1、XXXXXXXXXXXXX有限公司农业综合开发项目可行性研究报告XX工程咨询有限公司二零XX年XX月XX项目可行性研究报告建设单位：XX建筑工程有限公司建设地点：XX省XX市编制单位：XX工程咨询有限公司20XX年XX月157可行性研究报告编制单位及编制人员名单项目编制单位：XX工程咨询有限公司资格等级： 级证书编号：（发证机关：中华人民共和国住房和城乡建设部制）编制人员： XXX高级工程师XXX高级工程师XXX高级工程师XXXX有限公司二XX年XX月XX日目 录第一章 总 论11.1 项目背景11.2 项目概况5第二章 XX矿区概况102.1 地理概况102.2 地质概况132.3 矿区开发2、现状25第三章 矿区煤层瓦斯赋存规律323.1 煤层瓦斯赋存基本特征323.2 煤层瓦斯赋存的主控因素333.3 煤层瓦斯分布规律373.4煤层瓦斯可抽采性评价39第四章 各矿井瓦斯抽采现状404.1矿井瓦斯涌出特征404.2 各矿井瓦斯抽采现状42第五章 矿区抽采瓦斯的综合利用455.1 各矿井瓦斯抽采量分析455.2 抽采瓦斯综合利用的可行性495.3 抽采瓦斯综合利用方式的选择54第六章 瓦斯调配系统工艺566.1 气源分析566.2 气体调配方案576.3 瓦斯调配系统工艺流程586.4系统设备606.5供气管网62第七章 瓦斯发电637.1瓦斯发电工程主要设计原则637.2低浓度瓦斯3、发电工艺流程简述637.3瓦斯发电机组概况647.4一号煤矿2号风井瓦斯发电站发电设备选型687.5一号煤矿3号风井瓦斯发电站发电设备选型717.6二号煤矿1号风井瓦斯发电站发电设备选型74第八章 给水排水798.1供水水源798.2 给水工程798.3排水858.4消防86第九章 采暖通风879.1 设计依据879.2 采暖879.3 通风与空调889.4余热回收与供热899. 5供热管网90第十章 电 气9210.1发电机组9210.2 电气接入系统9210.3电气主接线9310.4瓦斯发电站站用电9410.5监控及通信9510.6瓦斯发电站防雷99第十一章 地面建筑10011.1设计原始4、资料和建筑材料10011.2工业建筑及构筑物100第十二章 场地布置与防洪排涝10412.1 概况10412.2 场址选择10512.3 场地平面布置10912.4 竖向布置及场地排水11312.5场内运输及道路11512.6场外道路11512.7场区绿化11612.8管线综合布置11612.9 防洪排涝117第十三章 节能与节水11913.1 节能11913.2 节水122第十四章 环境保护与水土保持12414.1 环境保护12414.2 水土保持防治措施127第十五章 劳动安全与工业卫生12815.1 概述12815.2 设计依据及范围12815.3 主要危险性分析12915. 4 防护措5、施12915.5 安全培训131第十六章 项目实施计划13216.1建设工期13216.2 发电量递增计划133第十七章 技术经济13417.1 劳动定员13417.2投资估算13417.3 资本金筹措13717.4 债务资金筹措13717.5 融资方案分析137第十八章 财务评价13818.1 成本费用估算13818.2经济效益分析139第十九章 风险分析及防范对策14219.1 项目主要风险分析14219.2 防范和降低风险对策143第二十章 社会评价14420.1 项目对社会影响的分析14420.2 项目与所在地互适性分析14520.3 社会评价结论145第二十一章 项目招标14621.6、1 招标范围14621.2 招标组织形式14621.3 招标方式146第二十二章 研究结论与建议14822.1 研究结论14822.2 建议148第一章 总 论1.1 项目背景 项目名称及隶属关系项目名称：xx矿业集团有限责任公司矿井抽采瓦斯综合利用可行性研究开发单位：xx矿业集团有限责任公司建设地点：陕西省延安市xx县xx镇 项目建设单位概况xx矿业集团有限责任公司隶属陕西煤业化工集团有限责任公司，是陕西煤业化工集团所属大型现代化核心企业，所经营的xx矿区是国家“八五”重点建设项目，20项兴陕工程之一，是国家能源投资体制和煤炭基本建设体制改革的试点单位。目前注册资本金64028万元，拥有总资7、产30亿元左右。公司始建于1989年9月，原名xx矿区项目建设管理委员会，1997年更名为xx矿业有限责任公司，2003年11月更名为xx矿业集团有限责任公司。公司下设党委工作部、工会、办公室、安全监察处、生产技术处、劳动人事处、财务处、企业管理处、计划基建处、保卫处；11个基层单位，其中有4个控股（或）参股公司，即陕西龙源建筑安装公司、鑫桥公司、二号煤矿、煤矸石热电厂。xx矿业集团公司位于xx县xx镇，南距省会西安192公里，省道黄（xx）畛（上畛子）公路穿越矿区，直达甘肃境内，东至xx县城与201国道及铜（铜川）黄（xx）高速公路衔接，西（西安）延（延安）铁路从矿区东部通过，矿区拥有铁路装8、线50公里，在秦家川车站与西延铁路接轨，地理位置优越，交通方便。xx矿区煤炭储量丰富，煤质优良，市场前景广阔。煤田总面积1000平方公里，地质储量19.58亿吨，可开采储量13.75亿吨，地质构造简单，煤层平缓，便于开采。煤种为低磷、低灰、低硫、中挥发分、高发热量的一号肥气煤和二号弱粘煤，是国内少有的符合环保标准要求的优质动力煤、气化用煤和配焦煤。现已在国家工商部门注册了“黄灵一号”和“黄灵”两个品牌，产品畅销华东、华中、华南等地区，并出口日本、韩国及东南亚等地区，深受到广大用户好评，许多国内大型电厂将xx煤列为免检产品。2004年，公司被国家消费者协会评选为质量、信誉双满意单位。xx矿业集团9、公司建设规模1500万吨，现有有两对生产矿井，即一号煤矿和二号煤矿。一号煤矿2001年11月简易投产，形成生产能力100万吨，经过近五年的技术改造和设备升级，机械化装备水平100%，目前拥有生产能力600万吨年，全员工效14吨/工，列全国同行业前三名，2003年和2005年成为全国高产高效矿井，2005年生产煤炭430万吨；配套有年处理能力300万吨的大型选煤厂，可生产不同粒度、灰分的洗精煤、中块煤、混煤和高炉喷吹煤等品种。二号煤矿2004年开工建设，建设规模1000万吨，2006年底建成投入试生产；配套有年处理能力800万吨的全重介选煤厂，现已建成，可生产不同规格的电煤、配焦煤和高炉喷吹煤。10、矿区拥有一座煤矸石热电厂，一期工程21.5MW，2003年7月开工建设，2005年4月份发电，二期工程25MW，2006年4月份开工建设；矿区还拥有一条50公里运输能力1500万吨的铁路专用线。xx矿业集团公司近年来深入贯彻落实科学发展观，充分发挥煤炭资源价值，按照“以煤炭开采为主体，以煤化工为主导，大力发展循环经济”的“十二五”战略发展规划，开发建设xx矿区煤化工循环经济园区，投资100亿元，建设498万吨焦化项目，100万吨甲醇、煤焦油、粗苯、电石等化工产业项目，2300MW煤矸石发电项目，构建煤炭开采、洗选加工、煤化工、物流运输、发电、建材等六大产业板块，延伸产业链条，着力打造煤、化、电11、路综合发展的现代化企业集团。公司规划到2012年，矿区煤炭产能达到1600万吨，焦炭产能达到500万吨，化工产能达到100万吨，发电量达到40亿度，铁路运力2000万吨，企业总资产突破200亿元，工业总产值达到200亿元，盈利能力达到65亿元，xx矿区成为陕西乃至全国循环经济示范基地。近年来，公司先后获得全国百强煤炭企业、中国消费者协会质量信誉双满意单位、中国煤炭冶金系统企业信用信誉AAA级企业、全国企业文化建设50强、陕西省文明单位、全国煤炭系统企业文化示范基地、联合国清洁煤技术示范企业等荣誉称号。 项目建设的必要性我国是煤矿瓦斯抽排大国, 每年煤田中排出的煤矿瓦斯130 多亿m3 (纯C12、H4) , 利用量却不到10亿m3 ，其余部分均被排入大气。由于CH4 的温室效应是CO2 的24 倍之多(据统计目前其总的温室效应影响率为35 % ， 已仅次于CO2) , 如此之大的煤矿瓦斯排放量，无疑是对环境的巨大考验，也是对能源的极大浪费。如果将我国排放的煤矿瓦斯中的40 亿m3 用来发电, 可发电130 亿kWh，相当于为国家节约了570 万t 标准煤和减排了5000 多万t CO2 ，并创造大批就业岗位， 经济、社会及环保效益都十分显著。2006 年国务院办公厅出台了关于加快煤层气(煤矿瓦斯) 抽采利用的若干意见，意见要求各部门及地方政府给予扶持。2007 年初，国家发改委将“加快13、煤矿瓦斯(煤矿瓦斯) 开发利用”纳入煤炭工业发展“十一五”规划中, 而后又针对国务院办公厅意见发布了关于利用煤层气(煤矿瓦斯) 发电工作的实施意见， 明确要求各级政府部门应当督促煤矿企业结合本矿区实际情况制定煤层气综合利用规划, 并组织审查批准，引导企业合理利用能源资源。因此对井下瓦斯的利用完全符合我国资源综合利用和可持续发展战略。 瓦斯综合利用项目的建设是消除井下瓦斯对煤矿安全生产的威胁，变废为宝，变害为利的需要xx矿业集团所属的一号煤矿和二号煤矿均属于高瓦斯矿井。目前，两矿均已建立了较完善的地面、井下瓦斯抽采系统，瓦斯抽放量较大，因此，利用抽放出的井下瓦斯气进行利用，即可以形成新的经济增长14、点，又可以以抽促产，以用促抽，从而更好的达到保证煤矿安全生产的目的。 瓦斯综合利用工程项目的建设是环境保护的需要井下抽放的无私气体主要成分是甲烷、氮气、二氧化碳等有害气体，同时含有少量的固体粉尘和水雾，而甲烷气体是一种温室气体，其温室效应是二氧化碳的21倍，如果不加以利用，直接排向大气，会在大气层处形成一个甲烷层，这将导致地球反射太阳光时，在大气层处遇到这个甲烷气体层，太阳光又被反射到地面，会是地球的表面温度逐渐上升，导致地球变暖，破坏地球的生态环境。由此可见，对瓦斯气的综合利用是保护大气环境的需要。 瓦斯综合利用项目的建设是优化能源结构的需要煤矿井下抽放的瓦斯气属于一种高热值的可然性气体，它15、的热值平均为3000Kcal/m3左右，是一种优质的清洁能源，每1000 m3纯甲烷气体其热值相当于1吨石油或1.25吨标准煤的热值，而且井下抽放的瓦斯气污染少，为绿色能源。xx一、二号煤矿井下抽放的瓦斯气为开采前、开采中、开采后抽放，抽放的甲烷浓度和气量可在一定的时间内可以保持相对稳定，其中一号煤矿目前具有抽放规模为抽采纯瓦斯量90m3/min以上的两个地面固定瓦斯泵站（3号风井场地抽采泵站正在建设），二号煤矿目前具有抽放规模为抽采纯瓦斯量40m3/min以上的一个地面固定瓦斯泵站，随着两个矿井规模的不断扩大，抽放量的规模将会继续增加，甲烷浓度在8%40%范围内变化，同时xx矿区含气面积达到16、572.08km2，总资源量为20.76108m3。这为利用瓦斯气提供了良好的资源条件。综上所述，对井下瓦斯的开发利用具有改善煤矿安全，保护大气环境，优化能源结构，增加新的经济增长点，实现节能减排等多重效益，而且完全符合国家发展和改革委员会制定煤矿瓦斯治理与利用总体方案中确定的发展导向，以及国家环保部2008年7月1日颁布的煤层气排放标准的规定，对实现煤矿可持续发展具有重要的现实意义和长远的战略意义，因此进行煤矿抽采瓦斯综合利用工程项目是必要的。 项目可行性研究范围根据项目单位提供的有关基础资料和委托要求，本可行性研究报告主要对xx矿业集团的一号煤矿2号风井场地瓦斯泵站、3号风井场地瓦斯泵站以17、及二号煤矿1号风井场地瓦斯泵站抽排瓦斯的综合利用进行研究，研究的主要内容为： 对抽放的瓦斯气资源量及浓度进行分析，选择合适的利用方式； 利用规模的确定，主要设备形式的选择及论证，各附属工艺系统的选择，各系统主要设备的选型； 瓦斯综合利用场的选择以及场地总平面布置； 消防、劳动安全、工业卫生措施以及节能、节水、环保措施的论述； 工程的投资估算及财务分析； 提出结论性意见。 报告编制依据1. 煤炭科学研究总院西安研究院2009年8月编制完成的xx矿区煤层瓦斯赋存规律及资源潜力研究；2. 北京华宇工程有限公司2008年10月编制完成的陕西xx矿业集团有限责任公司一号煤矿瓦斯抽采一期工程初步设计；3.18、 北京华宇工程有限公司2010年1月编制完成的陕西xx矿业集团有限责任公司一号煤矿瓦斯抽采二期工程初步设计；4. 煤炭科学研究总院重庆院2007年3月编制完成的陕西xx二号煤矿有限公司瓦斯抽采工程修改初步设计；5. 煤炭科学研究总院西安分院2006年9月编制完成的陕西xx矿业集体有限责任公司xx一号煤矿煤层瓦斯赋存规律及瓦斯危险程度评价文件；6xx矿业集团提供的有关矿井采掘布置、矿井通风、工业场地平面布置、供电系统等方面的图纸；7. 国家安全生产监督管理局和国家煤矿安全监察局2006年10月25日发布，自2007年1月1日实施的煤矿安全规程；8. 中华人民共和国国家标准（GB50215-20019、5）煤炭工业矿井设计规范；9. 中华人民共和国行业标准（GB 50471-2008）煤矿瓦斯抽采工程设计规范；10. 国家八部委下发的煤矿瓦斯治理与利用实施意见；11. 煤层气开发利用“十一五规划” ；12国家建设强制性条文规定及相关规程、规范、标准和规定。1.2 项目概况1.2.1 设计编制的原则 1、抽采瓦斯的利用规模根据矿井煤层瓦斯赋存情况以及矿井瓦斯抽采的实际能力进行确定，做到统筹设计，一步到位，并预留发展空间。2、坚持以气定用，适度规模的原则确定综合利用规模。3、采用先进的工艺和可靠的技术设备，以节约能源、改善环境、减少占地，合理控制工程投资，提高经济效益为前提，确保项目经济效益、环20、保效益最大化。4、场地选择应尽可能利用现有购置土地或荒地，以保护耕地。1.2.2 设计指导思想1. 因地制宜地采用新技术、新工艺、新设备、新材料；2. 坚持煤气共采一体化，达到保证安全，利用资源，保护环境的目的；3. 系统安全，满足使用、投资省、成本低，利用率高，构建安全、高效、节能、环保的瓦斯综合利用系统。1.2.3 设计主要技术特征1. 矿井地面瓦斯抽采情况一号煤矿地面瓦斯抽放系统一期工程位于该矿2号风井，共布置两套抽采系统，设计总混合抽采量为300m3/min。2009年12月5日正式投运，主要承担三、五盘区的瓦斯抽放任务。抽采系统中，1号预抽采系统选用CBF730-2型水环式真空泵两台21、，电动YBPT630M1-6/710kW/6kV。2号采空区抽采系统选用CBF710-2型水环式真空泵两台，电动机YBPT560M2-6/500kW/6kV，变频范围：30HZ50HZ，设备均为一用一备。一号煤矿地面瓦斯抽放系统二期工程位于该矿3号风井，共布置三套抽采系统，设计总混合抽采量为450m3/min，目前正在建设，主要承担六、八、十一盘区的瓦斯抽放任务。预计2010年底投运。抽采系统中1号预抽采系统选用2BEC72型型水环式真空泵两台。2号采空区抽采系统选用2BEC72型水环式真空泵两台，一台工作一台备用。3号预留系统设备同1号预抽采系统。三套系统电动均为YB630M2-6 710k22、W/10kV，变频范围：25HZ50HZ。，设备均为一用一备二号煤矿在1号回风井场地建有瓦斯抽采站一座，共布置了两套抽采系统，总设计总混合抽采量为375m3/min，目前已投运。主要服务于一采区。在二、四采区回风井及瓦斯抽采系统未形成前，同时兼顾二、四采区局部瓦斯的抽采。设计安装4台2BEC67水环式真空泵，配用YB560M-4/500kW防爆电机，设备1台运转，1台备用。2. 抽采瓦斯的利用方式根据两个矿井地面瓦斯抽采泵站的抽采情况，本报告确定利用低浓度瓦斯发电机组发电对抽采的瓦斯进行利用，在发电的基础上对发电产生的余热进行利用，进行供热和制冷，实现“冷、热、电”三联供。3. 瓦斯调配系统根23、据矿区两个矿井目前的抽采情况，利用低浓度瓦斯发电机组发电是最为合理的一种方式，其建设周期短,投资少,回收快。可实现就地发电，就地使用，多余上网，减少了企业用电成本，增加了企业竞争力，在发电的基础上还可实现“冷、热、电”三联供，本工程设定的利用瓦斯气体的浓度必须达到9的要求，先将1号2号抽采系统的瓦斯气体进行过滤，过滤出来的瓦斯气体送入混合管道进行混合；进入混合管道段的气体管路上设置自动检测与调节装置，确保混合后的气体控制浓度9，混合前及混合后的气体均采用低瓦斯细水雾技术输送。