熱回收裝置后引向廠房外高處。機(jī)組運(yùn)行時(shí)，廠房?jī)?nèi)門窗一律外開，并設(shè)置有大流量排風(fēng)裝置，防止可燃?xì)怏w積聚等。廠房?jī)?nèi)設(shè)有一臺(tái)10t的橋式起重機(jī)，跨度10.5m,起吊高度為4.5m。用于燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的安裝和檢修起吊等。2.7乏風(fēng)氧化裝置4.2.7.1擬定機(jī)組選型煤礦是甲烷釋放的主要源。煤礦通風(fēng)流甲烷濃度非常低濃度，特別是低于1％，但是它的量非常大，特別是，一個(gè)煤礦通風(fēng)流為100萬Nm3/h，是溫室氣體釋放到大氣層的主要部分。根據(jù)平煤集團(tuán)四礦或八礦通風(fēng)回風(fēng)井的排放情況，擬定風(fēng)排瓦斯氧化裝置，型號(hào)：Vocsidizer(Q=125000m3/h)。在下一步階段設(shè)計(jì)中，再確定四礦還是八礦。用氧化器技術(shù)的特殊形式與傳統(tǒng)發(fā)電廠鍋爐技術(shù)相結(jié)合的方式，瑞典MEGTEC公司已經(jīng)開發(fā)了使用非常低濃度的甲烷作為發(fā)電廠主要燃料專利技術(shù)。這種氧化器叫做Vocsidizer,用燃燒方式，是一種無火焰新生熱型，不產(chǎn)生熱Nox。瑞典MEGTEC公司是一家全球低濃度碳?xì)浠衔镝尫趴刂圃O(shè)備的主要供應(yīng)商。70年代以來，MEGTEC公司已經(jīng)供應(yīng)、安裝3000套設(shè)施，其中700多套是Vocsidizer型。MEGTEC公司總部設(shè)在美國(guó)威斯康星州。Vocsidizer的技術(shù)中心坐落在瑞典Gothenburg。1994年，瑞典MEGTEC公司在英國(guó)煤礦現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)了第一套通風(fēng)流甲烷利用設(shè)施。這一目的是展示有效地減少煤礦通風(fēng)流中非常低濃度甲烷的能力。成功地處理了甲烷濃度為0.3-0.6%的8000Nm3/h煤礦通風(fēng)流。2001－2002年，瑞典MEGTEC公司在澳大利亞AppinColliery地區(qū)的一個(gè)煤礦現(xiàn)場(chǎng)安裝了第二套通風(fēng)流甲烷利用設(shè)施。目的有二個(gè)：一個(gè)是展示Vocsidizer使用嵌入式蒸氣管路能利用低濃度甲烷的通風(fēng)流能源加熱水，另一個(gè)目的是展示這一系統(tǒng)能處理煤礦通風(fēng)流甲烷一般的變化。展示項(xiàng)目工作了12個(gè)月，2005年4月5日，這一展示項(xiàng)目獲得最佳溫室氣體項(xiàng)目稱號(hào)。瑞典MEGTEC公司正在為澳大利亞BHPBilliton公司提供WestVAMP項(xiàng)目，計(jì)劃2005年末或2006年初該發(fā)電廠開始運(yùn)行，很可能是第一個(gè)最大規(guī)模的利用煤礦通風(fēng)流作為主要能源的項(xiàng)目。WestVAMP項(xiàng)目處理的煤礦通風(fēng)流量占通風(fēng)井風(fēng)流量的1/5。結(jié)合證明的多項(xiàng)技術(shù)，瑞典MEGTEC公司已經(jīng)展示減少甲烷釋放和將這部分能源轉(zhuǎn)變成有用的形式的能力，如加熱、冷卻和電能等。4.2.7.2主機(jī)型號(hào)及主要技術(shù)參數(shù)型號(hào)：Vocsidizer型處理風(fēng)量：Q=125000m3/h4.2.7.3動(dòng)力系統(tǒng)風(fēng)排瓦斯氧化裝置工藝流程圖如下：風(fēng)排瓦斯氧化裝置氣源，來自平煤集團(tuán)四礦或八礦的通風(fēng)回風(fēng)井。Vocsidizer型裝置在與運(yùn)營(yíng)煤礦的通風(fēng)回風(fēng)井相連時(shí)，很重要的一點(diǎn)是不影響煤礦的通風(fēng)系統(tǒng)。通過與通風(fēng)回風(fēng)井的側(cè)面相連并且用Vocsidizer風(fēng)機(jī)產(chǎn)生一個(gè)負(fù)壓，VAM動(dòng)力裝置從風(fēng)井抽風(fēng)換氣時(shí)，不會(huì)影響礦井的通風(fēng)系統(tǒng)。如果Vocsidizer型裝置發(fā)生任何故障，那么通風(fēng)空氣會(huì)自然一直進(jìn)入大氣，而不會(huì)對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)造成影響。Vocsidizer型裝置所產(chǎn)生的蒸汽并入平煤集團(tuán)四礦或八礦的鍋爐房蒸汽系統(tǒng)。4.2.7.4布置Vocsidizer型裝置室外布置，一對(duì)Vocsidizer型組件（功率；125000m3/h）的體積大約為14m×14m×9m。本機(jī)組接近風(fēng)井露天布置。