董海濤 武保亮

肥礦集團(tuán)礦業(yè)管理服務(wù)有限公司 山東肥城 271600

在傳統(tǒng)形式的煤礦生產(chǎn)中，為了確保生產(chǎn)安全，往往會(huì)利用大量的空氣對(duì)礦內(nèi)的瓦斯進(jìn)行稀釋和排除，但這種處理方式不僅會(huì)對(duì)資源造成大量的浪費(fèi)，還會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成一定的影響，而為了對(duì)這種方式進(jìn)行有效的改善，相關(guān)領(lǐng)域?qū)γ旱V瓦斯處理技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，并應(yīng)在煤礦的實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中得到了廣泛的應(yīng)用，對(duì)煤礦行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了很大的推動(dòng)作用，因此，有必要針對(duì)相關(guān)內(nèi)容加強(qiáng)研究。

1 煤礦通風(fēng)瓦斯處理技術(shù)的比較

1.1 將瓦斯作為主要燃料應(yīng)用

這是一種直接氧化技術(shù)，而該項(xiàng)技術(shù)的實(shí)施可以借助逆流式催化氧化裝置以及逆流式熱氧化裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中，逆流式熱氧化裝置的工作原理主要是在反應(yīng)器當(dāng)中導(dǎo)入溫度為10-30℃的煤礦乏風(fēng)，而受到1000℃高溫的影響，濃度較低的甲烷會(huì)在反應(yīng)器當(dāng)中發(fā)生氧化反應(yīng)，同時(shí)釋放出熱量，而對(duì)這些熱量進(jìn)行應(yīng)用，能夠產(chǎn)生熱水或者是蒸汽，可以將蒸汽用于汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電，而熱水以及余熱則可以用于制冷和取暖，該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵就是對(duì)反應(yīng)器當(dāng)中的氣體流動(dòng)方向進(jìn)行不斷的改變，使乏風(fēng)能夠在蓄熱器當(dāng)中進(jìn)行吸熱和升溫，使甲烷氧化過(guò)程能夠得到有效的維持。通過(guò)對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的有效應(yīng)用，能夠?qū)Υ罅康拿旱V通風(fēng)瓦斯進(jìn)行有效的處理，不僅可以減少資源消耗，對(duì)于環(huán)境的保護(hù)也具有非常積極的作用[1]。

而逆流式催化氧化裝置在工作原理方面與熱氧化裝置基本相同，只是該裝置需要將催化劑加裝在熱交換床層當(dāng)中，從而將通風(fēng)瓦斯的原來(lái)1000℃的自燃溫度降到350℃-800℃。而由于利用催化劑能夠?qū)⑼咚棺匀紲囟扔行Ы档?，不僅放寬了裝置的材質(zhì)要求，同時(shí)還能有效提升裝置的啟動(dòng)速度，但其中還有許多問(wèn)題存在，例如，催化燃燒流向變化方面的工藝還有待研究；催化劑存在協(xié)同性、穩(wěn)定性以及活性不高的情況，且成本投入較高，使用壽命不長(zhǎng)；而自燃溫度的降低也對(duì)熱量的回用率造成了一定的影響[2]。

1.2 將瓦斯作為輔助燃料應(yīng)用

其技術(shù)原理主要是使用乏風(fēng)對(duì)助燃空氣加以代替，從而將主燃料的應(yīng)用有效減少，并降低瓦斯的排放量。具體應(yīng)用如下：

第一，燃?xì)廨啓C(jī)。對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)使用壓縮機(jī)，將煤礦乏風(fēng)引入到燃燒室當(dāng)中，在燃燒室中將主燃料及通風(fēng)瓦斯點(diǎn)燃，可以將主燃料的成本投入有效降低。

第二，內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，火花塞式發(fā)動(dòng)機(jī)以及狄塞爾發(fā)動(dòng)機(jī)都是較為常見(jiàn)的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)，一般需要對(duì)中等質(zhì)量的燃?xì)膺M(jìn)行使用，并以此來(lái)發(fā)電，而在其燃燒的過(guò)程中，可以使用煤礦乏風(fēng)來(lái)代替部分空氣。利用這種方式，其燃料消耗要比使用空氣進(jìn)行助燃的方式低10%，同時(shí)還能將煤礦當(dāng)中的瓦斯排放量減少20%。