4. 发电设备选型及装机规模 本报告确定，瓦斯发电设备选用8300D/Wd型低浓度瓦斯发电机组，发电机额定功率500kW24、，额定电压10500V。 在一号煤矿2号风井场地建一座瓦斯发电站，站内按14台8300D/Wd型低浓度瓦斯发电机组布置，总装机规模7MW。初期安装10台发电机组，预留4台发电机组安装位置。在一号煤矿3号风井场地建一座瓦斯发电站，站内按24台8300D/Wd型低浓度瓦斯发电机组布置，总装机规模12MW。初期安装16台发电机组，预留8台发电机组安装位置。在二号煤矿1号风井场地建一座瓦斯发电站，站内按20台8300D/Wd型低浓度瓦斯发电机组布置，总装机规模10MW。初期安装14台发电机组，预留6台发电机组安装位置。5. 发电站用水量瓦斯发电地面生产生活给水系统，拟采用现状供水管直接供水的方案。瓦斯25、发电站发电机组考虑预留设备，在给排水建、构筑物、冷却塔设计以及给排水设备选型时，考虑后期预留用量一次投资建成。一号煤矿2号风井场地瓦斯发电站场地总用水量为829.84m3/d。一号煤矿3号风井场地瓦斯发电站场地总用水量为1271.44m3/d。二号煤矿1号风井场地瓦斯发电站场地总用水量为1094.8m3/d。6. 采暖通风对瓦斯发电产生的余热利用余热锅炉进行回收，用于瓦斯发电站场地及瓦斯抽采泵站场地生产生活供热。场地建筑物或生产系统均设置集中热水采暖系统，热媒均采用110/70高温水，热媒由瓦斯发电余热锅炉房通过室外管网提供。瓦斯发电机房、水泵间及配电间均采用机械排风；机械通风设备均为防爆型；26、7 电气接入系统xx一号矿2号风井场地瓦斯发电站不考虑接入公共电网系统通过电缆接入矿井2号风井场地35/6kV变电所6kV母线段。xx一号煤矿3风井场瓦斯发电站通过电缆接入矿井3号风井场地35/10kV变电所10kV母线段。xx二号矿1号风井场地瓦斯发电站通过电缆接入矿井2号风井场地35/10kV变电所10kV母线段。8. 瓦斯发电站用变系统负荷及监控一号矿2号风井场地瓦斯发电站用变系统负荷有功功率：298.37kW；站用变选取两台500KVA的变压器。一号矿3号风井场地瓦斯发电站用变系统负荷：有功功率：441.01kW；站用变选取两台800KVA的变压器。二号矿1号风井场地瓦斯发电站用变系统27、负荷：有功功率：376.93kW；站用变选取两台630KVA的变压器。瓦斯发电站控制室安装工业以太网交换机，通过矿井综合自动化系统上传至调度中心，实现远程检测和控制功能。9. 地面建、构筑物本工程的地面建筑物及构筑物总面积为6892m2，总体积55783m3；10. 发电站场地一号煤矿2号风井瓦斯综合利用场地场址位于该矿2号风井场地正北的土塬上，距风井场地约150m。场地占地面积11440.00 m2场地自然标高为1136.00m-1113.70m，设计标高为1122.30-1116.50m。一号煤矿3号风井瓦斯发电场地位于该矿3号风井瓦斯抽采场地西北侧约200m处。场地占地面积16500.028、0m2，场地自然标高为1081.70m-1067.80m，设计标高为1076.30-1072.00m。二号煤矿1号风井瓦斯发电场地选择在该矿1号风井场地东侧，距风井场地约18m。场地占地面积9800.00m2，场地自然标高为1084.00m-1053.50m，设计标高为1056.20-1053.70m。11. 劳动定员本工程共分3个场地，根据发电站规模和系统配置，每个场地劳动定员均为16人，共计48人；其行政、生活、福利设施依托各自所在煤矿。12. 项目投资本项目估算总投资包括一号煤矿2号风井场地瓦斯综合利用、一号煤矿3号风井场地瓦斯综合利用以及二号煤矿1号风井场地瓦斯综合利用。项目静态总投资29、16583.76万元，其中：土建工程2700.67万元，设备购置费8376.20万元，安装工程2654.16万元，其他费用2214.90万元，工程预备费637.84万元。建设项目总造价16928.54万元，其中：基建贷款利息344.78万元。 建设项目总资金16948.16万元，其中：铺底流动资金19.62万元。 存在问题与建议1. 目前xx矿区一、二号煤矿瓦斯抽采为地面固定瓦斯抽采系统和井下移动泵瓦斯抽采系统两种方式进行抽采，井下移动泵瓦斯抽采系统抽放的瓦斯目前均排至回风大巷，导致目前地面瓦斯抽采浓度较低的原因之一。因此，需要根据开采实际情况，改进抽采系统及抽采工艺，为瓦斯利用提供有力支持。30、2. 本矿区煤层渗透性好，埋藏浅，瓦斯赋存较稳定，但局部地区的瓦斯的相对富集区域和瓦斯异常区域，在这些高瓦斯含量区内圈定的抽采有利区进行必要的勘探，提高瓦斯抽采效果。3. 建议项目实施前需要对瓦斯发电厂接入系统另行进行研究；4. 建议项目实施前需要对瓦斯发电厂场地进行工程地质勘查；第二章 xx矿区概况2.1 地理概况 位置与交通xx矿区位于黄陇煤田北部，北起葫芦河，南至建庄，东起xx镇、张村驿以东，西至陕、甘交界，行政区划属xx、富县管辖，地理坐标为东经1084234-1090758，北纬353030-355036。面积1374km2。矿区目前包括一号矿井和二号矿井，其具体位置如图2.1-1所31、示。矿区地处陕北高原南部，西高东低，西部山峦起伏、沟壑纵横为林区，属侵蚀构造地，西南洪善寺梁为本区制高点，标高1845.6m；沮水河最低，在xx镇附近标高为920m，相对高差为925.6m。图2.1-1 xx矿区井田位置及交通示意图 交通条件西安至延安铁路支线秦家川xx之煤炭运输专线已经竣工，并交付使用。黄畛(xx上畛子)公路东西向从本矿区中部穿过。其主干公路有210国道和铜黄高速，铜黄高速东达xx县城，南达铜川、西安等地。上畛子槐树庄公路从本井田西部经过，北达直罗镇、富县、延安，西可达甘肃庆阳等地。井田中部索罗湾村距延安约220km，距铜川104km，距西安210km。井田内林区简易公路遍布32、。自然地理1地形地貌本区地处陕北黄土高原南部。地势西高东低，具典型的黄土高原地貌特征。东北部以黄土塬地形为主，沟谷纵横，塬面支离破碎，切割深度100200m，沟底标高9201000m，塬面标高一般为1200m，最高1463.80m。西南部山峦起伏，沟壑纵横，地形复杂。区内植被茂密。属中低山森林区。2水系本区水系均属洛河水系，常年流水的有沮水河，郑家河，其余均为间歇性流水，沮水河为区内最大水系，流经井田西南缘，在xx县东注入洛河，全长100km，平均流量2.07m3/秒。郑家河由北西向东南流经一号煤矿井田中部，全长27km，注入洛河，流量0.1920.298m3/s。由于受大陆性季风气候影响，流33、量随季节变化较大。矿区北部沟谷间多树枝状间歇性水系，井田内较大的沟流为李章河和双龙沟流，自北、东北向南流入沮水河。井田东部有郑家河水库，水库容量200万m3。3气象本区属大陆性半干旱暖温带季风气侯。据xx气象站1973-1995年资料，年最大降水量为977.7mm，最小降水量为539mm，年平均降水量为691mm。年最大蒸发量为1300mm。雨季多集中在8-10月份，日最大降水量82.1mm。冰雹多集中在6-8月份。年平均气温9.31，一月份平均气温为-5，最低为-20，七月份平均气温22.5，最高气温为35。无霜期191天，冰冻期为11月至次年3月份。最大积雪厚度240mm，冻土层厚度为6534、0mm。恒温带深度25m左右，温度9.5。常年主导风向为西北风和东南风，夏季多为东南风，冬季多为西北风；年平均风速3.3m/s，最大风速为25m/s。4地震据国家地震局兰州地震大队1973年资料，xx地区在1959年发生过6级大地震。历史上1556年陕西华县大地震、1815年山西平鲁地震、1920年宁夏海原大地震均涉及本区，并受到轻度破坏。根据建设部颁发的GB500112001建筑抗震设计规范附录A，本区地震烈度为6度，设计基本地震加速设值为0.05g，属第二组。2.1.3水源和电源1. 电源xx矿区所在地区的电网属于延安南部电网，延安电网连接着陕北电网与关中电网，是将陕北能源向关中输送的重要35、通道，在陕西电网中的地位非常重要。随着xx330kV变电站的投运，延安南部电网已经形成了以xx330kV变电站为电源，向各110kV变电站以辐射状网架供电的网络。目前由矿区中心区的110kV变电站已建成投运，其110KV电源引自xx张湾110KV变电所和xx下翟庄330KV变电站。因此，矿井供电条件优越。2. 水源矿井供水水源可靠，水量充足，矿区供水工程于1997年施工完毕交付使用，水源取自井田西部上畛子洛河砂岩地下水，共施工28口水源井，设计供水量20000m3/d。目前使用10口水源井,取水量可达5000m3/d 。全矿区目前实际用水量20003000m3/d。矿区供水管路为两趟400mm36、水泥承压供水管，直接从本矿区各工业场地通过。其他外部条件1. 通信条件目前xx县在xx、双龙乡及索洛湾村已实现有线电话程控化，无线网络全面覆盖上述各地，并全部接入国际、国内自动传输网。矿井通信可与矿区通信统一规划，以建一邮电支局方式接入xx县在xx的本地网。2. 主要建筑材料供应条件本区主要建筑材料如砖、瓦及普通石材当地均有生产，xx县有多处小规模的机砖厂，可提供矿井建设的机砖与水泥制品，但多数质量不高，基建过程中要慎重选用，严把质量关。高标号的砂石、钢材、木材、高标号水泥等需由外地购入。3. 外部协作条件xx矿区目前在中心区已建成矿区机修厂、设备租赁站、物资总库、学校、医院家属住宅小区等一系37、列完善的生产生活辅助设施，可为各矿井提供服务。同时矿区南距铜川市仅100km左右，距西安市也仅仅226km，因此本矿井的外部协作条件较好。2.2 地质概况 地层及地质构造.1 矿区地质背景xx矿区地层属于华北地层区鄂尔多斯地层分区焦坪-华亭小区。区内地层发育比较齐全，早三叠世以前具有华北地层区典型的地层层序特征。中三叠世晚期，随着华北板块东西构造演化分异，板块中西部出现鄂尔多斯盆地雏形。晚三叠世鄂尔多斯盆地定型以来，xx矿区地层层序在鄂尔多斯煤盆地南部沉积充填序列中具有一定的代表性。早白垩世开始，鄂尔多斯盆地构造古地理呈现南北分异，以xx矿区为代表的盆地南部最先接受河流相红色粗碎屑岩-湖泊相中38、细粒碎屑沉积（宜君组-洛河组），晚期为大型湖泊相泥沙质建造。盆地北部为山间河流粗碎屑岩-风成砂沉积。早白垩世晚期盆地整体抬升，湖水退却，沉积作用结束，而强烈的风化剥蚀和搬运夷平作用占主导地位。新生代，鄂尔多斯盆地解体，代之以断块差异性抬升与间歇性沉降，风成黄土堆积在新生代地层序列中占到3041%。.2 矿区地层据地表出露和钻探、井巷工程揭露资料，矿区地层由老至新有上三叠统永坪组、瓦窑堡组，下侏罗统富县组，中侏罗统延安组、直罗组、安定组，下白垩系宜君组、洛河组、环河华池组，新近系上新统，第四系中、上更新统，全新统。1、上三叠统永坪组（T3y）出露于矿区东南部沮河、鲁寺、白石、张湾、东村、腰坪一带39、。岩石组合以灰绿色、黄绿色厚层状细粒砂岩为主，夹薄层油页岩、泥岩和粉砂岩。砂岩具直线型、收敛型斜层理；油页岩具水平层理，页理发育，含油，层面有虫孔构造；砂岩中多实丹尼蕨、陕西支脉蕨、蔡耶贝尔脑蕨、陕西舌叶等植物化石丰富。厚度不详。2、下侏罗统富县组（J1f）主要分布于本区北部，南部零星见及。下部为灰绿、灰白色中粒砂岩或砂砾岩，中部为杂色泥岩，上部为灰绿色粉砂岩、杂色团块状泥岩，含菱铁矿鲕粒。含植物化石碎片。局部断续有油迹。本组厚度085.30m，一般520m，平均9.05m，北厚南薄，北部厚度约70m，中部厚度1030m，南部厚度35m。该组平行不整合于上三叠统永坪组之上。3、中侏罗统延安组（40、J2y）延安组为本区含煤地层，全矿区均有分布，在沮河、南川河谷及鲁寺一带地表可以见及。厚度50.64150.81m，平均50120m。按沉积旋回和含煤性自下而上分为四段：第一段为主要含煤段，由一个旋回组成，下部为灰、白色中细砂岩， 中上部为灰、灰黑色泥岩及砂质泥岩夹粉砂岩，含2号主要可采煤层及3号煤层，顶部为黑色泥岩。厚度048m，一般15m左右。延安组含以下化石： Coniopteris hymenophylloides(膜蕨型锥叶蕨)，Coniopteris tatungensis(大同锥叶蕨)， Phoenicopsis angustifolia(狭叶拟刺葵)，Baiera sp(拜拉)41、，Czekanowskia rigida Heer(竖直茨康诺司基叶)，Tutuella sp(土园蚌)。与下伏富县组呈假整合接触。第二段由三个沉积旋回组成。下部旋回为灰白色细砂岩，上部泥岩含1号煤层。中部旋回为深灰色粉细砂岩与泥岩和砂质泥岩互层。上部旋回为一套灰黑、黑色泥岩。厚度073 m，一般4050m。第三段由一个沉积旋回组成。底部为细粒砂岩，下部为粉砂岩夹泥岩，含0号煤层。中上部为一套灰黑、黑色泥岩，夹薄层砂质泥岩、粉砂岩、细粒砂岩。厚度055m，一般2030m。第四段仅分布在矿区北部，由灰灰白色细砂岩、深灰、灰绿色泥岩，粉砂岩组成，岩性组合呈下细上粗特点。厚度022m，一般10m左右42、。4、中侏罗统直罗组（J2z）全区分布，厚0215.00m，平均140.00m。东部因后期剥蚀仅保存25m左右，西部一般厚120m左右。按岩性特征分为两段：下段，厚23.54100.90m，平均厚71.19m，与下伏延安组地层呈假整合接触；下部为灰绿、灰白色厚层状中粗粒砂岩，上部为灰绿色粉砂岩夹薄层细砂岩。上段地层厚度33.36139.93m，平均93.66m，与下伏地层呈整合接触；底部为紫红色、紫灰色细粗粒砂岩或砂砾岩，富含浅红色长石砾为特征，上部为灰绿、紫红色泥岩，砂质泥岩夹细砂岩薄层。5、中侏罗统安定组（J2a）分布于矿区西北部，在石灰沟、养马峪及李章河沟脑零星分布。下部为黑色页片状泥岩43、或油页岩，中部为紫灰、浅黄色泥岩夹紫灰、浅红色白云质泥灰岩，钙质粉砂岩，上部为暗紫、紫灰色泥岩和钙质泥岩互层。与下伏直罗组整合接触，厚度054.00m，一般25m左右。含裸珠蚌、鱼鳞、鱼刺及介形虫等化石。6、下白垩统宜君组（K1y）由灰色、紫灰色厚层状砾岩夹砂岩组成，角度不整合于下伏地层之上，厚036.84m，平均13.00m。砾石成分以石英岩、灰岩砾为主，岩石呈硅、钙质胶结，致密坚硬。7、下白垩统洛河组（K1l）基本全区分布，在区内东南部石窑子沟和塘浴沟、王村沟支沟等河谷两岸出露，地貌呈陡坎状。其岩性单一，为一套紫红、棕红色巨厚层状中粒长石石英砂岩，局部夹紫红色泥岩、粉砂岩和紫灰色砾岩透镜体44、。砂岩中发育大型板状斜层理。与下伏地层呈整合接触，厚度8.10222.72m，平均84.37 m，由西向东厚度渐变薄。8、下白垩统环河华池组（K1h）本组地层多已剥蚀，出露零星，下部为紫灰色薄层细粒砂岩夹粉砂岩与泥岩；上部以紫灰、紫红色粉砂岩为主，间夹同色泥岩和细粒砂岩。泥岩和粉砂岩具水平层理，层面多含白云母片，易风化，呈板状或薄片状、鳞片状。细粒砂岩中两组节理发育，含矽化木，裂隙常被方解石充填。与下伏地层整合接触，厚度15.038.7m，平均29.75m。9、新近系上新统保德组（N2b）零星出露于矿区北部，岩性为浅红色棕红色钙质结核粘土，砂质粘土，底部为杂褐色复成份砾石。岩石胶结松散，与下伏45、地层呈不整合接触，厚度060.13m，平均3060m。10、第四系上更新统马兰组(Qp3m) 主要出露于山梁、山坡地带，岩性以灰黄色亚粘土、亚砂土为主，夹多层钙质结核层和古土壤层。与下伏地层不整合接触，厚度0203.20m，平均66.46m。11、第四系全新统冲洪积层(Qhal)分布于李章河、王村沟等及各大支流沟谷地带。下部为砂砾石层沉积，分选性极差，粒径大小不一，大者可达20cm；上部以灰褐色亚沙土、沙土为主。与下伏地层不整合接触，厚度08.87m，平均5.73m。.3 矿区地质构造xx矿区地处华北板块鄂尔多斯盆地陕北斜坡带庆阳单斜东南角，南与彬长坳褶带毗邻，北与延安单斜和榆林单斜接壤，总体46、构造格架为褶皱包络面向北西缓倾斜的单斜构造（图2.2-1）。图2.2-1 xx矿区构造位置图庆阳单斜位于天环拗陷之东，渭北隆起之北，延安单斜之西和榆林单斜之南，属于陕北斜坡带东南角的一个次级构造单元。