2.8工程安全分析及對(duì)策4.2.8.1火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性分析本工程使用的燃?xì)猓ㄍ咚梗橐兹缉p易爆物，在靜電﹑明火﹑雷擊﹑電氣火花以及爆炸事故等誘發(fā)下，均有發(fā)生火災(zāi)的可能，火災(zāi)危險(xiǎn)性的大小與危險(xiǎn)物質(zhì)的多少及生產(chǎn)性質(zhì)﹑操作管理水平﹑環(huán)境狀況等有直接關(guān)系。主要生產(chǎn)場(chǎng)所及裝置的火災(zāi)危險(xiǎn)性分析：根據(jù)《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》中的相應(yīng)規(guī)定，本工程可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)環(huán)境為爆炸性氣體環(huán)境，生產(chǎn)場(chǎng)所火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性為：甲類生產(chǎn)類別，2區(qū)危險(xiǎn)區(qū)域。4.2.8.2工程防火和消防措施本工程建設(shè)區(qū)域的總平面布置，根據(jù)生產(chǎn)發(fā)生﹑工藝要求及火災(zāi)危險(xiǎn)性的大小等因素，各設(shè)施之間均按《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》﹑《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》等的要求預(yù)留相應(yīng)的安全防火間距，以防止一旦發(fā)生火災(zāi)造成火勢(shì)擴(kuò)大﹑蔓延。本工程在正常生產(chǎn)情況下，一般不易發(fā)生火災(zāi)，只有在操作失誤﹑違反規(guī)程﹑管理不當(dāng)即其他非正常生產(chǎn)情況下，才可能由各種因素導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生。因此，為了防止火災(zāi)的發(fā)生或減少火災(zāi)發(fā)生的損失，本工程在設(shè)計(jì)上采取了相應(yīng)的防范措施，具體如下：采用密封良好的設(shè)備及管道輸送燃?xì)猓ㄍ咚梗?，防止泄露。燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)管道超壓﹑檢修放散均匯集至高處放空管。主廠房?jī)?nèi)設(shè)置大流量排風(fēng)裝置，防止可燃?xì)怏w積聚等。在生產(chǎn)裝置的控制室內(nèi)設(shè)置可燃?xì)怏w監(jiān)測(cè)報(bào)警儀的報(bào)警系統(tǒng)，用以對(duì)監(jiān)測(cè)主廠房?jī)?nèi)和其他容易泄露的地點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。生產(chǎn)區(qū)內(nèi)設(shè)置安全色和安全標(biāo)志。4.2.8.3安全管理對(duì)策措施鑒于本工程的原料及產(chǎn)品為易燃﹑易爆物質(zhì)，存在著發(fā)生火險(xiǎn)的可能，因此各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)充分重視消防工作，并在生產(chǎn)過程中嚴(yán)格執(zhí)行相應(yīng)的操作規(guī)章﹑規(guī)程等制度。工程在建成后應(yīng)加強(qiáng)消防設(shè)施的維護(hù)和管理，加強(qiáng)有關(guān)部門人員的安全培訓(xùn)﹑教育和考核，使消防設(shè)施能正常﹑有效地運(yùn)轉(zhuǎn)。增加安全投入與安全設(shè)施，完善機(jī)構(gòu)和人員配置，實(shí)施監(jiān)督與日常檢查，并制定事故應(yīng)急救援預(yù)案。4.3.電氣4.3.1電力系統(tǒng)概況本工程平煤集團(tuán)四礦、五礦、六礦、八礦、十礦、十一礦、十二礦、十三礦、首山一礦共九個(gè)礦建瓦斯發(fā)電工程。四礦地面35KV變電站的兩回35KV電源分別引自平煤集團(tuán)謝莊110KV變電站的35KV母線，兩回35KV電源線路導(dǎo)線型號(hào)均為L(zhǎng)GJ-150，線路長(zhǎng)度分別為3.15km、7.06km。兩臺(tái)主變?nèi)萘烤鶠?6MVA，電壓變比均為35/6KV。35KV母線為雙母線，6KV母線為單母線分段。目前該礦最大電力負(fù)荷為13000KW。四礦自備電廠裝機(jī)容量為2x6MW，發(fā)電機(jī)接入廠內(nèi)6KV配電裝置，6KV母線為單母線分段接線，自備電廠出線兩回接入四礦地面35KV變電站6KV母線與系統(tǒng)并網(wǎng)。八礦地面35KV變電站的兩回35KV電源分別引自平煤集團(tuán)焦莊35KV變電站的35KV母線，兩回35KV電源線路導(dǎo)線型號(hào)均為L(zhǎng)GJ-185，線路長(zhǎng)度分別為2.426km、3.903km。