安全工程师辅导:选煤厂瓦斯治理技术的应用
1. 选煤厂煤仓瓦斯治理概况传统的选煤厂煤仓设计时，通常不考虑瓦斯治理设施。然而，对于瓦斯矿井来说，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，安装了瓦斯监控系统。尽管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的风险。
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）、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）、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（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，从而得出了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。对确立的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: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
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