该区地表出露基岩有洛河组和环河-华池组，地层倾向北西，倾角15。区内西部有早古生代隆起（庆阳-洛阳隆起）和石炭纪-二叠纪煤系底面隆起（杭锦旗-庆阳隆起）。石炭-二叠纪煤系东厚西薄。并向西超覆于奥陶系不同层位之上。侏罗纪含煤岩系底面构造由北部樊家川、西部演武和东部子午岭等三个隆起及夹于其间的合道川、华池两个坳陷构成。其中，两个坳陷明显地受到近东西向和北东向基底断裂控制。合道川坳陷为古富县和古延安河通47、过部位。延安组含煤性中等，宁县以东煤层变薄，多不可采。区内地面次级构造稀少，仅在庆阳之北见到一些近东西向小型断裂出现在白垩系之中。受早期燕山运动影响，延安组上部遭受强烈剥蚀。 煤层及煤质.1 煤层1. 煤系含煤地层xx矿区含煤地层为侏罗系中统延安组（J2y），全区分布，出露于一号井田的沮河、鲁寺一带，属一套生油含煤内陆碎屑河、湖沼相沉积。厚度7.44150.81m，平均约92.30m，北厚南薄，西厚东薄。与下伏富县组地层呈假整合接触。岩相特征从下部的河流相到最后以湖滨三角洲相结束。全组地层从下至上可分为四段六个沉积旋回。各旋回底部以灰白色砂岩开始，向上为深灰色粉砂岩及灰黑色泥岩。含煤四层，自上48、而下编号为0、1、2、3号煤层，其中2号煤层为本区主要可采煤层。区内各煤层特征简况见下表。表2.2-1 xx矿区煤层特征汇总表井 田煤层编号煤层厚度（m）夹矸层数煤层结构稳定程度可采程度一号井田0煤0.010.050结构简单极不稳定不可采1煤0.11.750.390结构简单较稳定不可采2煤0.34.842.3201结构简单稳定全区可采3煤0.021.830.4504结构复杂不稳定不可采二号井田0煤0.040.350结构简单极不稳定不可采1煤0.150.400结构简单极不稳定不可采2煤0.056.753.9101结构简单稳定全区可采3煤0.853.802.0904结构复杂较稳定局部可采从勘探阶段49、的资料统计来看，一号井田、二号井田含煤系数分别为2.98%和3.68%。全区0号煤层位于延安组第三段，即第旋回的中下部，K3标志层之上，属级不稳定煤层，零星分布，厚度0.01-0.35m。1号煤层位于延安组第二段，即第旋回中部，K2砂岩之上，主要分布在一号井田的中部（图5-1），占井田面积的69.9%，厚度0.10-1.75m，平均0.39m，可采面积约1.30km2。2号煤层位于延安组第一段的中上部，K2标志层以下，层位稳定，全区分布。一号井田厚度0.30-4.84m，平均2.32m，基本全区可采，二号井田厚度0.05-6.75m，平均3.91m，全井田大部可采，均属厚度稳定的中厚-厚煤层。50、煤层以不含夹矸或含一层夹矸为主，结构简单。加矸一般为炭质泥岩和泥岩，局部为细粒砂岩、粉砂岩，厚度0.01-0.80m，一般多在0.10-0.30m。另外，该区煤层分布特征明显，随着地势的起伏，厚度沿波谷向两侧基底隆起区逐渐由厚变薄。其原因是基底古地形对2煤层的聚集和展布方向起着一定的控制作用。在印支运动末期，本区处于隆起和侵蚀期，三叠系虽然经过夷平作用和富县组沉积(填平补齐)，形成了延安组地层的沉积基底(古地形)，但仍保持了以前的波状起伏形态。3号煤层位于延安组第一段第旋回中下部，K1标志层之上。一号井田内西南部缺失，其它各处均有分布，占全区面积的33.5%。厚度0.02-1.83m，平均厚051、.45m，属局部分布的不可采煤层。二号井田主要集中分布于井田内东北角一带，可采范围内煤厚0.85-3.80m，平均厚2.09m。属厚度变化较大、结构较为复杂，属较稳定的局部可采煤层。2. 可采煤层2号煤层是区内唯一有工业价值的可采煤层。2号煤层位于延安组第一段的中上部，K2标志层以下，层位稳定，全区分布。可采厚度0.93.80m，平均可采厚度2.59m，可采点数占见煤点数的98.7%。可采范围内煤层厚度变化规律沿地质构造波谷向两侧基底隆起区逐渐由厚变薄。3.50m以上的厚煤带完全集中在波谷区，而1.30m以下的薄煤层均分布于隆起和波峰顶部。中厚煤层区约占全区煤层可采面积的79.0%以上。2号煤52、层厚度变化较小，且变化规律明显，全区基本可采，属厚度稳定的中厚煤层。2号煤层大部分含夹矸01层。区内见煤钻孔中不含夹矸或含一层较稳定的夹矸的有222个点，占全部见煤点的70.3%。夹矸岩性以泥岩为主，局部为炭质泥岩和粉砂岩，厚度0.010.75m，一般多在0.100.30m。2号煤层顶板按岩性、层位、厚度及采掘垮落情况可分为老顶、直接顶和伪顶。伪顶：主要为薄层状泥质粉砂岩或砂质泥岩，个别钻孔为炭质泥岩，厚度均在0.5m以下，有时与直接顶板在岩性上不易区分，但以其薄层状及随采随落为特征。 直接顶：直接顶岩性变化较大，以黑色泥岩为主，局部为粉砂岩或细粒砂岩，呈厚层状，有时与煤层直接接触，厚度0.753、20.6m不等，一般9m左右，为不稳定、易冒落顶板。老顶：以块状灰白色中-细粒岩屑石英砂岩为主，俗称“七里镇砂岩”，为本井田K2标志层，有时相变为粉细砂岩互层或粉砂岩。岩性较坚硬，厚层状，不易垮落。全区分布，层位稳定。厚度0.928.0m，一般311.96m。2号煤层直接底板：主要为一套厚度较薄的灰色团块状粉砂质泥岩，有时含粉砂质、硅质、钙质、菱铁矿鲕粒，顶部含根系化石，俗称“根土岩”，呈团块状结构，遇水膨胀，易发生底鼓，厚度一般0.385.00m，一般1.002.00m，具有波谷部位，厚度较大，向两侧减薄的变化规律。.2 煤质及工业用途2号煤层属低中灰，中高挥发分、特低-低硫，中-高磷，特高54、-高热值，弱-中等粘结性，化学反应性较强，高热稳定性，抗破碎强度高，中等-较低软化温度灰的富油煤。区内西北部分布弱粘煤，1/2中粘煤分布在区内中部，南部分布气煤。总的变化趋势是：从西北向东南变质程度逐渐增高。勘探区煤质特征如下：水分(Mad)：区内2号煤层原煤水分变化在0.833.75%之间，平均为2.51%。灰分(Ad)：区内2号煤层原煤灰分变化在8.5229.33%之间，平均为15.24%。以低中灰煤为主硫分。挥发分(Vdaf)：区内2号煤层原煤干燥无灰基挥发分变化在30.3740.55%之间，平均35.97%。属中高挥发分煤。磷分(Pd)：区内2号煤层原煤磷分变化在0.0020.496755、%之间，平均为0.0929%。以中-高磷煤为主。 硫分(St,d)：区内2号煤层原煤全硫变化在0.281.73%之间，平均为0.67%。 以特低硫煤和低硫煤为主。发热量(Qnet,d)：原煤变化18.6031.22MJ/kg之间，平均为27.94MJ/kg。属中高热值-高热值煤，以高热值煤为主，次为中高热值煤。根据2号煤层煤质的化学性质，工艺性能及煤岩组分的特征，可作为气化、配焦、低温干馏、高炉喷吹用煤，也是良好的动力及民用煤。 水文地质.1 地表水体xx矿区地处陕北黄土高原之南部，属黄土高原中等切割和侵蚀构造地形，西高东低，东北部以黄土塬地形为主，沟谷纵横，塬面支离破碎。区内树枝状水系较发育56、，均属洛河水系。常年流水的有矿区北界的葫芦河、横贯矿区中部的沮水河、南部的南川河以及东部的郑家河。此外，沟谷山间多树枝状间歇性水系，但其流量甚小。井田东北部有较大地表水体，即郑家河水库，其正常库容量为2.00Mm3，水位标高1031.35m；双龙水库位于沮河沟谷，在南峪口石岔岭之间，面积0.165km2，平均水深按3m计算，库容量为0.50Mm3。其它沟谷小型水坝较多，蓄水量均小于1000m3。.2 含水层与隔水层区内地表被第四系松散层覆盖，属掩盖至半掩盖区，仅在沟谷中有基岩出露，地下水的运移受区域地下水控制，显示一定的成层性。区内含（隔）水层由上至下依次有：第四系松散层弱中等富水含水层（）；57、新近系上统保德组相对隔水层(N2b)；白垩系下统华池组弱中等富水含水层(K1h)；白垩系下统洛河组中等富水含水层(K1L)；侏罗系中统安定组弱富水含水层(J2a)；侏罗系中统直罗组弱中等富水含水层(J2Z)；侏罗系中统延安组弱富水含水层(J2Y)；侏罗系下统富县组相对隔水层(J1f)；三叠系上统永坪组弱富水含水层(T3Y)，其中，富水性较强的基岩地下水有洛河组砂岩裂隙孔隙地下水；直罗组下段砂岩裂隙孔隙地下水；三叠系上统砂岩裂隙孔隙地下水。1.2.3.3 水文地质条件xx矿区位于鄂尔多斯盆地东南部，陕北斜坡带的南部边缘，为一向北西西倾斜的单斜构造。xx矿区地下水系统处于陇东、陕北承压水盆地之中南58、部，上部为第四系孔隙潜水，下部为基岩承压裂隙水。下部基岩富水性相对较好，由白垩系向矿区地下水主要依据降水补给，而埋藏较深的承压水，则以侧向迳流补给为主，上部含水层越流补给为次。因含水层分布范围，所处位置、地貌单元、埋藏条件、节理裂隙发育程度的不同，故补给排泄范围、迳流方式也有所差异。（1）第四系松散层潜水第四系冲积层地下水，因其分布于主要沟道河谷的一级阶地与河床部位，除接受大气降水直接补给外，同时接受基岩地下水的侧向补给。与河流成互补关系，雨季河流补给地下水，旱季地下水排泄补给河流。由于它的补给条件好，局部形成富水区。上、中更新统黄土地下水，因其主要分布于山梁、山峁、坡地，受到强烈的侵蚀切割，59、地层显得支离破碎，无统一的补给与排泄区，接受降水补给后，就近排泄到各沟谷，补给地表水，补给区与排泄区基本一致。（2）洛河组地下水洛河组砂岩在矿区的东部、北部，受到切割剥蚀，地层不全，厚度小，而到西部、南部地层逐渐加厚，洛河砂岩露头遍布各个梁峁沟谷。洛河砂岩在露头地带接受大气降水补给，此外还有上覆松散层潜水，基岩裂隙水下渗补给，部分露头区地表水下渗补给。在地下分水岭以西的地下水向西径流，与盆地地下水总体流向、岩层倾斜方向一致；分水岭以东，由于河流切割了含水层，形成局部排泄区，与地表水径流方向基本一致。由于强烈侵蚀切割作用，洛河组砂岩地下水在沟谷中以泉和面状方式排泄出地表，局部以沼泽等间接方式补给60、地表水。如上畛子百药沟、五里沟、建庄新村川等大沟之中，地下水渗出地表，形成大片沼泽地。另外还有人工开采等排泄方式。（3）直罗组下段地下水该层补给区在北部葫芦河以及东部的露头地带，井田内主要接受侧向迳流以及上部地层的越流补给，顺层迳流。该层的排泄方式，一方面向深部缓慢运移，另一方面顶托补给上部地层。在双龙镇一带的沮河河谷，该层的水头最低，排泄方向与主要沟谷一致。（4）延安组地下水该层埋藏较深，岩性以泥岩、粉砂岩为主，七里镇砂岩全井田较稳定，裂隙不发育，富水性极弱。地下水在1号矿井南部、西南部岩层露头带接受大气降水补给。由于岩层总体倾向西北，即向西、西北埋藏变深，区域性地下水向西、西北方向迳流；沿61、沮河是本区地下水的主要排泄带。而煤矿的地下开采，人为地形成了地下水新的排泄带。斜承压水和侏罗系及以下地层单斜承压水组成。1.2.3.4 水文地质条件与煤层瓦斯的关系煤层瓦斯主要以吸附状态赋存在煤的孔隙中，地下水系统通过地层压力对煤层瓦斯吸附聚集起控制作用，地下水的流动对煤层瓦斯起溶解、逸散作用。因此，水文地质条件对煤层瓦斯赋存、运移影响很大。水文地质条件对煤层瓦斯赋存的控制作用可表现为三种形式：水力运移逸散作用、水力封闭作用和水力封堵作用（叶建平，2001）。水力运移逸散作用导致煤层瓦斯运移、散失，水力封闭作用和水力封堵作用则有利于煤层瓦斯保存、富集。xx矿区煤系地层延安组砂岩裂隙含水层组主要62、1、2号煤层之间的砂岩含水层和2号煤层含水层，含水性均微弱。地下水在一号煤矿南部及西南部一带沮河和煤岩层露处及既是地下水的补给区，同时又是地下水的排泄区，地下水在这一地段交替频繁，由于水力运移逸散作用，煤层瓦斯以溶解方式被水带走、逸失，煤层含气性较差。在矿区内地下水总体上是沿着地层倾斜方向西及西北方向迳流，但是也存在地下水的相对汇聚区，局部甚至成为滞流区。一号煤矿六盘区深部、八盘区、十三盘区到进入二号井田，是矿区地下水的一个相对汇聚区，在六、八盘区之间形成一个相对滞流区；在二号井田首采区和先期开采地段的西北部，也存在一个地下水的相对汇聚区，在首采区形成一个相对滞流区。在这些地区，由于水力封闭作63、用和水力封堵作用，再加上加之上覆盖层条件好、断裂构造不发育，对瓦斯的保存富集有利，因而瓦斯也因此得以聚集，是区域性的瓦斯富集带。地下水的相对滞流区受构造和岩性条件的控制，构造相对凹陷和岩层渗透性变差都可以形成局部水滞流。井田内受向斜控制的各主要凹区块，其瓦斯相对富集一个原因，就是水动力条件差，形成局部水动力封闭。xx矿区1号煤层顶板以泥岩类为主，是延安组煤层的盖层，也是切断同上部直罗砂含水层的重要隔水层，所以其富水性差，煤层基本不受上部含水层的影响，水动力环境封闭，煤层瓦斯保存条件相对较好。相对而言，2号煤层同上部直接覆盖的砂岩构造裂隙含水层，迳流条件好，因而瓦斯容易流失。这可能就是井田内为什64、么许多区段上部1号煤层虽然较薄，但含气性还好于下部厚煤层的原因所在。 开采技术条件.1 煤层顶底板岩性2号煤层顶板按岩性、层位、厚度，其顶板岩性有三种类型，即砂岩顶板，互层顶板，泥岩顶板。伪顶为泥岩、炭质泥岩。砂岩顶板属中等稳定顶板，砂岩抗压强度平均为60.5MPa，普氏系数6.1，属硬岩石。互层顶板分布较广，由中-细粒砂岩、粉砂岩和泥岩互层构成。泥岩一般与煤层直接接触。互层顶板机械性能较好。泥岩顶板属易冒落之松软顶板。2号煤层直接底板：本区内几乎全部为泥岩、砂质泥岩，少量炭质泥岩，含植物根化石。全区分布，层位稳定。该层遇水膨胀。.2 瓦斯根据xx一号煤矿勘探钻孔及临近矿井瓦斯化验、测定资料来65、看，一号煤矿瓦斯含量大都在25.5m3/t之间。在xx一号煤矿的设计中采用5.5m3/t的瓦斯涌出量进行通风设计。近年来随着矿井开采强度的增加，矿井瓦斯涌出量逐年增大。虽然矿井历年鉴定为低瓦斯矿井，但矿井瓦斯分布表现出不均衡性，某些区域出现瓦斯涌出异常现象，如三盘区进风巷、三盘区皮带巷在掘进过程中瓦斯涌出量比较大，301工作面在回采时也曾出现瓦斯涌出异常。另外，2004年6月15日，402工作面曾因透水事故导致瓦斯爆炸事故。xx二号煤矿井田处于xx矿区中深部，其瓦斯含量均高于矿区东部其它矿井，该矿现在掘进的胶带运输大巷和二号辅助运输大巷出现瓦斯异常涌出现象，两个巷道经常出现瓦斯超限现象。涌出瓦66、斯量高达12m3/min。2007年瓦斯和二氧化碳测定结果显示：瓦斯相对涌出量5.23 m3/t，绝对涌出量37.95 m3/min，CO2相对涌出量0.7m3/t。.3 煤尘爆炸危险性陕西省煤田地质局一九四队对本区2号煤层做了5个煤尘爆炸性试验。测试结果：其火焰长度200400mm，岩粉添加量6070%。2 号煤层煤尘爆炸指数为38%，煤尘具有爆炸危险性。西安煤炭科学院实验结果表明煤尘也具爆炸性。.4 煤的自燃勘探报告中2号煤层自燃发火期一般38个月，属三类不易自燃二类自燃煤层。煤炭科学研究西安分院对现场采集的2号煤层混合样品进行了实验，得出最短自然发火期为66天。因此生产过程中须十分重视，67、采取必要措施，防止煤层自燃。.5 煤与瓦斯突出危险性通过西安煤炭科学研究分院对2号煤层突出危险性单项指标实测结果可知，（见表2.23）。无论是从单项指标煤体结构破坏类型、煤层瓦斯压力P、煤的坚固性系数f值、瓦斯放散初速度还是综合指标K值，2号煤层的各项指标都不超过防治煤与瓦斯突出细则规定的临界值，可以判定2号煤层无突出危险性。2.23 2号煤层突出危险性单项指标实测值破坏类型瓦斯放散初速度P煤的坚固性系数f煤层瓦斯压力P(MPa)、11.832.3 0.65.6 地温本区在各个不同勘探阶段，共对53个钻孔进行了井温测孔，本区孔底最低温度12.7，最高30，一般1624。地温梯度最小0.6，最大68、6.3，平均2.3。梯度异常点多零星分布于圪崂寺背斜及西峪背斜翼部。通过近似稳态测温，预计当地恒温带深度2025m之间，温度99.5之间。根据目前生产实际情况，地温梯度变化正常，未发现地温异常带，无热害现象发生。2.3 矿区开发现状xx矿区目前包括一号矿井和二号矿井，一号矿井于1991年12月23日开工建设，矿井核定生产能力为5.0Mt/a， 2001年11月，陕西省计委以陕计项目20011109号文批准了一号煤矿阶段建设竣工验收鉴定书，一号煤矿按阶段建设完成并正式投产，投产时矿井生产能力为1.0Mt/a。2006年，一号煤矿矿井生产原煤达5.0Mt/a，2007年核准矿井生产能力为5.0Mt69、/a，矿井设计采区回采率为80%。