兩臺(tái)主變?nèi)萘烤鶠?6MVA，電壓變比均為35/6KV。35KV系統(tǒng)為全橋接線，6KV母線為單母線分段。目前該礦最大電力負(fù)荷為24500KW。十礦地面現(xiàn)有一座6KV變電所，其兩回6KV電源線路分別引自月臺(tái)35KV變電站，第一回6KV電源線路導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ-185，線路長(zhǎng)度為1.84km。第二回6KV電源線路導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ-2x120，線路長(zhǎng)度為1.95km。礦井6KV變電所6KV母線為單母線分段。目前礦井6KV變電所最大電力負(fù)荷為6592KW。十一礦地面現(xiàn)有一座6KV變電所，其兩回6KV電源線路分別引自香山35KV變電站，第一回6KV電源線路導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ-2x240，線路長(zhǎng)度為1.7km。第二回6KV電源線路導(dǎo)線型號(hào)為2xLGJ-2x120，由兩趟LGJ-2x120線路合并而成，線路長(zhǎng)度為1.85km。礦井6KV變電所6KV母線為單母線分段。目前該礦最大電力負(fù)荷為9500KW。十二礦地面現(xiàn)有一座6KV變電所，其兩回6KV電源均引自十二礦自備電廠6KV母線。兩回6KV電源線路電纜型號(hào)均為VV-6/63x185，長(zhǎng)22度均為0.3km。十二礦風(fēng)井6KV變電所的兩回6KV電源均引自礦井6KV變電所，其兩回6KV電源線路電纜型號(hào)均為ZQP-6/63x120，長(zhǎng)度均為200.25km。礦井6KV變電所和風(fēng)井6KV變電所6KV母線均為單母線分段。目前礦井6KV變電所最大電力負(fù)荷為8000KW，風(fēng)井6KV變電所最大電力負(fù)荷為2400KW。4.3.2.接入系統(tǒng)方案根據(jù)電站站址位置及周圍電網(wǎng)實(shí)際情況，各礦電站機(jī)組接入系統(tǒng)方案如下：四礦電站每?jī)膳_(tái)發(fā)電機(jī)組并列后為一組，分別接入各自的0.4KV母線，經(jīng)各自變壓器升壓后接入電站6KV母線，6KV母線為單母線分段接線，電站出線兩回6KV線路至四礦自備電廠6KV母線，為電站并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線，每回并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線均為兩根電纜，每根電纜型號(hào)均為YJV22-6/63X120，每回并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線長(zhǎng)度均約1km。每臺(tái)變壓器容量為1250KVA，電壓變比為6/0.4KV。八礦電站每?jī)膳_(tái)發(fā)電機(jī)組并列后為一組，分別接入各自的0.4KV母線，經(jīng)各自變壓器升壓后接入電站6KV母線，6KV母線為單母線分段接線，電站出線兩回6KV線路至八礦35KV變電站6KV母線，為電站并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線，每回并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線均為兩根電纜并用，每根電纜型號(hào)均為YJV22-6/63X240，每回并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線長(zhǎng)度均約0.3km。每臺(tái)變壓器容量為1250KVA，電壓變比為6/0.4KV。十礦電站每?jī)膳_(tái)發(fā)電機(jī)組并列后為一組，分別接入各自的0.4KV母線，經(jīng)各自變壓器升壓后接入電站6KV母線I段，進(jìn)口發(fā)電機(jī)組接入電站6KV母線II段，6KV母線為單母線分段接線，電站出線兩回6KV線路至十礦6KV變電所6KV母線，為電站并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線，每回并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線均為兩根電纜，每根電纜型號(hào)均為YJV22-6/63X120，每回并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線長(zhǎng)度均約0.3km。每臺(tái)變壓器容量為1250KVA，電壓變比為6/0.4KV。