智能瓦斯抽采技术—我国煤矿瓦斯抽采技术的重大变革

2023-09-04 09:27 北京鑫源九鼎科技有限公司

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瓦斯抽采是煤矿瓦斯治理、实现安全生产的重要措施，我国目前普遍使用水环式真空泵抽采瓦斯系统，设备体积大、能耗高、系统复杂，抽采瓦斯浓度低，影响安全与综合利用。基于此，为破解我国传统瓦斯抽采技术瓶颈，德矿九鼎在引进世界领先德国技术的基础上，结合中国煤矿特点进行优化改进，在国内率先开发了具有多重防护、安全可靠、紧凑灵活、高效节能等优点的集装箱式智能瓦斯抽采泵站，采用世界先进的集成装配生产模式，施工安全快捷，克服了传统水环真空泵低浓度、低效率、高耗能、占地面积大等缺陷。

目前，集装箱式智能瓦斯抽采泵站已应用于各大矿业集团。在河南平宝煤业有限公司首山矿开创深部复杂突出煤层瓦斯抽采利用新模式，提出集瓦斯抽采、瓦斯发电、集中制冷、热害治理于一体的深部复杂条件下突出矿井安全、高效、绿色开采新模式，显著提高了矿井安全性、改善了作业环境、提高了生产效率。

基于新模式，建成行业内第一个深部复杂突出煤层6.5米大采高智能化工作面，实现“一井一面”产能240万吨/年，为国内同类矿井实施智能化开采提供了借鉴与示范。在综合治理措施下实现6.5m突出煤层一次采全高，采面日进尺增加1倍，日产原煤1万吨以上。瓦斯治理吨煤成本降低15.1%-34.4%；抽采半径增加2.5倍，钻孔工程量减少40%，瓦斯治理周期缩短1/3；年瓦斯利用2156万方，发电3234万度。

在首山矿地面安装6台PGMC150集装箱式智能瓦斯抽采泵站，单台额定流量150 m³/min, 功率250 kW，电机最大转速1490 r/min。抽采泵可单台、2台或3台并联运行，管路抽采甲烷浓度30%以上。瓦斯抽采的发展趋势必然是智能化抽采，通过对瓦斯抽采状态的监测，自动比较瓦斯浓度的预设值与实际监测数值，精确计算瓦斯残存量并寻找最适宜的抽采参数进行自动调节，从而保持抽采瓦斯浓度稳定，实现目标浓度智能控制并具有远程故障诊断、系统维护、系统升级更新的功能，相比水环真空抽放泵站节能30%，工作效率提高了48.6%，并能够大范围线性调节。实现了抽采负压自动优化调节，提高瓦斯抽采浓度和实现高浓度瓦斯直接抽采利用，与水环式抽采泵相比，动态调节下节能70%。

据了解，集装箱式瓦斯抽采泵开始运行以来，抽采浓度基本持续稳定在10%以上，最高浓度57.2%，特别是己15-17-12090采面回采以来，抽采浓度持续稳定在30%以上；平均流量34.2 m³/min，最高流量94.03 m³/min；日平均抽采量5.23×104m³，最高日抽采量1.627×105 m³。己15-17-12090采面回采以来，日抽采量稳定在8×104 m3以上，2019年5月份以来日平均抽采浓度47.87%、日平均抽采量1.368×105m³。截至2019年12月底，首山一矿集装箱式瓦斯抽采泵已经累计抽采瓦斯7×107 m³。