二号矿井生产能力为7.0Mt/a，投产后一期为2.1Mt/a，在煤层变厚，条件允许下留有发展到10.0Mt/a的能力，初期设计为一个工作面，后期计划2个4.0Mt/a的工作面。 一号煤矿现状xx矿业集团有限责任公司一号煤矿位于陕西省xx县xx镇。一号煤矿初步设计地质储量为64361.67万吨，可采储量为45122.5万吨，生产能力420万吨/年，井田面积242.5平方公里，综合服务年限80年。截止2004年底，一号煤矿保有地质储量为57498万吨，可采储量为39130万吨，井田面积210平方公里。目前一号煤矿已经申报了500万吨/年生产能力。一号煤矿剩余服务年70、限为77年。2.3.1.1 井田开拓1. 井田开拓方式本井田唯一可采煤层2号煤层，为一近水平中厚煤层。按照矿井初步设计和优化设计方案，一号煤矿采用平峒开拓，盘区式开采布置方式。矿井为单水平开采，水平标高+880m，目前开采最大深度350m，主要大巷沿煤层布置。2大巷布置及层位选择矿井水平设在2号煤层中，设计采用胶带输送机作主运输，采用爬坡能力强的柴油机胶套轮齿轨车作辅助运输。3盘区划分及特点根据煤层赋存条件和开采技术条件，全井田共划分为十一个盘区，矿井目前已完成的一四、六盘区大巷开拓工程，一、二盘区已回采完成，三、六盘区为现在生产盘区。三盘区位于井田的东部和四盘区以F4断层为界，三盘区南北长约71、4.5km，东西宽平均3.5km，可采储量37.5Mt，工作面推进长度平均长3.0km；六盘区位于井田中西部，西一大巷北部，盘区面积较大，南北长5.5km，东西宽约6.7km，地质储量110Mt；煤层倾角35，煤层厚度变化不大。矿井开拓布置见图2.3-1。2.3.1.2 大巷运输方式及运输设备1. 大巷运输方式 煤炭运输：一号煤矿的矿井主要运输方式为胶带运输机连续运输.其使用各类型号的胶带运输机15部,总长度为16.2 km。 辅助运输：矿井的辅助运输方式为轨道运输，轨道为30kg/m重轨，轨距600mm，牵引机车为6台胶套轮防爆内燃机车和4台防爆蓄电瓶2.5t机车。其任务是为井上下运送物料和72、人员。2. 运输系统及设备 煤炭运输矿井采煤工作面来煤用胶带输送机运至井底煤仓，由主平硐提往地面。综掘工作面掘进煤由配套胶带输送机卸至大巷胶带，然后由大巷胶带机运至井底煤仓，即掘进煤在井下进入主运输系统。 矸石运输井下矸石装入矿车后，由机车牵引进入井底车场，通过副平硐及副斜井提往地面。 材料运输井下所需材料设备，在地面装车后，由副斜井、副平硐下放至井底车场后，机车牵引至工作场所。井下需要升井检修或更换的材料设备运输方向与下井材料设备运输方向相反。 人员输送用胶套轮齿轨车牵引人车到各工作地点。 2.3.1.3 采煤方法及工作面参数1. 采煤方法根据煤层覆存特点，矿井采用长壁工作面综合机械化采煤，73、全部垮落法管理顶板。矿井现有综采设备三套，两套生产，一套备用。2. 工作面参数矿井目前开采情况三、六盘区，该区域采煤工作面长度均为200m。2.3.1.4 掘进工作面目前矿井配备4个综合机械化掘进面和3个钻爆法炮掘工作面。其中开拓掘进头3个（西一皮带巷、西一轨道巷、西一回风巷），准备掘进头2个，回采掘进头2个。2.3.1.5 矿井通风1.通风方式及通风系统一号煤矿采用抽出式通风方式，中央并列与中央分列混合式通风系统，矿井现有七条井筒，主井工业场地的主、副1和副2平硐作为进风井，2号风井场地和3号风井场地分别有两条斜井，其中一条作为进风井，另外一条作为回风井使用。2.矿井风量目前矿井总进风量为174、0000m3/min,矿井有效风量利用率为89.02。矿井负压2100Pa，其中每个综采工作面配风量为9001200m3/min，掘进工作面配风量为600780m3/min。2.3.1.6 矿井工业场地及厂区环境矿井目前共有三个工业场地，其中以主平硐、副一平硐、副二平硐三条平硐为中心的主工业场地，以2号进、回风斜井为主的2号风井场地，另有以3号进、回风斜井为主的3号风井场地。2.3.1.7 矿井供配电1.供电电源xx矿区在一号煤矿工业广场东侧，有一座110KV变电所，其110KV电源引自xx张湾110KV变电所和xx下翟庄330KV变电站。矿区主变压器型号：SFS16000/110/38.5/75、6.3，数量：两台（一用一备）。以上两回路线路为一回路运行另一回路带电备用，当一回路停止供电时，另一回路可以担负全矿井所有负荷。2.供电系统 一号煤矿采用分区式供电，其电源均引自xx矿区110/35/6KV变电所，（变电所为双回路电源），目前有工业广场、2号风井以及新建成的3号风井三个系统。2号风井场地：2号风井有一座35/6KV变电所（35KV双电源引自矿区110KV变电所），其架空线长度为5.25KM，导线为：LJ70；主变压器为：SL712500/35/6；数量：2 台，一台运行，一台备用。3号风井场地：场地有一座35/10kV变电所，双回35kV电源引自矿区2号风井场地35/6kV变电76、所；变电所内设2台SL716000/35/10主变压器，一台运行，一台备用。2.3.1.8 矿井给排水1.矿井给水矿井使用水源取自矿区西北部的上畛子水源地，含水层位为白垩系下统洛河组砂岩地下水，共施工28口水源井。目前使用10口水源井，日取水量可达5000m3，目前矿区实际用水量20003000m3/d。矿区供水管路为两趟400mm水泥承压供水管，直接通至该矿井。因此矿井供水水源可靠，水量充足。2.矿井排水一号煤矿的排水系统由4个井下水泵房和排水管道构成，将井下水排至地面污水处理站经过净化处理后，再排入沮河中。主排水管道有两趟（井下涌水量小时，仅用一趟，涌水量大时两趟并用）。主排水管道的管径为77、避免219mm。主排水管道为40MPa快速柔性接头连接，刚性管道支座，主排水管道长度：29800m，主排水管道用耐燃材料保温（冬季硐口有空气加热设施）。 二号煤矿现状xx矿业集团二号井田位于陕西省xx县境内，行政区划为xx县双龙乡，工业场地及井口布置在井田中部偏南沮水河北岸二级台地上，具体位于双龙乡西峪村与索洛湾村之间，东距西峪村0.5km，西距索洛湾村1.3km左右。井田南北长约31.5km，东西宽817km，储量计算面积280.1km2。矿井设计资源/储量970.22Mt，可采储量644.39Mt，矿井建设规模7.0Mt/a，储量备用系数1.3矿井设计服务年限为70.81a。.1 井田开拓78、1. 井田开拓方式矿井采用单水平斜井开拓，矿井移交生产时共开凿五条井筒，分别为主斜井；一、二号副斜井；一号进、回风斜井。全井田共布置三组大巷，分别为中央大巷，南北翼大巷。全井田共划分为八个盘区。主斜井长2028m，净宽4.5m，净断面积14.7m2，铺设带宽1600mm的强力胶带机；承担矿井煤炭提升任务，兼做进风和安全出口。一、二号副斜井长2052m，净宽5.2m，净断面积18.9m2，井筒内铺设300mm的混凝土底板，通过无轨胶轮车完成井下设备、人员和材料提升任务，兼做进风和安全出口。一号进、回风斜井位于工业场地西北2800m处，方位角140度，倾角25度，井筒斜长676m，进风斜井净宽3.79、2m，净断面积8.2m2，回风斜井净宽4.8m，净断面积17.2m2。2大巷布置及层位选择设计全井田采用一个水平斜井开拓，主、副斜井落平后通过石门进入煤层，井底水平标高+840m，然后沿煤层布置大巷，进回风斜井见煤落平点标高+776m，并在进风斜井井底设井底水仓、水泵房及中央变电所服务于移交初期工作面，待中央大巷开拓至全井田相对较低点后再设井田中央水仓、水泵房及中央变电，预计中央水仓、水泵房及中央变电标高+710m左右。3盘区划分及特点根据煤层赋存条件和开采技术条件，全井田共划分为八个盘区，在井田中央的南北翼大巷组以西、中央大巷组两翼布置一个双翼盘区作为首采盘区，即201盘区，201盘区西部境80、界外井田西部区域布置202、203盘区，以中央大巷组南侧为202盘区，中央大巷组北侧为203盘区，在北翼大巷组东侧及201盘区北部境界外布置204盘区，在南翼大巷组东侧布置205盘区，在201盘区南部境界以外南翼大巷组西侧布置206盘区，在205盘区南部境界外井田最南部布置207、208盘区。首采工作面布置在201盘区，沿中央大巷呈大巷条带式布置，设计布置一个工作面保证全矿井产量，工作面长300m。矿井开拓布置见图2.3-2。.2 大巷运输方式及运输设备矿井主提升系统采用胶带输送机。斜井胶带输送机长2937m，带宽B=1600mm，带速4.6m/s，运量为3000t/h；主井胶带与井下中央大巷81、胶带之间设井底缓冲煤仓，缓冲煤仓直径10m，高度38m，容量2000t。矿井采用无轨胶轮车作为辅助提升、运输系统，因此，副斜井内无提升设备。中央大巷胶带输送机长2857.6m，带宽B=1600mm，带速4.8m/s，运量为3000t/h；通过井底煤仓与主斜井胶带运输机共同形成矿井主运输系统。井下辅助运输选用无轨胶轮车系统，投产时全矿井共配备19台无轨胶轮车，其中引进的MH-40型支架搬运机两辆，FBL-10CHF-50型多功能运输机三辆，其余为国产设备。.3 采煤方法及工作面参数设计2号煤层采用走向长壁大采高综合机械化采煤法，全部垮落法管理工作面顶板。工作面装备总体配套设计方案为：工作面产量最82、低要达到6.0Mt/a,设计保留发展到7.0Mt/a的潜力。采煤工作面长度均为300m。.4 掘进工作面全矿井共配备2个掘锚一体机掘进工作面，外加一个非正规采炮掘工作面，采掘比仍为12。.5 矿井通风依据井田开拓部署，设计确定采用中央分列式通风系统，抽出式通风方式。主斜井、一、二号副斜井及一号进风斜井进风，一号回风斜井回风。矿井总风量取163.0m3/s。根据通风系统及矿井总风量矿井生产能力达到7.0Mt/a时，通风容易时期负压为1622.4Pa，困难时期负压为2865.7Pa；容易时期等积孔为4.8m2，困难时期等积孔为3.6m2。.6 矿井工业场地及厂区环境矿井目前共有两个个工业场地，其中83、以主斜井为中心的主工业场地，以1号进、回风斜井为主的1号风井场地。主工业场地位于xx县双龙乡西峪村西4Km处，场址位于沮河的二级台地上，场地北紧临省道黄(陵)畛(上畛子)公路，整治后的沮水河从场地东南穿过。1号风井工业场地位于本矿井工业场地西北方向的焦沟内(隶属索落湾村)，距本矿井工业场地约3.0 km。此地为狭长的山沟川道内，山沟呈东西走向，山沟两侧为植物茂密的陡峻山坡。目前从矿井工业场地到本风井场地有农用大车道联通，该路经过改造(改造长度1.9km)可作为风井公路。本风井工业场地平面呈条带状，东西长190m、南北宽65m。主要布置有进、回风井井筒、通风机房、35Kv变电所、井下复用水处理设84、施、锅炉房、值班室等建筑。场地占地1.83hm。.7 矿井供配电矿井工业场地建设有110kV变电站一座，安装两台SFSZ9-40000/110KA变压器，负责向矿井地面生产、辅助生产设施、选煤厂及香房水厂供电，矿井电源两回均引自矿区中心区矸石电厂110kV母线。同时在1号风井工业场地建设一座35kV变电所，安装两台SFZ9-20000KA变压器，电源引自工业场地110kV变电站，导线截面为为LGJ-180/25。主要向风井工业场地扇风机、井下水处理站及井下采掘设备供电。.8 矿井给排水矿井供水水源取自矿区供水工程，直接从上畛子水厂至中心区的供水系统中就近的加压站上接管。供水系统按7.0Mt/a85、规模矿井及选煤厂用水量一次建成，总用水量为4823.83m3/d，其中地面生活、生产用水量1150.53m3/d，取自矿区供水系统；井下消防洒水用量2073.3m3/d，选煤厂生产补充用水量1600.0m3/d，取自处理后的矿井井下排水。井下排水经设在风井场地的井下水处理站分别按用途处理达标后送到各用水地点，地面生产、生活污废水进入污水处理站处理，达标后用于工业场地防尘洒水，绿化用水，剩余部分用于浇灌农田。第三章 矿区煤层瓦斯赋存规律3.1 煤层瓦斯赋存基本特征煤层瓦斯勘探情况矿区开发过程中在各个不同阶段均对2号煤层进行过相关参数测试工作。第一阶段是在煤田地质勘探时期对144个勘探钻孔取样进行86、了相关瓦斯参数测试的工作，瓦斯含量值为0-5.70m3/t，平均值为0.50 m3/t，65%的测点显示煤层瓦斯含量低于1 m3/t。第二阶段是矿井投入生产后在井下实施一定数量的钻孔进行相关参数的测试，测得瓦斯含量值为0.42-7.17 m3/t，平均值为3.53 m3/t，81%的测点显示煤层瓦斯含量大于2 m3/t（图3.1-1）。第三阶段是为了获取矿区煤层瓦斯资源量而在地面实施了三口煤层瓦斯参数测试井，测得瓦斯含量值为0.17-4.97 m3/t，平均值为2.74 m3/t。从三个阶段测试结果来看，地勘时期的瓦斯含量测值普遍偏低，造成这一偏低的主要是受到当时测试技术所限。但这一测试结果仍87、然能够从宏观上反映整个矿区煤层瓦斯含量分布的一种变化趋势。图3.1-1 2号煤层瓦斯含量分布范围统计1号煤层在2个测点进行煤层瓦斯含量测试的测试工作，测值分别为1.14和6.36 m3/t，3号煤层只在本次的地面井中进行过煤层瓦斯含量的测试，测值为4.06 m3/t。总体来看，xx矿区煤层瓦斯含量整体较低，但存在局部高瓦斯区，其瓦斯含量高于5 m3/t。 煤层瓦斯分带特点根据在地勘时期的66个钻孔对2号煤层分别进行过气成分测试，测试结果显示CH4成分小于10%的钻孔有28个，占测试总数的42%；CH4成分介于10-80%之间的有35个钻孔，占测试总数的53%；CH4成分大于80%的有3个钻孔。88、矿井投产后和本次地面三口煤层气井测试结果显示CH4成分为63.42-94.84%。根据瓦斯成分中：CH4、CO2和N2三者的百分比浓度可将本矿区的瓦斯划分为如下几个带（表3.1-1）。表.3.1-1 按瓦斯成分划分瓦斯带的标准瓦斯带名称组分含量（%）CH4N2CO2二氧化碳-氮气带01020802080氮气带02080100020氮气-甲烷带20802080020甲烷带801000200103.2 煤层瓦斯赋存的主控因素影响煤层瓦斯分布的因素可归纳为如下几大类。一、煤层生气因素，主要表现为煤的变质程度；二、煤的储气能力，主要指煤的吸附能力；三、保气条件，主要指煤系地层的历史演化、煤层顶底板岩性89、和水文地质条件等因素。储存在煤层中瓦斯能够经历漫长的地史演化较好地保存下来，说明其有良好的封闭条件。煤层瓦斯保存所需的地质封闭条件主要有三类：致密岩层作为盖层封闭、以挤压构造为主的构造封闭、地下滞流水圈闭。而造成煤层中瓦斯的逸散也有三个途径：地史期地层随地壳抬升加之上述岩层剥蚀使煤层瓦斯大量散失、开放型构造使煤层中瓦斯散失、煤层地层中地下水活动将瓦斯带走。同时煤层的埋深和变质程度也是影响煤层瓦斯含量大小的地质因素。对于一个含煤盆地（煤田、井田），上述构造、变质演化、盖层、埋深及水文地质条件都在起作用，瓦斯赋存是各种地质因素共同作用的结果，但是，对于不同煤田，尤其是分布范围更小的一个井田，由于所90、处的地质背景不同，其沉积和构造演化不同，则不同地质因素所起作用差别很大。 煤层生气条件煤的生气能力是煤层含气的基础，煤的生气能力由煤的变质程度决定。由煤的镜质组反射率测试结果可知，煤的反射率为之间，属于低变质的气肥煤阶段。根据西安研究院前期所做的不同煤岩组分热模拟生烃实验结果，气煤的总生气量在48122m3/t，肥煤的为65170m3/t。而从矿区范围内所有测试点的测试结果来看，瓦斯含量最大的点也只有7.17m3/t，远低于该阶段煤的生气量。因此，煤的生气能力不是影响xx矿区瓦斯分布主要因素。 煤的储气能力xx矿区2号煤由于热演化程度较低，煤的孔隙发育、孔隙度高、连通性较好，从煤的生、储气能力91、来看，该煤在整个煤演化阶段中属“少生中储”类型。根据等温吸附试验参数测试的结果可知，2号煤的Langmuir体积常数为11.87-17.91m3/t，可以看出煤的吸附能力中等。保气条件（1）埋藏深度从两矿埋深和瓦斯含量之间的统计关系来看，瓦斯含量随埋深的增大有增大的一种趋势，但规律性不明显，数据的相关性较差；另外，xx矿区煤层属于近水平煤层，地表为丘陵地带，煤层的埋藏深度差别不大。