十一礦電站每?jī)膳_(tái)發(fā)電機(jī)組并列后為一組，分別接入各自的0.4KV母線，經(jīng)各自變壓器升壓后接入電站6KV母線，6KV母線為單母線分段接線，電站出線兩回6KV線路至十一礦6KV變電所6KV母線，為電站并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線，每回并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線均為電纜，型號(hào)均為YJV22-6/63X95，每回電纜長(zhǎng)度均約0.5km。每臺(tái)變壓器容量為1250KVA，電壓變比為6/0.4KV。十二礦電站每?jī)膳_(tái)發(fā)電機(jī)組并列后為一組，分別接入各自的0.4KV母線，經(jīng)各自變壓器升壓后接入電站6KV母線，6KV母線為單母線分段接線，電站出線兩回6KV線路至十二礦風(fēng)井6KV變電所6KV母線，為電站并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線，每回并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線均為電纜，型號(hào)均為YJV22-6/63X185，每回電纜長(zhǎng)度均約0.2km。每臺(tái)變壓器容量為1250KVA，電壓變比為6/0.4KV。4.3.4原則性電氣主接線及布置四礦電站安裝八臺(tái)500KW燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)額定電壓為0.4KV，額定電流為849安。每?jī)膳_(tái)發(fā)電機(jī)組并列后為一組，分別接入各自的0.4KV母線，經(jīng)各自變壓器升壓后分別接入電站6KV母線，電站出線兩回6KV線路至四礦自備電廠6KV母線，為電站并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線。每臺(tái)變壓器容量為1250KVA，電壓變比為6±2x2.5%/0.4KV。八礦電站安裝十二臺(tái)500KW燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)額定電壓為0.4KV，額定電流為849安。每?jī)膳_(tái)發(fā)電機(jī)組并列后為一組，分別接入各自的0.4KV母線，經(jīng)各自變壓器升壓后接入電站6KV母線，電站出線兩回6KV線路至八礦35KV變電站6KV母線，為電站并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線，每臺(tái)變壓------------器容量為1250KVA，電壓變比為6±2x2.5%/0.4KV。十礦電站安裝四臺(tái)500KW國(guó)產(chǎn)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)額定電壓為0.4KV，額定電流為849安。每?jī)膳_(tái)發(fā)電機(jī)組并列后為一組，分別接入各自的0.4KV母線，經(jīng)各自變壓器升壓后接入電站6KV母線，電站出線兩回6KV線路至十礦6KV變電所6KV母線，為電站并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線，國(guó)產(chǎn)發(fā)電機(jī)組變壓器容量為1250KVA，電壓變比為6±2x2.5%/0.4KV。十一礦電站安裝兩臺(tái)500KW國(guó)產(chǎn)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)額定電壓為0.4KV，額定電流為849安。每?jī)膳_(tái)發(fā)電機(jī)組并列后為一組，分別接入各自的0.4KV母線，經(jīng)各自變壓器升壓后接入電站6KV母線，電站出線兩回6KV線路至十一礦6KV變電所6KV母線，為電站并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線，變壓器容量為1250KVA，電壓變比均為6±2x2.5%/0.4KV。十二礦電站安裝四臺(tái)500KW國(guó)產(chǎn)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)額定電壓為0.4KV，額定電流為849安。每?jī)膳_(tái)發(fā)電機(jī)組并列后為一組，分別接入各自的0.4KV母線，經(jīng)各自變壓器升壓后接入電站6KV母線，電站出線兩回6KV線路至十二礦風(fēng)井6KV變電所6KV母線，為電站并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線。變壓器容量為1250KVA，電壓變比為6±2x2.5%/0.4KV。四礦電站安裝四臺(tái)500KW國(guó)產(chǎn)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)額定電壓為0.4KV，額定電流為849安。