第三，還可以將煤礦通風(fēng)瓦斯引入到煤礦附近的制磚窯爐以及火電廠鍋爐的供風(fēng)系統(tǒng)當(dāng)中，而想要對(duì)輔助燃料的方式進(jìn)行有效的應(yīng)用，需要礦井與用風(fēng)地保持較近的距離，而這也對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用產(chǎn)生了巨大的限制作用。

當(dāng)然，除了上述技術(shù)以外，還有其他類型的處理方法，第一是改造研制微燃機(jī)，使其可以對(duì)煤礦乏風(fēng)或者經(jīng)過(guò)提濃以后的乏風(fēng)進(jìn)行直接燃用，但這種方法的研究還較為有限，目前的技術(shù)還不夠成熟；第二，提濃，通常煤礦當(dāng)中的通風(fēng)瓦斯?jié)舛葹?．5%，在進(jìn)行提濃以后，能夠?qū)⒓淄闈舛忍嶂?0%，而乏風(fēng)在提濃以后，可以作為燃料在交互式引擎和燃?xì)廨啓C(jī)當(dāng)中使用，但這種方法具有較高的能耗，經(jīng)濟(jì)性還有待提升[3]。

2 煤礦通風(fēng)瓦斯處理技術(shù)的應(yīng)用前景

為了對(duì)全球氣候變暖問(wèn)題進(jìn)行有效的控制，世界各國(guó)做出了諸多努力，并共同制定了清潔發(fā)展機(jī)制，希望能夠在世界范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，而煤礦通風(fēng)瓦斯處理與清潔發(fā)展機(jī)制的目標(biāo)是一致的，而且由于煤礦當(dāng)中具有較大的通風(fēng)瓦斯量，能夠保證集中排放，所以，通風(fēng)瓦斯處理技術(shù)的應(yīng)用，能夠進(jìn)一步提升清潔發(fā)展機(jī)制的可操作性。根據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國(guó)每天經(jīng)由乏風(fēng)向大氣排放的甲烷能夠達(dá)到170億m3，而如果能夠?qū)νL(fēng)瓦斯處理技術(shù)進(jìn)行合理的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)瓦斯的有效回用，可以將每年的二氧化碳排放量減少2億t，若碳減排價(jià)格是10歐元/t，則獲得清潔收益能夠達(dá)到240億元/a，并且可以增加400億度的發(fā)電量，相當(dāng)于減少了2000萬(wàn)t的標(biāo)準(zhǔn)煤消耗，能夠獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

除此之外，通過(guò)通風(fēng)瓦斯處理技術(shù)，能夠使煤礦生產(chǎn)的安全水平得到進(jìn)一步的提升，而在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，通風(fēng)需要消耗海量的電能，會(huì)產(chǎn)生較高的成本投入，因此，部分煤礦企業(yè)為了降低生產(chǎn)成本，往往會(huì)出現(xiàn)通風(fēng)量不足的情況，導(dǎo)致煤礦當(dāng)中的瓦斯超標(biāo)，在煤礦當(dāng)中埋下安全隱患問(wèn)題，從而對(duì)工作人員的人身安全產(chǎn)生威脅。而利用通風(fēng)瓦斯處理技術(shù)，不僅能夠?qū)νL(fēng)瓦斯進(jìn)行有效的處理，確保瓦斯排放的清潔性，還能幫助企業(yè)從中獲得經(jīng)濟(jì)效益，并減少成本投入，避免了煤礦通風(fēng)只有支出而沒(méi)有收益的情況，而這樣能夠?qū)⒚旱V通風(fēng)的積極性充分的調(diào)動(dòng)起來(lái)，對(duì)煤礦生產(chǎn)安全具有很大的推動(dòng)作用。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，煤礦通風(fēng)瓦斯處理技術(shù)對(duì)于煤炭行業(yè)的發(fā)展具有非常重要的作用，但在具體應(yīng)用的過(guò)程中，還需要企業(yè)結(jié)合自身實(shí)際，對(duì)成熟的處理技術(shù)進(jìn)行科學(xué)的選擇和應(yīng)用，如此才能將相關(guān)技術(shù)的作用充分的發(fā)揮出來(lái)。