煤层埋深不是影响瓦斯异常分布的关键性因素。（2）基岩厚度基岩厚度是指陆壳表层风化层之下的完整岩石厚度。xx一矿和二矿煤层瓦斯含量随基岩厚度有一种增大的趋势，但规律性不明显。（3）煤层煤质煤层是瓦斯生成的主要物质基础，92、同时也是瓦斯储存的场所。煤层厚度的变化间接地反映了局部构造的变化和煤层的原始沉积环境，煤中水分和灰分对煤层瓦斯的赋存也有一定的影响。 煤层厚度统计结果表明，矿区2号煤层瓦斯含量（W）与煤层厚度（d）有如下关系：W=-0.006d+1.3666，瓦斯含量与煤厚呈现负相关关系。从煤层瓦斯含量和煤层厚度的统计关系来看，分析未发现煤厚对瓦斯异常分布有大的影响。 煤质水分、灰分统计结果显示，煤质水分与煤层瓦斯含量的数学关系式为：W=0.1679M + 0.913，但数据的相关性较差，相关系数仅为0.0574；煤质灰分与煤层瓦斯含量的数学关系式为W=-0.0616M + 2.3972，相关系数也仅为0.193、562，且表现为负相关性。可见，煤中水分、灰分对煤层瓦斯含量有一定的影响，但规律性不明显，不能成为控制煤层瓦斯含量分布的主要因素。（4） 煤层顶底板岩性煤层顶底板对煤层瓦斯含量的影响是最为基础、首要的，尤其是顶底板的岩性及其厚度。一般来讲，煤层顶底板一定厚度的砂质泥岩、泥岩类或致密灰岩时有利于瓦斯的保存，但一定要考虑其厚度；顶板岩层的岩性越疏松、颗粒及孔隙越大，则越利于瓦斯的运移和逸散。1号煤层主要分布于xx矿区东部一号井田范围内，其顶板岩性以泥岩和粉砂岩为主，细粒砂岩和砂质泥岩次之，整体上有利于煤层瓦斯的保存。2号煤层全区稳定分布，顶板岩性以细粒砂岩和粉砂岩为主，分布于二号井田大部以及一号井94、田东北部；泥岩、砂质泥岩及炭质泥岩类顶板主要分布于矿区东部、东南部， 3号煤层主要分布于矿区一号井田范围内，在二号井田仅有23个见煤点，3号煤层顶板岩性以泥岩和粉砂岩为主，细砂岩次之。从两矿顶板岩性与瓦斯含量之间的对比来看，泥岩类顶板易形成瓦斯富集区域，在一号煤矿更为明显。（5）区域地质演化xx矿区一号、二号煤矿所在的黄陇煤田位于稳定的中生代鄂尔多斯含煤盆地内，成煤后煤层遭受一定程度的构造作用改造。在侏罗世末期，该区经历了一次以地壳抬升为主的构造运动，煤系及上覆盖层大幅度剥蚀，晚侏罗世地层剥蚀殆尽，中侏罗世也遭受了一定程度的剥蚀，出现成煤后的第一次瓦斯大量散失。早白垩世末期，地壳再次长期剧烈活95、动，全面隆升造成上白垩统和古近系缺失，并形成了大量的褶皱和断裂构造，煤层瓦斯再次遭受大量散失。新时代，喜马拉雅运动又造成地壳多次抬升，造成多次沉积间断，对侏罗纪煤系的改造和煤层气成藏影响巨大。（6）地质构造地质构造是影响煤层瓦斯赋存及含量的最重要条件之一。xx矿区地质构造总体上较为简单，从地勘成果和生产揭露的情况来看，矿区范围内宽缓的背向斜较为发育；资源勘探时期未发现矿区范围内有较大的断层，但在煤矿生产过程中揭露出了一系列小断层，且均为开放性的正断层。这些宽缓的背向斜和分布不明的小断层对煤层瓦斯的赋存及分布均有不同程度的影响。矿区煤层总体平缓，起伏不大，断层基本不发育，构造简单。较为明显的构造96、特征是发育56条轴向NESW、起伏不大的褶皱。对于这种断裂不甚发育、褶皱构造比较平缓的煤田构造环境，煤层瓦斯除在周边露头处有较大逸散外，煤田内部后期不会产生大规模的后期构造运移，即瓦斯整体构造赋存条件较好。而正是在此构造背景上，发育的受主褶皱控制的次级背、向斜，成为井田煤层瓦斯出现差异分布、局部富集的重要控制因素。（7）水文地质条件xx矿区煤系地层延安组砂岩裂隙含水层组主要1、2号煤层之间的砂岩含水层和2号煤层含水层，含水性均微弱。地下水在一号煤矿南部及西南部一带沮河和煤岩层露处及既是地下水的补给区，同时又是地下水的排泄区，地下水在这一地段交替频繁，由于水力运移逸散作用，煤层瓦斯以溶解方式被水97、带走、逸失，煤层含气性较差。在矿区内地下水总体上是沿着地层倾斜方向西及西北方向迳流，但是也存在地下水的相对汇聚区，局部甚至成为滞流区。一号煤矿六盘区深部、八盘区、十三盘区到进入二号井田，是矿区地下水的一个相对汇聚区，在六、八盘区之间形成一个相对滞流区；在二号井田首采区和先期开采地段的西北部，也存在一个地下水的相对汇聚区，在首采区形成一个相对滞流区。在这些地区，由于水力封闭作用和水力封堵作用，再加上加之上覆盖层条件好、断裂构造不发育，对瓦斯的保存富集有利，因而瓦斯也因此得以聚集，是区域性的瓦斯富集带。地下水的相对滞流区受构造和岩性条件的控制，构造相对凹陷和岩层渗透性变差都可以形成局部水滞流。井田98、内受向斜控制的各主要凹区块，其瓦斯相对富集一个原因，就是水动力条件差，形成局部水动力封闭。 高瓦斯区域的主控因素根据埋藏深度、基岩厚度、煤质等因素对煤层瓦斯含量的统计结果可以看出，这些因素对煤层瓦斯含量总体趋势上有一定程度的影响，但规律不明显。从两矿瓦斯含量大于3m3/t钻孔资料的统计结果可知，这些钻孔附近岩层顶板多为泥岩和致密性相对较好的粉砂岩、细粒砂岩，且多处于构造或煤层底板凹陷部位。因此，初步认为xx矿区煤层瓦斯含量较高的异常区域主要受到矿区次级褶皱构造、地下水的相对滞流区和煤层顶板岩性控制。3.3 煤层瓦斯分布规律 一号煤矿瓦斯分布规律xx一号煤矿煤层瓦斯含量总体较低，但瓦斯含量分布很99、不均衡。根据煤层瓦斯含量大小（主要以地勘时期瓦斯含量测试结果）将一号煤矿的瓦斯简单的划分为小于1m3/t的低瓦斯区，介于1 m3/t到3 m3/t的瓦斯相对富集区和大于3m3/t的瓦斯异常富集区等三种类型的瓦斯分布区域。根据井田地质构造情况，可将xx一号煤矿划由南到北被依次划分为三个区段，西峪-南峪口隆起区域、中-南部宽缓波状起伏区域和北部单斜构造区域。西峪-南峪口隆起区域内发育有五个相间排列的小幅波状起伏，但这一区域的大部分地段处于井田边界之外。中-南部宽缓波状起伏区域主要指井田南部边界至L88-HLC-01-S95D等钻孔连线的南部区域，该区域是井田范围内构造相对复杂区域，区内发育有六个宽100、缓的波状起伏，且生产过程揭露该区域发育有一系列开放性的正断层。北部单斜构造区域指L88-HLC-01-S95D等钻孔连线以北至一号井田的北部边界的区域，该区域为一简单的走向北东、向北西缓倾的单斜构造区域，在北部围绕X6号孔有一走向北东东的宽缓小型隆起，地层倾角1左右。根据xx矿区煤层瓦斯赋存规律及资源潜力研究提供的xx一号煤矿瓦斯地质图（图3.3-1），从该图中可以看出在中-南部宽缓波状起伏区域内依据瓦斯含量又可划分为两大区域，从勘探钻孔SK2-L74-L75-L76一线以南至井田边界的西南部为一个瓦斯相对富集区域，瓦斯含量的平均值达到2.78m3/t，含量测值的最大值达到4.13 m3/t，101、在L72-L71钻孔附近形成了一个瓦斯含量测值大于3 m3/t的瓦斯异常区域。从勘探钻孔SK2-L74-L75-L76一线以北至L88-HLC-01-S95D等钻孔连线以南的大部分区域为低瓦斯区域，瓦斯含量测值的平均值小于1m3/t，但在L83、SK17、SK9等钻孔附近形成了一个瓦斯含量大于1 m3/t而小于3m3/t的相对富集区域。在北部单斜构造区域内煤层瓦斯含量测值均大于1m3/t，形成了一个瓦斯整体上比较富集的区域，瓦斯含量测值平均值为1.53 m3/t，最大值为3.02 m3/t，而在HLC-01钻孔附近形成了一个瓦斯含量测值大于3 m3/t的瓦斯异常区域。 二号煤矿瓦斯分布规律xx102、二号煤矿位于xx矿区西北部，为一倾向北西-北西西的单斜构造，地层倾角一般1-5，局部达7-15。从2号煤层底板等高线图上可以看出井田发育有两个比较宽缓的波状起伏，一个位于井田中部，纵向贯穿井田大部的宽缓波谷；另外一个位于井田西部，在上述波峰与波谷之间又发育有走向近东西的次一级波状起伏。另外，在井田中东边部也发育有3组次一级的波峰。井田范围内勘探阶段未发现断层及岩浆活动，构造属于简单类型。从瓦斯含量测试的情况来看，二号井的要高于瓦一号井，将瓦斯含量小于1m3/t、1 3 m3/t和大于3 m3/t的区域分别划分为低瓦斯区、瓦斯相对富集区和瓦斯异常区等三种类型，对二号煤矿的瓦斯分布规律进行分析。从103、基岩厚度图可以明显地将井田简单的划分为深部区域和浅部区域，浅部区域主要指FX2-FX5-FX9-FX22-R129等钻孔连线至井田东部、南部的井田边界区域，局部地段也包括这些钻孔附近的一些区域，即井田东部760m的底板等高线以东、以南的区域，在该地段基岩厚度基本都小于400m；深部只要指井田范围内除去上述区域的区域，这些地段的基岩厚度一般都在600m以上。从二号煤矿瓦斯地质图上可以看出，埋深对煤层瓦斯含量具有非常明显的控制，在浅部瓦斯含量较低，在深部瓦斯含量相对较大，但埋深相近的区域又受到井田宽缓的背向斜等构造的影响，在低瓦斯区域又出现瓦斯异常区域。从二号煤矿瓦斯地质图（图3.3-2）中可以明104、显的看出，在井田的浅部区域总体上属于低瓦斯区域，瓦斯含量测值介于0.03 -5.63 m3/t之间，平均值为0.7m3/t；但在该区域内又出现了两个瓦斯异常带，一个在井田东部由FX8-FX9-FX10-R12-R10-R18-R25-R26-R27-R64-R70-FX24等钻孔依次连线至井田东部边界所围成的区域（即二号井的首采区域），瓦斯含量测值介于1.01 -5.63 m3/t，平均值为2.35 m3/t，在井下测得瓦斯含量的最大值为7.17 m3/t，矿井揭穿煤层后瓦斯涌出量也比较大，而形成这一瓦斯异常带的原因主要是两个次一级的背斜所致；另外一个是在井田的东北部，以钻孔R126为中心而形105、成的一个带，钻孔瓦斯含量测值达到5.47 m3/t。井田深部为瓦斯的相对富集区域和瓦斯异常区域，瓦斯含量测值介于1.29 -5.70 m3/t之间，瓦斯含量的平均值为3.50m3/t，瓦斯含量有东向西逐渐升高。3.4煤层瓦斯可抽采性评价井下瓦斯抽采的可采性评价指标主要包括构造的复杂性、煤体结构、煤层发育状况、煤层含气性、煤储层压力、煤层渗透性、煤层埋藏深度、水文地质条件等。根据煤炭科学研究总院西安分院2009年8月编制的xx矿区煤层瓦斯赋存规律及资源潜力研究报告可知，该区煤层埋藏浅，主采煤层稳定性，煤体结构优越，煤层渗透率较高，为容易抽放-可以抽放煤层，井下瓦斯抽放比较容易达到煤矿安全规程规定106、的最低瓦斯含量要求。第四章 各矿井瓦斯抽采现状4.1矿井瓦斯涌出特征一号煤矿瓦斯涌出情况根据陕煤局发（2007）31号文陕西省煤炭工业局关于2006年度全省煤矿瓦斯等级鉴定结果的批复，xx一号煤矿瓦斯绝对涌出量为30.92m3/min，相对涌出量为3.27m3/t，瓦斯等级为低瓦斯矿井，但随着近年来矿井开采深度及强度的增加，矿井瓦斯涌出量逐年增加。根据xx一号煤矿2煤层（六盘区）及邻近煤层瓦斯危险程度评价报告中矿井瓦斯涌出量预测结果显示，一号煤矿年产量达到5.20Mt/a时，矿井绝对瓦斯涌出量达到47.10m3/min，相对瓦斯涌出量达到3.93m3/t，而2008年xx一号煤矿的年产量达到5107、.73 Mt，矿井绝对瓦斯涌出量达到43.93 m3/min，矿井瓦斯等级升为高瓦斯矿井。根据北京华宇工程有限公司编制完成的“一号煤矿瓦斯抽采一期、二期工程初步设计” 目前正在开采的三盘区和六盘区西部区域，工作面绝对瓦斯涌出量分别为16.23 m3/min和10.14 m3/min。前25年矿井瓦斯绝对涌出量为60.10 m3/min。从生产过程的情况看，瓦斯分布表现出不均衡性，某些区域出现瓦斯涌出异常现象，如三盘区进风巷、三盘区皮带巷在掘进过程中瓦斯涌出量偏大， 301工作面回采过程中瓦斯涌出异常，六盘区勘探孔16号曾出现瓦斯喷出现象，因此目前还应进一步加强日常瓦斯管理及治理工作。尤其对低瓦108、斯矿井中，有瓦斯喷出的个别高瓦斯区，应按高瓦斯矿井管理。同时本区邻近的双龙煤矿、车村煤矿等，均属高瓦斯矿井。近年来，本矿及邻近的小煤矿亦发生过瓦斯爆炸。二号煤矿瓦斯涌出情况xx二号煤矿井田处于xx矿区中深部，其瓦斯含量均高于矿区东部其它矿井，该矿在掘进胶带运输大巷和二号辅助运输大巷时出现瓦斯异常涌出现象，矿井涌出瓦斯量最高达19m3/min，矿井在掘进施工中央胶带巷、01运输顺槽、01回风顺槽、上仓检修斜巷、五号联络巷时，中央胶带巷瓦斯涌出量为1.3 m3/min左右、01运输顺槽瓦斯涌出量为7 m3/min左右、01回风顺槽瓦斯涌出量最大为10.8 m3/min左右、上仓检修斜巷瓦斯涌出量为109、0.8 m3/min左右、五号联络巷瓦斯涌出量为0.4 m3/min，正常情况时矿井绝对瓦斯涌出量为19m3/min左右。根据xx二号煤矿煤层瓦斯基础参数测定及矿井瓦斯危险程度评价报告，预测二号煤矿年产量达到为2.1Mt/a时，矿井绝对瓦斯涌出量为54.02 m3/min，相对瓦斯涌出量为11.11 m3/t；而2008年二号煤矿的年产量达到342.12 Mt，矿井绝对瓦斯涌出量达到41.65 m3/min，矿井瓦斯等级转为高瓦斯矿井。 矿井瓦斯涌出特征从近年来实际开采过程瓦斯涌出的特征，两矿瓦斯涌出有以下特点。1、矿井绝对瓦斯涌出量随着产量的增加呈现明显增大，两矿从2008年均已成为高瓦斯矿110、井。2、两矿的相对瓦斯涌出量值均高于两矿地质勘探瓦斯含量测试的平均值，在此可以反映出两个问题：出现这一现象可能是地质勘探瓦斯测试值整体偏低所致，也可说明邻近煤层和围岩瓦斯涌出占有相当的比例。表7.2 xx一号煤矿2001-2008年瓦斯涌出情况年份鉴定结果瓦斯相对涌出量（m3/t）瓦斯绝对涌出量（m3/min）CO2相对涌出量（m3/t）CO2绝对涌出量（m3/min）矿井产量（万t）2001低1.152.632.203.6566.252002低0.672.461.122.46180.742003低2.066.932.076.97351.592004低1.415.921.446.06377.8111、22005低2.4717.011.047.22426.732006低3.2730.921.03483.372007低5.2337.950.75.11526.232008高3.6443.931.1313.62573.03表7.3 xx二号煤矿2007-2008年瓦斯涌出情况年份鉴定结果瓦斯相对涌出量（m3/t）瓦斯绝对涌出量（m3/min）CO2相对涌出量（m3/t）CO2绝对涌出量（m3/min）矿井产量（万t）2007低5.3333.291.015.8224.92008高4.6541.650.877.87342.12 采煤工作面瓦斯涌出特征采煤工作面瓦斯涌出不均衡性是两个矿井瓦斯涌出的另一个112、显著的共同特点，尤其是回采工作面上隅角瓦斯超限。根据相关研究成果和实地观察，xx矿区回采工作面瓦斯涌出不均衡性主要受到如下几个方面的控制： 2号煤层瓦斯含量分布的不均衡性由上述瓦斯含量测试的结果和瓦斯含量等分布图来看，瓦斯含量低于1m3/t的测点达到了62%，而瓦斯含量大于5m3/t的测点仅为5%。是低瓦斯含量区域中穿插着高瓦斯区域。 邻近煤层分布的不均衡性从参数测试结果来看，邻近煤层的瓦斯含量整体上高于主采煤层，但邻近煤层的分布具有不均衡性，开采到邻近煤层分布的区域回采工作面瓦斯涌出量必然会增大。 采空区顶板周期性垮落采空区是一个多孔介质的充填体，各处煤与矸石压实程度差异较大，存在有一定的自113、由空间。该自由空间储集了大量的高浓度瓦斯，当老顶出现周期性来压，顶板大面积垮落时，采空区的一些空隙体被压缩或压实，储存在里的气体被迫向前推移或直接被煽出，从而导致工作面瓦斯涌出出现不均衡性，主要表现为上隅角严重超限。 季节性气温、气压变化采空区内的自由气体在大气压降低时会集中涌出而导致回采工作面瓦斯异常涌出，呈现季节性变化。从前期的研究结果来看，夏季易出现瓦斯异常涌出现象。4.2 各矿井瓦斯抽采现状近年来，随着矿井进入深部开采，瓦斯涌出量不断增大，xx矿区被确定为高瓦斯矿井。按照高瓦矿井的管理要求，xx矿业集团公司不断加大安全投入力度，仅2009年用于安全生产的费用就达到4亿多元。与此同时编制114、了瓦斯治理三年规划，先后建成了一、二号煤矿地面瓦斯抽放系统，形成了地面瓦斯抽放系统与井下移动式瓦斯抽放泵站等多种方式联合抽放，先抽后掘、采煤工作面高位裂隙抽放、上隅角埋管抽放等瓦斯综合治理手段，为安全生产提供了可靠的保障。 