每?jī)膳_(tái)發(fā)電機(jī)組并列后為一組，分別接入各自的0.4KV母線，經(jīng)各自變壓器升壓后接入電站6KV母線，電站出線兩回6KV線路至十二礦風(fēng)井6KV變電所6KV母線，為電站并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線。變壓器容量為1250KVA，電壓變比為6±2x2.5%/0.4KV。五礦電站安裝四臺(tái)500KW國(guó)產(chǎn)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)額定電壓為0.4KV，額定電流為849安。每?jī)膳_(tái)發(fā)電機(jī)組并列后為一組，分別接入各自的0.4KV母線，經(jīng)各自變壓器升壓后接入電站6KV母線，電站出線兩回6KV線路至十二礦風(fēng)井6KV變電所6KV母線，為電站并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線。變壓器容量為1250KVA，電壓變比為6±2x2.5%/0.4KV。六礦電站安裝四臺(tái)500KW國(guó)產(chǎn)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)額定電壓為0.4KV，額定電流為849安。每?jī)膳_(tái)發(fā)電機(jī)組并列后為一組，分別接入各自的0.4KV母線，經(jīng)各自變壓器升壓后接入電站6KV母線，電站出線兩回6KV線路至十二礦風(fēng)井6KV變電所6KV母線，為電站并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線。變壓器容量為1250KVA，電壓變比為6±2x2.5%/0.4KV。十三礦電站安裝兩臺(tái)500KW國(guó)產(chǎn)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)額定電壓為0.4KV，額定電流為849安。每?jī)膳_(tái)發(fā)電機(jī)組并列后為一組，分別接入各自的0.4KV母線，經(jīng)各自變壓器升壓后接入電站6KV母線，電站出線兩回6KV線路至十二礦風(fēng)井6KV變電所6KV母線，為電站并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線。變壓器容量為1250KVA，電壓變比為6±2x2.5%/0.4KV。首山一礦電站安裝六臺(tái)500KW國(guó)產(chǎn)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)額定電壓為0.4KV，額定電流為849安。每?jī)膳_(tái)發(fā)電機(jī)組并列后為一組，分別接入各自的0.4KV母線，經(jīng)各自變壓器升壓后接入電站6KV母線，電站出線兩回6KV線路至十二礦風(fēng)井6KV變電所6KV母線，為電站并網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線。變壓器容量為1250KVA，電壓變比為6±2x2.5%/0.4KV。各礦電站6KV母線均為單母線分段接線，0.4KV母線均為單母線，高壓廠用負(fù)荷由電站6KV母線供電，低壓廠用負(fù)荷由電站0.4KV母線供電。6KV配電裝置、0.4KV配電裝置、6KV變壓器均為屋內(nèi)布置。以上設(shè)備及燃?xì)獍l(fā)電機(jī)廠配套供應(yīng)的電氣柜均布置在電氣室內(nèi)。當(dāng)機(jī)組起動(dòng)時(shí)，從系統(tǒng)電網(wǎng)取得電源。4.3.5主要設(shè)備選擇6KV配電裝置選用KYN28A-12型中置式手車柜，低壓配電裝置選用GCS型抽出式開關(guān)柜。電力變壓器選用SCB10節(jié)能型產(chǎn)品。電氣設(shè)備詳細(xì)型號(hào)見圖

K5058-D0000-1。發(fā)電機(jī)控制、保護(hù)、信號(hào)、同期及配電設(shè)備均由燃?xì)獍l(fā)電機(jī)廠組柜配套供應(yīng)。根據(jù)有關(guān)各礦地面變電站的短路資料進(jìn)行短路電流計(jì)算，所選電氣設(shè)備均能滿足短路電流動(dòng)、熱穩(wěn)定要求。4.3.6二次部分有關(guān)各礦電站直流系統(tǒng)均裝設(shè)一組蓄電池。直流系統(tǒng)母線為單母線，電壓為220V。經(jīng)計(jì)算選用一套65AH閥控式密封免維護(hù)鉛酸蓄電池直流電源成套裝置，為全廠直流負(fù)荷用電。直流系統(tǒng)組屏安裝在電氣室內(nèi)。電站不單獨(dú)設(shè)控制室，發(fā)電機(jī)控制、保護(hù)、信號(hào)、同期及配電設(shè)備均由燃?xì)獍l(fā)電機(jī)廠組柜配套供應(yīng)，布置在電氣室內(nèi)?？刂品绞綖橹绷?20V強(qiáng)電控制，紅綠燈監(jiān)視。設(shè)有一套能重復(fù)動(dòng)作并延時(shí)自動(dòng)解除音響的事故信號(hào)和預(yù)告信號(hào)裝置。