一号煤矿瓦斯抽采现状根据xx矿业集团有限责任公司一号煤矿瓦斯抽采一期工程初步设计中的对矿井抽采区域划分，以北二大巷、八盘区大巷为界，将整个井田共划分为两个区域。井田以东的三盘区、四盘区、五盘区、六盘区东部、七盘区、九盘、十盘区煤层瓦斯含量较低称之为东区。北二大巷、八盘区大巷以西的六盘区西部、八盘区、十一盘区称之为西区。确定井田以东的三盘区、四盘区、五盘区、九盘区、十盘区宜采115、用2号风井场地建抽采系统，为瓦斯抽采一期工程；六盘区、七盘区、八盘区、十一盘区宜在3号风井场地另建抽采系统，为瓦斯抽采二期工程，见图4.2-1所示。一号煤矿地面瓦斯抽放系统一期工程位于该矿2号风井，共布置两套抽采系统，设计总混合抽采量为300m3/min。2009年12月5日正式投运，主要承担三、五盘区的瓦斯抽放任务。抽采系统中1号预抽采系统选用CBF730-2型水环式真空泵两台，一台工作一台备用，电动YBPT630M1-6/710kW/6kV，变频范围：30HZ50HZ。2号采空区抽采系统选用CBF710-2型水环式真空泵两台，一台工作一台备用，电动机YBPT560M2-6/500kW/6k116、V，变频范围：30HZ50HZ。设计抽采区域内采煤工作面采用上隅角插管抽采和回风巷高位钻孔抽采相结合的综合抽采方法，备用工作面采用顺层平行交叉钻孔抽采方法，综掘面采用边掘边抽方法进行抽采。一号煤矿地面瓦斯抽放系统二期工程位于该矿3号风井，共布置三套抽采系统，总设计总混合抽采量为450m3/min，目前正在建设，预计2010年底投运。抽采系统中1号预抽采系统选用2BEC72型型水环式真空泵两台，一台工作一台备用。2号采空区抽采系统选用2BEC72型水环式真空泵两台，一台工作一台备用。3号预留系统设备同1号预抽采系统。三套系统电动均为YB630M2-6 710kW/10kV，变频范围：25HZ50117、HZ。设计抽采区域内抽采方法同一期工程。 另外，井下已形成的多套瓦斯移动抽放系统是矿井的辅助抽放系统，其特点是低负压、低浓度、大流量，用于采空区瓦斯的抽放，解决上隅角瓦斯超限问题。当抽放的瓦斯浓度较高时，也可地面瓦斯抽放系统并网进行抽放。同时，矿井已具有完备的瓦斯抽采集中监控系统，该系统由地面监控系统和井下监控系统组成。在各监测点分别设置监控仪器，监控信号综合自动化网络上传至地面瓦斯抽采监控中心主机。实现实时监控。4.2.2 二号煤矿瓦斯抽采现状目前，二号矿在一号回风井场地建有瓦斯抽采站一座服务于一采区。在二、四采区回风井及瓦斯抽采系统未形成前，同时兼顾二、四采区局部瓦斯抽采。设计采用了两套抽118、采系统，即预抽抽采系统和采空区瓦斯抽采系统，两套系统相对独立。见图4.2-2所示。第一套瓦斯抽采系统按抽采量50m3/min纯瓦斯设计，主要用于矿井建设和生产初期预抽、边采边抽煤层瓦斯。第二套抽采系统，抽采量按25m3/min纯瓦斯设计，主要用于大面积采空区瓦斯抽采。预抽抽采系统和采空区抽采系统均选择2BEC67型水环式真空泵，泵的转速为300r/min，该泵在46KPa压力状态下的工况流量为400m3/min，配用佳木斯电机厂生产的YB560M-4/500kW防爆电机，电压10kV，减速机型号1C355N。同时，井下采用多套井下移动式瓦斯抽放泵进行老采区等的抽采。同时，矿井也已具备完善的瓦斯119、抽采集中监控系统，该系统由地面监控系统和井下监控系统组成。在各监测点分别设置监控仪器，监控信号综合自动化网络上传至地面瓦斯抽采监控中心主机。实现实时监控。第五章 矿区抽采瓦斯的综合利用5.1 各矿井瓦斯抽采量分析 一号矿瓦斯抽采量分析1、一号煤矿2号风井场地瓦斯泵站抽采情况目前，2号风井场地瓦斯泵站的两套抽采系统均已运行。其中1号预抽采系统，设计总混合流量150 m3/min，主要用于顺层平行交叉斜钻孔本煤层预抽采瓦斯和综掘面边掘边抽的抽采方法，预计抽采浓度为16.721.6%。2号采空区抽采系统，设计总混合流量150m3/min，主要用于采煤工作面上隅角插管混合抽采和回风巷高位钻孔抽采这两种120、方法，预计抽采浓度为8.312.0%。该泵站设计总混合抽采量为300m3/min。 但实际使用过程中，为满足矿井开采的需要，矿井地面瓦斯泵站结合井下移动瓦斯泵站共同对服务了整个抽采区域。因此地面瓦斯泵站的抽采量及抽采浓度与预计值有所不同， 2号风井场地瓦斯泵站运行以来抽采情况见下表：表5.1-1 一号煤矿2号风井场地瓦斯泵站抽采量表序号日期1号预抽采系统2号采空区系统混合流量（m3/min）浓度（%）纯瓦斯量（m3/min）混合流量（m3/min）浓度（%）纯瓦斯量（m3/min）12月4150.0 12.0 18.0 150.0 6.910.322月15150.0 12.8 19.2 150121、.0 6.59.8 33月5150.0 15.5 23.3 150.0 10.5 15.8 43月15150.0 11.5 17.3 150.0 9.8 14.7 53月22150.0 11.6 17.4 150.0 6.8 10.2 63月26150.0 10.5 15.8 150.0 12.8 19.2 74月4150.0 14.2 21.3 150.0 7.8 11.7 84月8150.0 13.5 20.3 150.0 9.8 14.7 94月11150.0 13.8 20.7 150.0 11.2 16.8 104月15150.0 12.6 18.9 150.0 12.3 18.5 122、114月17150.0 17.0 25.5 150.0 12.8 19.2 124月23150.0 8.9 13.4 150.0 10.5 15.8 134月28150.0 10.5 15.8 150.0 9.3 14.0 145月2150.0 11.2 16.8 150.0 6.9 10.4 155月5150.0 10.8 16.2 150.0 6.8 10.2 2、一号煤矿3号风井瓦斯泵站目前，3号风井场地瓦斯泵站正在建设过程中，设计所在开采区域的抽采方法共布置三套抽采系统。顺层平行交叉斜钻孔本煤层预抽采瓦斯及两个综掘面设计采用边掘边抽的抽采方法共用一套管路系统称为1号预抽采系统，总混合流123、量150 m3/min。采煤工作面上隅角插管混合抽采，回风巷高位钻孔抽采混合抽采这两种方法共用一套管路系统称为2号采空区抽采系统，总混合流量150m3/min。矿井瓦斯抽采二期工程初期移交时设计总混合抽采量为300m3/min，预计抽采瓦斯浓度13.217.8%，抽采纯瓦斯量39.553m3/min。由于本矿井井田面积大，瓦斯区域分布性较强，局部瓦斯含量较高，且顶底板含油气岩层中瓦斯赋存量无法预测，本次设计考虑，为保证矿井未来开采瓦斯涌出量较高区域及异常区域的抽采量，在地面抽采泵房预留一套同1号预抽采系统设备的位置，同时，地面相应的抽采辅助设施均以三套抽采系统同时工作时进行配置。矿井瓦斯抽采二124、期工程总设计总混合抽采量为450m3/min。设计瓦斯抽采规模总体情况见下表所示。表5.1-2 初期移交时设计瓦斯抽采规模汇总表名称系统抽采方法设计混合量（m3/min）抽采浓度（）抽采纯瓦斯量（m3/min）备注1号预抽采系统顺层交叉钻孔抽预采本煤层9020.025.018.023.0初期移交边掘边抽6015.020.09.012.0小结15018.023.327.035.02号采空区抽采系统回风高位钻孔5015.020.07.510.0上隅角插管抽采1005.08.05.08.0小结1508.312.012.518.03号整体预抽采系统区域预抽采17520.025.015.018.8预留区125、域预抽采27520.025.015.018.8小结15020.025.030.037.6合计45015.420.169.590.63、一号煤矿井下移动瓦斯抽放泵一号煤矿井下目前共设置了4套矿用移动式瓦斯抽放泵站，主要用于开采工作面上隅角瓦斯抽采、高位裂隙抽采以及部分掘进工作面的抽采，抽放的瓦斯经管路排放至矿井总回风巷中并排出地面。该泵站功能齐全，结构合理，具有体积小，移动方便的特点，适应井下的工作环境。一号煤矿井下移动瓦斯泵站抽采实际情况见下表所示。表5.1-3 一号煤矿井下移动瓦斯泵站抽采量表序号日期605高位抽放605上隅角抽放北二掘进面预抽放混合流量（m3/min）浓度（%）纯瓦斯量（m126、3/min）混合流量（m3/min）浓度（%）纯瓦斯量（m3/min）混合流量（m3/min）浓度（%）纯瓦斯量（m3/min）12月489.113.311.979.70.80.696.28.07.722月1589.113.411.979.70.80.696.27.67.333月589.112.511.179.70.80.696.28.58.243月1589.113.812.379.71.00.896.27.87.553月2289.112.611.279.70.80.796.27.57.263月2689.111.810.579.70.80.796.28.58.274月489.112.711.3127、79.70.90.796.28.68.384月889.113.612.179.70.80.696.26.56.394月1189.113.512.079.70.80.796.28.58.2104月1589.112.511.179.70.90.796.27.26.9114月1789.111.910.679.70.90.796.27.67.3124月2389.111.710.479.70.70.696.27.77.4134月2889.113.111.779.70.70.596.29.28.9145月289.113.211.879.70.70.596.28.48.1155月589.113.512.07128、9.70.80.696.26.86.5 根据上述矿井目前实际抽采情况并结合矿井开采、瓦斯涌出量情况，综合分析，未来2号风井场地和3号风井场地瓦斯抽采泵站抽采的瓦斯量预计为：一号煤矿2号风井场地瓦斯抽采泵站抽采参数1号预抽采系统，总混合流量150 m3/min，抽采浓度14.520.0，抽采纯瓦斯量21.030.0m3/min。2号采空区抽采系统，总混合流量150m3/min，抽采浓度6.810.5，抽采纯瓦斯量10.215.8m3/min。一号煤矿3号风井场地瓦斯抽采泵站抽采参数1号预抽采系统，总混合流量150 m3/min，抽采浓度16.721.6，抽采纯瓦斯量25.032.5m3/min。129、2号采空区抽采系统，总混合流量150m3/min，抽采浓度8.012.5，抽采纯瓦斯量12.018.8m3/min。3号预留抽采系统，总混合流量150m3/min，抽采浓度16.026.0，抽采纯瓦斯量24.039.0m3/min。一号煤矿地面瓦斯泵站抽采区域及抽采浓度划分图见图K1676CH-173-1。 二号矿瓦斯抽采量分析1、二号煤矿1号风井场地瓦斯泵站抽采情况二号煤矿1号风井场地瓦斯泵站共布置了两套系统相对独立。第一套瓦斯抽采系统，设计总混合流量125 m3/min，按抽采量按50m3/min纯瓦斯设计，主要用于预抽煤层瓦斯，第二套抽采系统，设计总混合流量125 m3/min，主要作为130、采空区瓦斯抽采系统，抽采量为按25 m3/min纯瓦斯设计。抽采系统均选择2BEC67型水环式真空泵，配用佳木斯电机厂生产的YB560M-4/500kW防爆电机，电压10kV，减速机型号1C355N。实际使用过程中，因矿井采用地面瓦斯泵站结合井下移动瓦斯泵站共同进行抽采。因此地面瓦斯泵站的实际抽采量及抽采浓度较小，2号风井场地瓦斯泵站运行以来抽采量情况见下表：表5.1-1 二号煤矿1号风井场地瓦斯泵站抽采量表序号日期1号预抽采系统2号采空区系统混合流量（m3/min）浓度（%）纯瓦斯量（m3/min）混合流量（m3/min）浓度（%）纯瓦斯量（m3/min）11月5125.0 13.5 16.131、9 125.0 7.8 9.822月15125.012.215.2 125.07.18.932月25125.011.6 14.5 125.09.0 11.3 43月15125.013.416.8 125.010.012.5 53月25125.012.615.8125.08.510.664月5125.013.817.3 125.08.4 10.574月25125.014.3 17.9125.09.211.52、二号煤矿井下移动瓦斯抽放泵二号煤矿井下目前共设置了3套矿用移动式瓦斯抽放泵站，主要用于开采工作面上隅角瓦斯抽采、高位裂隙抽采以及部分掘进工作面的抽采，抽放的瓦斯经管路排放至矿井总回风巷中。132、二号煤矿井下移动瓦斯泵站抽采实际情况见下表所示。表5.1-3 二号煤矿井下移动瓦斯泵站抽采量表序号日期本煤层高位裂隙抽放上隅角抽放混合流量（m3/min）浓度（%）纯瓦斯量（m3/min）混合流量（m3/min）浓度（%）纯瓦斯量（m3/min）混合流量（m3/min）浓度（%）纯瓦斯量（m3/min）13月589.14.84.379.77.86.296.21.81.723月1589.14.64.179.78.56.896.22.32.233月2589.15.24.679.78.36.696.22.62.544月589.13.83.479.710.38.296.21.91.854月2589.1133、3.93.579.712.59.996.23.23.1 从上述不同抽采系统看，矿井抽采瓦斯浓度基本大于5%以上，如考虑抽采瓦斯综合利用，按以用促抽，以抽促采的原则，适当调整抽采工艺，地面瓦斯泵站抽采的瓦斯量及瓦斯浓度相对会更高，随着矿井开采深度及开采强度的不断的加大，矿井抽采瓦斯量也会随之增大。根据上述实际抽采情况并结合矿井开采现状，未来1号风井场地瓦斯抽采泵站抽采的瓦斯量预计为： 二号煤矿1号风井场地瓦斯抽采泵站抽采参数1号预抽采系统，总混合流量187.5 m3/min，抽采浓度15.020.0，抽采纯瓦斯量28.137.5m3/min。2号采空区抽采系统，总混合流量187.5m3/min，134、抽采浓度8.013.0，抽采纯瓦斯量15.024.3m3/min。一号煤矿地面瓦斯泵站抽采区域及抽采浓度划分图见图K1676CH-173-1。5.2 抽采瓦斯综合利用的可行性 煤矿瓦斯综合利用的技术现状瓦斯用途目前主要分为两大类：一是作燃料，二是作化工原料。瓦斯作燃料按行业门类分为：民用燃料、发电用燃料、工业用燃料、汽车用燃料和气体工业用燃料及其它类燃料。瓦斯化工有两条途径：一是瓦斯化工，另一条是合成气化工。煤矿瓦斯的利用主要集中在瓦斯抽采较高的国有重点煤矿区，尤其是45户安全重点监控企业。现有煤矿瓦斯利用以民用和工业燃气为主，已达到80%，瓦斯发电则是主导发展方向，瓦斯化工也具有广阔的市场前135、景。.1 煤矿瓦斯利用途径与技术 1、民用 瓦斯民用的基本技术条件为：瓦斯浓度大于30%；足够的气源、稳定的气压，当用于炊事时，气压应大于2000Pa；气体混合物中无有害杂质；完善的气体储贮和输送设施。瓦斯民用系统一般由抽放泵、储气罐、调压站和输气管道组成。 2、发电 瓦斯发电，技术成熟的工艺有：燃气轮机发电、气轮机发电、燃气发动机发电和联合循环系统发电，以及热电冷联供瓦斯发电。 3、生产化工用品 高浓度的瓦斯以含瓦斯为主，因此，当开采或抽放的瓦斯是含高浓度纯净的瓦斯气时，把它作为原料气生产一系列化工产品，可以获得较好的经济效益。以高浓度瓦斯为原料可以生产炭黑、甲醛、甲醇和化肥等化工产品。在化136、工行业，瓦斯的消费将主要集中在化肥和甲醇等基本化工原料的生产上。4、瓦斯作工业燃料 瓦斯可作为洁净的工业炉燃料，能够减少污染，改善工业产品质量。工业炉主要包括金属加工工业炉、硅酸盐窑炉和工业锅炉三种。工业炉以瓦斯为燃料，可以增加传热效率，提高工业炉的生产率。 5、低浓度瓦斯利用技术 瓦斯提纯技术，大多还处在开发研究阶段。目前主要采用变压吸附技术。 低浓度瓦斯多孔介质预混燃烧，多孔介质预混燃烧是近几十年来发展起来的新型燃烧技术，采用了新的燃烧理论，是一种新颖独特的燃烧方式，它可以提高燃烧效率，降低污染，扩展贫燃极限，甚至可以燃烧极低浓度可燃性气体，目前在国内外引起了燃烧和工程热物理界的高度重视。137、 利用低浓度瓦斯发电，目前由山东胜动集团研制的我国首台500千瓦低浓度瓦斯发电机组日前通过专家鉴定。这次研制成功的发电机组利用的是低浓度瓦斯。通常情况下，只有浓度高于25%的瓦斯才能够用来发电，而低于这个下限，就容易引起爆炸。胜动集团通过在瓦斯变送系统中加装多道防爆装置，将瓦斯的利用范围扩大了20个百分点，即只要瓦斯浓度高于5%，就可以安全发电。 矿井乏风利用，矿井乏风的浓度很低，可以用于燃煤锅炉和燃气轮机，作为混合燃料的一部分。同时国外已开发出矿井乏风作主燃料的应用系统，如热力双向流反应器（TFRR），催化媒双向反应器（CFRR）和可以利用低浓度的稀薄燃气气轮机。.2 煤矿瓦斯利用的适用性从138、世界范围来看, 煤矿瓦斯利用主要集中在民用、发电、工业燃料及化工原料等方面。因煤矿大多分布在较偏远的地方， 瓦斯民用项目要敷设大量的中低压管网和入户管网，投资成本较大， 而且民用消耗瓦斯气量少，达不到一定规模, 因此瓦斯民用项目收回投资比较困难。燃气锅炉利用瓦斯为燃料， 虽然消耗瓦斯气量大， 但是，使用燃气锅炉热效率较低，还受季节性限制， 加之采暖收费低，因此锅炉投资回收期长，经济效益差。利用瓦斯生产化工产品，经济性差，技术上也存在一定的问题。而瓦斯发电是利用目前成熟的内燃机技术， 仅对内燃机的进气系统和燃料供给系统加以改造， 技术较为可靠。投资少见效快，一般三年内可收回全部投资。瓦斯发电已成139、为目前煤矿瓦斯利用的一种主要方式。由于煤矿瓦斯开采方式的不同， 煤矿瓦斯中CH4 的含量会有显著不同，其利用技术也有所不同，主要分为三类。一是通过地面钻井开采，采出CH4 浓度多大于90 %的煤矿瓦斯(目前约占煤矿瓦斯总量的1 %左右) ， 其成份特性类似天然气。此类气体可利用天然气发电设备进行发电或作为民用燃料、化工原料等,，利用技术相对简单且成熟。二是通过井下瓦斯抽采系统和地面输气系统, 采出CH4 浓度范围多在3 %80 %之间的煤矿瓦斯(目前约占煤矿瓦斯总量的15 %左右，其中的三分之二浓度都低于30 %) ，由于涉及到爆炸危险，一般对其应用都局限于浓度为30 %以上部分。浓度在6 %140、30 %部分的利用是一个难点，目前我国国内企业已拥有此项安全利用技术，并已在国内16 个省、市、自治区的煤矿推广应用, 取得良好的经济和社会效果。三是通过煤矿通风排出的煤矿瓦斯，CH4 含量一般低于1 %， 称之为风排瓦斯(俗称“乏风”) 。这部分煤矿瓦斯由于CH4 浓度太低， 利用技术难度较大，基本都被排空。我国相关企业正在准备对这部分瓦斯进行处理和利用。总之，目前煤矿瓦斯综合利用还处于初级阶段, 无论是利用广度还是深度都有许多需要解决的问题。煤矿瓦斯利用最合理的方式就是发电, 在发电的基础上实现“冷、热、电”三联供，节能减排。我国一直致力于煤矿瓦斯全方位利用的研究最终目标是实现瓦斯“零”排141、放。为此我国企业投入了大量的人力、物力, 并始终坚持自主研发, 走自主知识产权之路。目前已在这一领域取得了突破性进展, 获得了2 项重要的国家发明专利、多项实用新型专利, 将知识产权把握在自己手中。根据CH4 浓度的不同, 研究的瓦斯利用方式也有所不同, 具体包括以下几种： CH4 浓度在60 %以上的特高浓度瓦斯, 进行CH4 提纯利用；CH4 浓度在30 %60 %之间的高浓度瓦斯, 采用高浓度瓦斯发电机组发电; CH4 浓度在8 %30 %之间的低浓度瓦斯，通过发明“煤矿低浓度瓦斯安全输送及发电技术”， 实现了低浓度瓦斯发电的目的； CH4 浓度在4 %8 %之间的特低浓度的瓦斯，采用燃142、油引燃式瓦斯发电机组发电；抽排瓦斯CH4 浓度在4 %以下的，与煤矿乏风混合后，氧化处理， 先发电后制冷、制热, 进行热量阶梯利用。如上面所述，各个浓度范围的瓦斯通过瓦斯发电机组转化为电能已经在技术上很好地解决，对瓦斯热能进行更深层次的综合利用我国在天然气发电机组时期就对电、热、冷联供进行了深入的研究。目前，许多煤矿也已经将瓦斯发电机组的余热应用于煤矿的采暖系统, 部分地取代了原来的锅炉, 节约了煤炭。在煤矿实现瓦斯的冷、热、电三联供，现在从技术上、经济上都具备了条件。综上所述，我国企业煤矿瓦斯综合利用技术已经将可利用瓦斯扩大到各个浓度范围，除乏风氧化技术还在工业现场试验外，其余部分都已经找到143、了合理科学的利用方式，并已经产生了良好的市场反响和社会效益。而由此带动的巨大环保、经济、社会效益潜力也初步显现。.3 煤矿瓦斯利用的政策性支持近年来，国家不断加大瓦斯开发利用力度，2006年国务院下发了关于加快煤层气(煤矿瓦斯)抽采利用的若干意见(国办发200647号)，加大瓦斯开发扶持力度。同年，国家发改委编制了我国首部煤层气(煤矿瓦斯)抽采利用“十一五”规划，规划要求，到2010年全国瓦斯产量将达100亿立方米，利用80亿立方米，新增煤层气探明地质储量3000亿立方米，逐步建立煤层气和煤矿瓦斯开发利用产业体系。同时，国家还出台了各种政策，鼓励各类企业利用各种方式开发利用煤层瓦斯，打破专营权144、税收优惠、财政补贴等多项扶持政策，鼓励瓦斯开发利用，中国瓦斯产业化雏形渐显。 税费优惠方面，一是对煤层气勘探开发作业的设备及专用工具等免征进口关税和进口环节增值税。对煤层气勘探开发作业的设备、仪器、零附件、专用工具，免征进口关税和进口环节增值税。二是明确了对煤层气抽采企业实行增值税先征后退政策，以及设备加速折旧和投资抵免、技术开发费加计扣除等税收优惠政策。同时，对地面抽采煤层气暂不征收资源税。目前，大部分省（市）已制定相关措施，部分税费优惠政策已落实到企业。 财政补贴方面，对煤层气作民用燃气、化工原料等，中央财政按0.2元/立方米煤层气（折纯）标准对煤层气开采企业进行补贴，在此基础上，地方财145、政可根据当地煤层气开发利用情况对煤层气开发利用给予补贴。 发电上网方面，鼓励煤矿企业利用煤层气发电，允许自发自用；多余电量需要上网的，由电网企业优先安排上网销售，不参与市场竞争。上网电价比照生物质发电电价政策，即执行当地2005年脱硫燃煤机组标杆电价加补贴电价（0.25元/千瓦时）。 价格管理方面，民用煤层气出厂价格由供需双方协商确定。未进入城市公共配气管网的民用煤层气销售价格由供需双方协商确定；进入城市公共配气管网并纳入政府管理范围内的民用煤层气销售价格，按照与天然气等可替代燃料保持等热值合理比价关系的原则确定。 矿业权管理方面，煤炭和煤层气矿业权发生重叠的，要求双方协商开展合作或签订安全生146、产协议。双方无法签订合作协议的，国土资源管理部门按照有关规定进行调解。调解不成的，由国土资源管理部门按照采煤采气一体化、采气采煤相互兼顾的原则，支持煤炭生产企业综合勘查开采煤层气。 对外合作方面，随着国家一系列鼓励煤层气（煤矿瓦斯）抽采利用政策的落实到位，必将充分调动企业抽采利用煤层气（煤矿瓦斯）的积极性，有力促进煤层气资源开发利用和煤矿安全生产条件的改善。 煤矿瓦斯综合利用的必要条件根据煤矿瓦斯抽放规程（AQ1027-2006）的第九条的要求：瓦斯抽放的矿井应加强瓦斯利用工作，变害为利，保护环境并以用促抽，以抽保用。年瓦斯抽放量在100Mm3及以上的矿井，必须开展瓦斯利用工作。矿井瓦斯利用须147、经相关资质的专业机构进行可行性论证。同时，矿井抽放的瓦斯要进行利用，须具备以下几个条件。 瓦斯储量要丰富，瓦斯抽放量要稳定。根据煤炭科学研究总院西安研究院2009年8月编制完成的xx矿区煤层瓦斯赋存规律及资源潜力研究，xx矿区含气面积572.08km2，总资源量为20.76108m3。同时，该区主采煤层均为容易抽放可以抽放煤层，煤层渗透率高，而且井下瓦斯抽采实践表明，井下瓦斯抽采效果较好，通过井下煤层气抽采基本可满足瓦斯利用的基本的需要。xx一号煤矿和二号煤矿目前地面均建有固定瓦斯抽放系统设计，其中一号煤矿的2号风井场地建有总混合抽采量为300m3/min瓦斯抽采泵站，3号风井场地正在建设总混148、合抽采量为450m3/min瓦斯抽采泵站，二号煤矿1号风井场地建有总混合抽采量为250m3/min瓦斯抽采泵站，如加强抽采管理，可保证稳定的抽采流量。 抽采瓦斯浓度要满足利用要求我国胜动集团独创的“煤矿瓦斯细水雾输送技术及瓦斯发电机组”，解决了低浓度瓦斯输送中的安全问题、发动机不能稳定工作等技术难题，研制了瓦斯发动机，只要瓦斯浓度高于6%，即可安全用于发电，使瓦斯含量在25%以下的低浓度瓦斯的实际应用变得切实可行。xx矿业集团两个矿井的地面瓦斯泵站实际抽采浓度均大于6%（见5.1节），如加强管理，以用促抽，随着抽采水平的提高，抽采浓度将会更大。综上所述，xx矿区的一号煤矿和二号煤矿可采瓦斯储量149、及瓦斯可抽量较为丰富,在目前矿井抽放设施系统及当今抽放工艺的技术条件下，完全能够达到采、抽、供平衡所需的瓦斯储量。因此进行抽采瓦斯的综合利用是可行的。5.3 抽采瓦斯综合利用方式的选择目前，煤矿瓦斯利用主要集中在民用、发电、工业燃料及化工原料等方面。本矿区抽采的瓦斯量虽然较大，但是瓦斯浓度较小，在现有技术水平的条件下，难以达到民用或其它工业染料性用途。根据两个矿井地面瓦斯抽采泵站的抽采情况，利用低浓度瓦斯发电机组发电是最为合理的一种方式，其建设周期短,投资少,回收快。可实现就地发电，就地使用，多余上网，减少了企业用电成本，增加了企业竞争力，在发电的基础上还可实现“冷、热、电”三联供，以人为本，150、改善煤矿职工和当地居民生产、生活条件，节能减排。有利于改善能源结构，合理开发能源,实现矿井煤炭、瓦斯、电力等相关产业一体化发展，减少因瓦斯的直接排空对大气的污染，经济效益和社会效益均十分显著。同时由于瓦斯发电项目可以实现温室气体减排量的转让，通过申请CDM 项目，可得到为数可观的减排费。而且，瓦斯得到充分利用，可以大大减少煤炭和燃油的耗用量，减轻火力发电对环境的污染。因此，针对xx矿区一号煤矿的2号风井场地瓦斯泵站、3号风井场地瓦斯泵站以及二号煤矿的1号风井场地瓦斯泵站抽采情况，本报告认为，对抽采的瓦斯利用低浓度瓦斯发电机组进行发电是可行的。第六章 瓦斯调配系统工艺根据矿井瓦斯抽采工艺，主要分151、为预抽采系统与采空区抽采系统，此两个系统抽采的瓦斯气体浓度不同，且存在一定幅度的波动，且瓦斯气体中含有大量粉尘颗粒；这将影响到瓦斯用户的正常工作。瓦斯调配系统的作用就是将抽出的瓦斯气体对其进行过滤、监测计算、定量排放或混合，继而实现浓度调节与输出，供给瓦斯用户。本工程瓦斯用户为各场地瓦斯发电站。6.1 气源分析一、二号煤矿的瓦斯抽采场地均设置了不同抽采瓦斯浓度的抽采系统，分别为1号预抽采系统（简称1号抽采系统）和2号采空区抽采系统（简称2号抽采系统），各场地抽采气源如下：xx1号煤矿2号风井场地1号预抽采系统，总混合流量150 m3/min，抽采浓度14.520.0，抽采纯瓦斯量21.030.152、0m3/min。2号采空区抽采系统，总混合流量150m3/min，抽采浓度6.810.5，抽采纯瓦斯量10.215.8m3/min。xx1号煤矿3号风井场地1号预抽采系统，总混合流量150 m3/min，抽采浓度16.721.6，抽采纯瓦斯量25.032.5m3/min。2号采空区抽采系统，总混合流量150m3/min，抽采浓度8.012.5，抽采纯瓦斯量12.018.8m3/min。3号预留抽采系统，总混合流量150m3/min，抽采浓度16.026.0，抽采纯瓦斯量24.039.0m3/min。xx2号煤矿2号风井场地1号预抽采系统，总混合流量187.5 m3/min，抽采浓度15.020153、.0，抽采纯瓦斯量28.137.5m3/min。2号采空区抽采系统，总混合流量187.5m3/min，抽采浓度8.013.0，抽采纯瓦斯量15.024.3m3/min。一般情况下瓦斯气体爆炸极限范围为516；低浓度瓦斯发电机组在浓度9%以上时可以达到正常输出功率，浓度8%时点火困难，不能正常工作。显然，要达到使用瓦斯气体的目的，应该确保瓦斯浓度9，并确保瓦斯气体安全输送。从以上气源可知，上述三个场地1号预抽采和2号采空区抽采系统抽采的气体浓度，均在爆炸浓度边缘；2号采空区抽采系统的气体浓度下限达不到本工程的最低使用要求，需要对其浓度进行调配方可实现低浓度瓦斯利用。6.2 气体调配方案调配的目的154、是为了给用户提供符合安全要求、流量恒定、浓度稳定的燃料并安全输送至使用场所。根据瓦斯抽采系统设计，将1号预抽采和2号采空区抽采系统瓦斯气体混合后，各场地混合气体浓度计算如下表：表7.2-1 一号煤矿2号风井场地抽采量分析表抽采系统1号预抽采系统2号采空区抽采系统浓度%14.5206.810.5流量m3/min150150混合浓度%10.6515.25总流量m3/min300表7.2-2 一号煤矿2号风井场地抽采量分析表抽采系统1号预抽采系统2号采空区抽采系统3号区域预抽系统浓度%16.721.6812.516.026.0流量m3/min150150150混合浓度%13.6020.06总流量m3155、/min450表7.2-3 二号煤矿1号风井场地抽采量分析表抽采系统1号预抽采系统2号采空区抽采系统浓度%1520813流量m3/min187.5187.5混合浓度%11.516.5总流量m3/min375根据上述计算，将两部分气体全部用来混合，则混合后浓度为10.6517.05，这个浓度理论上符合本工程设定的瓦斯气体的浓度必须达到9的要求。但抽采系统供来的气体浓度不可避免的存在波动，因此要维持混合气体浓度9的要求，就存在当抽采浓度过低时，排放掉适量低浓度抽采气体的问题，设1号抽采系统供来的高瓦斯气体流量及浓度为L1、Y1，2号抽采系统低瓦斯流量及浓度L2、Y2，混合气体设定浓度为Y，则需要排156、放的低浓度气体量可用下式计算：LPL2- L1*(Y1-Y)/（YY2）m3/h（式1）煤矿安全规程148条（五）规定，“抽采的瓦斯浓度低于30，用于内燃机发电或做其它用途时，瓦斯的利用输送必须按有关规定执行，并制定安全技术措施”。为进一步提高抽出瓦斯气体的利用率，采用目前业已成熟的低浓度瓦斯应用技术，该技术保证浓度低至8的瓦斯气体仍可被安全使用。确定瓦斯调配方案，既要满足以上技术要求，还要保证系统流程合理，简单可行，控制方便。本工程最终采用的气体调配方案是：先将1号2号抽采系统的瓦斯气体进行过滤，过滤出来的瓦斯气体送入混合管道进行混合；进入混合管道段的气体管路上设置自动检测与调节装置，确保混157、合后的气体控制浓度9；若混合气体浓度偏低，则减少2号抽采系统的瓦斯气体混合量，2号抽采系统多余出的未参与混合的气体高空排放；浓度满足要求的的气体送入供气管网供用户使用。混合前及混合后的气体均采用低瓦斯细水雾技术输送。6.3 瓦斯调配系统工艺流程瓦斯调配系统的构成如附图所示，主要由阻火、过滤、自动监测、自动调节装置、管道、及安全辅助设施等构成，它们联合工作，不但可以实现上述所确定的气体调配方案，同时可保证系统安全运行，平稳供气。具体工作过程如下：1.供气压力：调配系统的气体压力均来自于抽采系统的水环真空泵，其资用压力为50kPa。2.接收与预处理：分别接收1号、2号瓦斯抽采系统的气体，并对其进行158、水封阻火及过滤，以过滤瓦斯气体中带来的水汽和粉尘，防止瓦斯管道专用阻火器堵塞，延长其清洗周期的装置。其过滤材料采用不锈钢丝绒，利用拦截、碰撞机理过滤瓦斯中的粉尘颗粒和机械水。接收装置中设瓦斯管道专用阻火器，安装在瓦斯输送管线的不同部位，其作用是阻止可能产生的火焰沿着瓦斯输送管道传播，以便有效保障瓦斯管网中所有设备（包括发动机组本身）及矿井的安全，防止因发电机气缸的回火或其他部位可能产生的火花点燃瓦斯造成意外火焰向瓦斯管网蔓延，从而引起的爆炸灾害。3.进气监测与选气：1号、2号系统气体进入混合管道前均要进行检测，以确认瓦斯浓度、压力、温度及流量；要根据测得的参数，自动计算出各路气体参与混合的量，159、同时给出调节量信号将相应电动阀开度调节到位，以保证混合气体的浓度9，多余的低浓度气体（一般为2号抽采系统的低浓度瓦斯）高空排放。4.调配与供气：低浓度瓦斯气体不能直接供给发电机使用，需与高浓度气体混合。