在電氣室控制的設(shè)備有：發(fā)電機(jī)、變壓器、6KV線路等。裝設(shè)一套手動(dòng)準(zhǔn)同期裝置。測(cè)量、計(jì)量表計(jì)按“DL/T5137-2001”《電測(cè)量及電能計(jì)量裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》裝設(shè)。繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置按照“GB50062-92”《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》裝設(shè)。4.4.熱工控制及檢測(cè)4.4.1概述某煤業(yè)(集團(tuán))四、五、六、八、十、十一、十二、十三、首山礦均屬高瓦斯或突出礦井,目前各礦均建或在建瓦斯抽放泵站。為綜合利用瓦斯，在以上各礦共建38臺(tái)500GF1-3RW型燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組。各礦的機(jī)組分配情況如下：四礦6臺(tái)、五礦4臺(tái)、六礦4臺(tái)、八礦12臺(tái)、十礦8臺(tái)、十一礦4臺(tái)、十二礦4臺(tái)、十三礦2臺(tái)、首山一礦6臺(tái)。本設(shè)計(jì)考慮對(duì)各礦的燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組及其高低溫雙循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，燃?xì)鈮毫Α囟燃傲髁康葏?shù)進(jìn)行熱工檢測(cè)和控制，并對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)瓦斯泄漏進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)。設(shè)計(jì)依據(jù)為《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50058-92)，《煤礦安全規(guī)程》，《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GBJ16-872001年版)及現(xiàn)行的有關(guān)瓦斯及燃?xì)獾确矫娴囊?guī)范、規(guī)程，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組廠家提供的產(chǎn)品資料及技術(shù)要求，并滿足工藝專業(yè)的要求。4.4.2控制室、控制方式及控制水平根據(jù)有關(guān)的規(guī)程、規(guī)范及安全要求，各礦燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組熱工控制室均設(shè)在發(fā)電機(jī)房外，和電氣控制室聯(lián)建。每臺(tái)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)組均配套監(jiān)控儀和控制屏。監(jiān)控儀由微電腦控制，安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)上，通過相應(yīng)的傳感器分別將發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、軸溫、油溫、油壓、冷卻水溫、排氣溫度等信號(hào)送入監(jiān)控儀。監(jiān)控儀具有就地顯示及遠(yuǎn)傳功能。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)達(dá)到報(bào)警值時(shí)，監(jiān)控儀發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)將報(bào)警信號(hào)傳至機(jī)組控制屏上進(jìn)行聲光報(bào)警；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)達(dá)到停車值時(shí)，監(jiān)控儀發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，同時(shí)將停車信號(hào)傳至機(jī)組控制屏上進(jìn)行聲光報(bào)警，并控制發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉電磁閥，發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)停機(jī)?？刂破猎O(shè)在電氣控制室內(nèi)，對(duì)發(fā)電機(jī)的電壓、電流、頻率、功率及運(yùn)行狀態(tài)等參數(shù)進(jìn)行顯示，超限時(shí)聲光報(bào)警。機(jī)組的控制及保護(hù)通過控制屏來完成。機(jī)組設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī)油壓低保護(hù)，水溫、油溫高保護(hù)，超速安全保護(hù)，過電流、逆功率保護(hù)，電機(jī)超溫、欠壓、短路保護(hù)等。對(duì)燃?xì)夤艿涝O(shè)濃度檢測(cè)裝置。當(dāng)CH4濃度高于30%時(shí)，送入儲(chǔ)氣罐內(nèi)；濃度高于6%但低于30%時(shí)，燃?xì)庵苯铀腿氚l(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電；濃度低于6%時(shí)，由排放裝置放散。熱工控制室內(nèi)設(shè)熱工儀表柜，對(duì)儲(chǔ)氣罐的壓力、溫度，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的總進(jìn)氣壓力、溫度及流量，高低溫雙循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的進(jìn)水、回水溫度、壓力等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。并將燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的總進(jìn)氣量遠(yuǎn)傳至CDM中心。在控制室內(nèi)熱工儀表柜上設(shè)冷卻水池、消防水池及消防循環(huán)水池液位顯示，以實(shí)現(xiàn)各泵的遠(yuǎn)方控制?？刂剖铱蓪⒄緝?nèi)發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)、進(jìn)氣控制系統(tǒng)及循環(huán)水冷卻系統(tǒng)集成，接收各控制系統(tǒng)的生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)，顯示系統(tǒng)的流程畫面，并通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)口向上級(jí)管理部門傳送，以實(shí)現(xiàn)發(fā)電生產(chǎn)及管理的自動(dòng)化。4.4.3設(shè)備選型機(jī)房?jī)?nèi)及易燃易爆處設(shè)備均選用防爆型,熱工控制室內(nèi)設(shè)備選用一般型。動(dòng)力及控制電纜采用阻燃型。機(jī)房與控制室間電纜采用電纜溝敷設(shè)方式，電纜進(jìn)出控制室和機(jī)房處應(yīng)做好防火處理。其它電纜采用直埋敷設(shè)方式。4.4.4安全監(jiān)測(cè)為保證各燃?xì)鈾C(jī)組安全運(yùn)行，防止瓦斯氣體泄漏造成機(jī)房?jī)?nèi)瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)，引起人身中毒或瓦斯爆炸事故，各礦均設(shè)一套瓦斯監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)監(jiān)控站放在熱工控制室內(nèi)，在機(jī)房?jī)?nèi)頂部設(shè)瓦斯傳感器。各傳感器可就地顯示瓦斯?jié)舛戎?，超限時(shí)進(jìn)行聲光報(bào)警，并將監(jiān)測(cè)到的信號(hào)遠(yuǎn)傳至控制室監(jiān)控站。該監(jiān)控站可顯示各傳感器的信號(hào)，并通過鍵盤或遙控器修改參數(shù)，瓦斯?jié)舛瘸迺r(shí)間聲光報(bào)警。在機(jī)組運(yùn)行的現(xiàn)場(chǎng)不得有明火。當(dāng)機(jī)房?jī)?nèi)瓦斯?jié)舛仍诒ê椭卸痉秶鷥?nèi)時(shí)，必須強(qiáng)制通風(fēng)，降低濃度后方可啟動(dòng)機(jī)組。4.5.給排水5.1給水4.5.1.1概述某煤業(yè)集團(tuán)煤層氣發(fā)電工程是利用燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組對(duì)井下排出的瓦斯氣體進(jìn)行發(fā)電。根據(jù)各礦井下瓦斯排放量確定各礦瓦斯電站的機(jī)組臺(tái)數(shù)。國(guó)產(chǎn)機(jī)組供水的系統(tǒng)采用帶機(jī)械通風(fēng)冷卻塔的二次循環(huán)供水系統(tǒng)。由二臺(tái)機(jī)械通風(fēng)冷卻塔及一臺(tái)高溫循環(huán)水泵，一臺(tái)低溫循環(huán)水泵和一臺(tái)備用泵組成。主要向機(jī)組高、低溫循環(huán)冷卻系統(tǒng)供水。機(jī)組針形余熱回收裝置熱水循環(huán)由兩臺(tái)熱循環(huán)泵組成。（一用一備）。該系統(tǒng)補(bǔ)水采用經(jīng)全自動(dòng)軟化水處理裝置處理后的水。利用機(jī)組余熱通過熱交換器可供礦井洗浴用水或電站采暖。