高、低浓度供气管上混合前后均设有气体浓度、压力、温度、流量的检测及自动计算与调节装置，精确控制供气管混合段的流量，从而实现向用户稳定供气的目的。5.系统安全：供气系统主要应用了水位自控水封阻火技术、金属波纹带式瓦斯管道专用阻火技术、细水雾与煤矿瓦斯混合输送技术及气水分离循环使用技术等保证系统安全。低瓦斯细水雾输送技术，其特点是输送瓦斯的过程中，在瓦斯管路上安装细水雾发生器，从而在瓦斯输送管道内产160、生连续的细水雾，细水雾与瓦斯均匀混合后，以一定的速度共同流动，由于细水雾的保护，防止了因静电产生的电火花所引起的火焰传播。细水雾输送是根据细水雾灭火机理及煤矿瓦斯的燃烧特性而进行研制的。其灭火机理：一是冷却，细水雾颗粒容易气化，大量吸热，迅速降温，终止燃烧；二是稀释，细水雾迅速蒸发，由液相变为气相，瓦斯气体被水汽稀释，抑制火焰。在输送系统前端设有雷达水位自控式水封阻火器和金属波纹带瓦斯管道专用阻火器；异常情况如系统出现故障，多余的气体全部高空排放。6细水雾水循环系统：在瓦斯气体中混入细水雾，保证了输送安全，但同时加大了瓦斯气体的含水量，这不利于瓦斯气体的使用，因此，在瓦斯气体进入储气罐及瓦斯发161、电机组前要先行脱水，本工程采用旋风重力脱水器进行脱水。脱出的水通过水沟汇入集水池，过滤后用水泵送入细水雾系统循环利用，从而达到节约用水的目的。细水雾系统补水为自来水。瓦斯调配及输送管道工艺详见K1676CH-815-16.4系统设备为简化系统，降低投资，调配系统工作的气体压力均来自于抽采系统的水环真空泵，其资用压力为50kPa，瓦斯气体用户为瓦斯发电站，与调配系统之间距离较近，且用气压力较低，为2.0kPa，故无须另设气体输送设备。另外，当地冬季气温较低，为避免发生冻结危险，对于细水雾系统管道需进行保温，且在冬季采用20热水。脱水装置采用离心旋风式脱水设备，同时起到净化气体的作用。混合段采用管162、道混合器，在细水雾保护下进行湿式混合，安全可靠。混合器前阀门选用电动调节阀，放空管上阀门选用电动蝶阀。瓦斯调配系统设备见下表。表6.4-1 2号煤矿1号风井场地瓦斯发电站瓦斯调配系统主要设备材料一览表序号设备器材名称型号及规格单位数量备注1螺旋缝电焊钢管6307,40mm聚氨酯保温米4002镀锌无缝钢管DN100，40mm厚聚氨酯保温层米4003防爆电动蝶阀MD9B41X,DN600,PN1.0MPa,380V,0.75kW个34防爆电动放散阀MD9B41X,DN600,PN1.0MPa,380V,0.75kW个55通用波纹膨胀节DN600个86雷达水位自控水封阻火器WGZS600台27丝网过163、滤器CWS600台48干式瓦斯管道专用阻火器WGZ600台29溢流式水封阻火器WQZ200台210细水雾发生器SWFSQ4B台2011旋风重力脱水器TSQ01B台1412低温湿式放散阀DSF600台213Y型过滤器SG41H-10,DN100个614过滤器SBL型个615智能涡旋式流量计DN600台416干式瓦斯管道专用阻火器WGZ200台1417离心式多级循环水泵DG25-50-4, 46m3/h，120mH2O，配防爆电动机，功率 30kW台32用1备表6.4-2 1号煤矿2号风井场地瓦斯发电站瓦斯调配系统主要设备材料一览表序号设备器材名称型号及规格单位数量备注1螺旋缝电焊钢管6307,4164、0mm聚氨酯保温米4002镀锌无缝钢管DN100，40mm厚聚氨酯保温层米4003防爆电动蝶阀MD9B41X,DN600,PN1.0MPa,380V,0.75kW个34防爆电动放散阀MD9B41X,DN600,PN1.0MPa,380V,0.75kW个55通用波纹膨胀节DN600个86雷达水位自控水封阻火器WGZS600台27丝网过滤器CWS600台48干式瓦斯管道专用阻火器WGZ600台29溢流式水封阻火器WQZ200台210细水雾发生器SWFSQ4B台2011旋风重力脱水器TSQ01B台1012低温湿式放散阀DSF600台213Y型过滤器SG41H-10,DN100个614过滤器SBL型个165、615智能涡旋式流量计DN600台416干式瓦斯管道专用阻火器WGZ200台1017离心式多级循环水泵DG25-50-4, 46m3/h，120mH2O，配防爆电动机，功率 30kW台32用1备表6.4-3 1号煤矿3号风井场地瓦斯发电站瓦斯调配系统主要设备材料一览表序号设备器材名称型号及规格单位数量备注1螺旋缝电焊钢管6307,40mm聚氨酯保温米4002镀锌无缝钢管DN100，40mm厚聚氨酯保温层米4003防爆电动蝶阀MD9B41X,DN600,PN1.0MPa,380V,0.75kW个34防爆电动放散阀MD9B41X,DN600,PN1.0MPa,380V,0.75kW个55通用波纹膨166、胀节DN600个86雷达水位自控水封阻火器WGZS600台27丝网过滤器CWS600台48干式瓦斯管道专用阻火器WGZ600台29溢流式水封阻火器WQZ200台210细水雾发生器SWFSQ4B台2011旋风重力脱水器TSQ01B台1612低温湿式放散阀DSF600台213Y型过滤器SG41H-10,DN100个614过滤器SBL型个615智能涡旋式流量计DN600台416干式瓦斯管道专用阻火器WGZ200台1617离心式多级循环水泵DG25-50-4, 46m3/h，120mH2O，配防爆电动机，功率 30kW台32用1备6.5供气管网各瓦斯发电场地距其瓦斯抽采场地相距约0.51.0KM，为配167、合场地道路设置，供气管道采用架空敷设方式。由于供气含水量较大，为防止冬季水蒸汽凝结产生结冰，管道均要求进行保温。管材采用无缝钢管，且均采用（闭孔）聚氨酯保温，管道伸缩采用自然补偿和波纹管补偿器。最大管径DN600。第七章 瓦斯发电 对本矿区一、二号煤矿的地面固定瓦斯抽采泵站抽采的瓦斯，本报告确定利用现有成熟的低浓度瓦斯发电技术进行利用。7.1瓦斯发电工程主要设计原则根据节能建设方针、相关法律法规、国家和行业有关设计规程、规定，本工程在设计中将体现以下技术原则： 统一规划、以气定产，以瓦斯利用为主要任务，并符合改善环境、节约能源和提高发电效率、供热质量的要求。 根据热电联产的原则尽量提高瓦斯利用168、率，节约能源，并保持较高的安全性、经济性、灵活性。 尽量降低工程造价，提高经济效益，工艺流程合理，管线布置短捷，建筑物布置紧凑，减少工程占地，缩短建设工期，提高经济效益。 根据能源供应条件和优化能源结构的要求，从改善环境、节约能源和提高供热质量出发，优化热电联产方案。7.2低浓度瓦斯发电工艺流程简述低浓度瓦斯发电存在问题xx一号煤矿和二号煤矿的三套瓦斯抽采系统抽出的瓦斯浓度均低于30%，依据煤矿安全规程第一百四十八条（二）之规定：抽采瓦斯浓度低于30%时，不得作为燃气直接燃烧；用于内燃机发电或作其他用途时，瓦斯的利用、输送必须按有关标准执行，并制定安全技术措施。目前要实现低浓度瓦斯发电，需要解169、决好三个问题： 发电机组要适应瓦斯浓度和压力变化的要求。 要有安全的瓦斯调配和输送系统，保证发电安全。 低浓度瓦斯发电机组效率较低，产生大量高温尾气，需对这部分热量进行利用，避免能源浪费。低浓度瓦斯发电工艺流程经过调研和考察，本设计拟定了一套瓦斯发电工艺流程，解决了上述低浓度瓦斯发电存在的问题： 要在设备上选择技术成熟、自适应能力强的低浓度瓦斯发电机组； 运用目前国内成熟的“细水雾输送系统”技术，建立完善的调配和输送系统，保证低浓度瓦斯在长距离输送中被安全送到发电机组进行发电。 安装余热锅炉，对发电机组排出的高温尾气进行余热回收。利用低浓度瓦斯发电其工艺流程为：瓦斯被水环式真空泵从井下抽出，到170、达地面后，经水环式真空泵正压端的安全保护设备由瓦斯抽采系统进入瓦斯调配系统。调配系统中设有雷达水位自控式水封阻火器和金属波纹带瓦斯管道专用阻火器，它们的作用是保护抽采系统中的瓦斯抽采泵和发电系统中的发电机组。瓦斯在调配系统中还要经过安装于管路上的丝网过滤器、波纹膨胀节、低温湿式放散阀和细水雾发生器，其中细水雾发生器需要一趟与瓦斯输送管路并联的带压输水管，从而在瓦斯输送管道内产生连续的细水雾。细水雾与瓦斯均匀混合后，以一定的速度共同流动。由于细水雾的保护，防止了因静电产生的电火花所引起的火焰传播。随后瓦斯进入位于发电机组前端的循环脱水器，进行脱水后才安全地进入发电系统。在发电系统内，瓦斯经过单点171、喷射和空气混合后在内燃机中燃烧做功，内燃机带动发电机转动，最终将热能转化为电能输送到用户，高温尾气经过余热锅炉回收热量后被排放到大气中。余热锅炉产生的蒸汽通过地面供热管网输送到用户。7.3瓦斯发电机组概况发电机组型号的确定目前国内低浓度瓦斯发电使用较多且技术较成熟的有胜利动力机械集团生产的500GF1-3RW型燃气瓦斯发电机组、淄博柴油机总公司生产的8300D/Wd型燃气瓦斯发电机组和济南柴油机股份有限公司生产的500GF-WK型燃气瓦斯发电机组。其中8300D/Wd具有以下优点：大缸径、长行程、低转速可使燃气在汽缸内充分混合、燃烧，做功时间长、做功充分，并且机组排温更低，大大减轻对气门、阀座172、的烧蚀，延长气门、阀座乃至整个汽缸盖的使用寿命；采用自然吸气的设计，无需在燃气输送管道上增加罗茨风机或增压器加压既可将燃气吸入缸内做功（进气压力只要在2.5kPa以上），不存在增压器和中冷器这两个重要故障点，明显降低了机组故障率和维修时间及费用。使瓦斯气机组的适用范围更广，气源低压输送更安全，同时减少热损耗，提高机组热效率。500r/min的低转速可大大降低发动机的连杆、曲轴等活动部件的磨损和振动，显著延长机组及零部件的使用寿命；直列8缸的形式结构简单、维修方便，且零部件少，也相应的降低了机组故障率，减少了备件的储备数量，从而降低了运行维护费用；采用压缩空气启动，启动迅速。重复启动反应时间短，173、无需给蓄电池充电，且不存在烧毁启动电机的问题；负荷加载时间短，储备功率大，持续功率稳定；使用寿命长；机组的冷却水循环系统配置简单，外循环不分高、低温冷却，内循环为闭式循环。水温易于控制，省水节能。 配备高压电机以10500V高压直接输出，而无需升压变压器，节省了升压变压器的初始投资和后期变压器的维护费用。而且高压送电的电压波动小，供电的稳定性也较高，更适宜上网送电和远距离输送电能。由于在相同功率下高压送电的电流小，所以较低压发电机所需的电缆投资小。同时，也减少了变压器和电缆线路大约5%的电能损耗；由于本矿井用于发电的瓦斯浓度较低，8300D/Wd型低浓度瓦斯发电机组能满足本矿井瓦斯浓度要求。经174、考察和调研，国外设备虽然具有发电效率高（85%以上），冷却方式可采用风冷式的优点，但是要求瓦斯浓度达到30%以上，不适应本矿井低浓度瓦斯发电的要求，且设备投资大。所以本报告确定，瓦斯发电设备选用8300D/Wd型低浓度瓦斯发电机组。7.3.2 8300D/Wd型瓦斯发电机组的系统组成发电机组全套装置包括：主要包括发动机机体、发电机机体、燃气进/排气系统、点火系统、冷却系统、润滑系统、机组运行控制系统及控制管理系统。发动机发电机组型号 500GFM发动机型号 8300DM-2形式 4冲程,直列,火花塞点燃缸数 8缸径(mm) 300总排量(L) 215行程 (mm) 380额定转速(r/min)175、 500额定功率(kW) 550活塞平均速度(m/s) 6.33平均有效压力 (MPa) 0.614压缩比 9:1启动方式 压缩空气启动最高爆发压力（MPa） 5.5各缸排气温度() 600燃气进机温度 () 40燃气压力 （kPa） 2.5机油消耗率(g/kWh) 1发电机发电机主要参数：发电机型号 TF400-500额定功率 (kW) 500 额定电压 (V) 10500 额定电流 (A) 57 额定频率 (Hz) 50 功率因数 (COS) 0.8 滞后励磁方式 自动无刷接线方式 星形三相三线六出线发电机电气性能指标：电压稳态调整率(%) 2.5瞬态调整率(%) 稳定时间(s) 5波动率176、(%) 1频率稳态调整率(%) 0-5 (可调)瞬态调整率(%) 稳定时间(s) 10波动率(%) 1润滑系统和冷却系统润滑方式 压力润滑和飞溅润滑润滑油型号等级 40CD或15W40CD (GB/T11123-1989)冷却方式 强制水冷冷却水要求 硬度0.75.3mmo/L 氯离子含量150mg/L PH值78.5 监控系统 CPU模块： 14路数字量输入，10路晶体管输出以及6路高速计数器输入（高速计数输入端采集脉冲输入，计算转速及频率）。模拟量输入模块：根据监控项目的需要配套4个8通道模拟量输入模块，采集来自各类传感器的模拟量信号。以太网通讯模块：以太网通讯模块，可与上位机通讯，实现数177、据远传。综合电量变送器：机组的电压、电流信号可通过综合电量变送器来采集。电脑显示：相关的各类传感器采集的数据经电脑处理后显示。7.4一号煤矿2号风井瓦斯发电站发电设备选型设计依据一号煤矿2号风井瓦斯发电站气源由2号风井瓦斯抽采站提供。瓦斯抽采分为两套系统：1#系统抽采瓦斯混合气量为:Q1=150m3/min，浓度为：X1=14.5%20.0%，抽采纯瓦斯量为：21.030.0m3/min；2#系统抽采瓦斯混合气量为:Q2=150m3/min，浓度为:X2=6.8%10.5%，抽采纯瓦斯量为：10.215.8 m3/min。发电机组选型计算.1瓦斯发电站供气量计算实际可用于发电的纯瓦斯量为：Qm178、in=31.2K=24.96 m3/minQmax=45.8K=36.64 m3/minK气体不均衡系数，取K=0.8 。.2瓦斯发电机组数量的确定18300D/Wd机组单台机组需瓦斯气量计算：机组热耗率：10.511.5MJ/kWh(取11 MJ/kWh) 纯CH4热值约：35.88 MJ/m3 单位体积纯瓦斯发电量：35.88/11=3.262 kWh/m3 8300D/Wd机组常用功率500kW，则单台机组纯瓦斯耗气量：500/3.262=153.280Nm3/h=2.555Nm3/min28300D/Wd机组数量计算：根据计算可用于发电的纯瓦斯量总和为24.9636.64 m3/min179、，计算瓦斯发电站内发电机组数量：nmin=24.96/2.55510台nmax=36.64/2.55514台本设计确定，在一号煤矿2号风井场地建一座瓦斯发电站，站内按14台8300D/Wd型低浓度瓦斯发电机组布置。初期安装10台发电机组，预留4台发电机组安装位置；后期待瓦斯抽采气量稳定后再增加4台瓦斯发电机组。瓦斯发电站运行初期10台发电机组同时工作，每台机组年平均运行300天。.3瓦斯发电站进气系统瓦斯发电站供气管路接自瓦斯调配系统，发电站进气管路由进气总管和进气支管组成。1进气总管计算根据发电站瓦斯供气量，共设置2趟瓦斯进气总管，其中每趟瓦斯进气总管分别为7台发电机组供气。以每台机组持续功180、率500 kW，CH4浓度按10%计算，单台机组小时耗混合瓦斯量为1533 Nm3/h，以每趟进气总管内瓦斯流量为10731m3/h，流速不超过15m/s为计算依据，计算进气总管直径。D=18.8（Q/V）1/2 =502.84mm式中：D进气总管直径，mm；Q工作状况下的体积流量，取10731m3/h；V工作状况下的流速，取15m/s；经计算，进气总管选用2趟5297螺旋缝电焊钢管。2进气支管计算以进气支管内瓦斯流量为1533 m3/h，流速不超过15m/s为计算依据，计算每台机组进气支管直径。D=18.8（Q/V）1/2 =190.06mm经计算，进气支管选用10趟2196螺旋缝电焊钢管，181、预留4趟管路安装位置。.4瓦斯发电站排气系统发电机组排出的高温尾气通过余热锅炉回收余热后排入大气。为避免机组排气系统相互干扰，每台发电机组配置1台余热锅炉。在开停机及锅炉事故状态时，尾气经各自消音器排入大气。为避免意外情况下排气压力过高而损坏锅炉和消音器，在排气管路中应安装防爆门。.5气量平衡瓦斯发电站额定连续纯瓦斯消耗量14153.3m3/h=2146.2m3/h,小于瓦斯抽采量，所以可满足发电站内发电机组的正常需求。瓦斯发电站附属设施及设备瓦斯发电站内管路和设备配套，选用DN500螺旋缝电焊钢管进气总管2趟，DN200螺旋缝电焊钢管进气支管10趟，由于初期发电站是由10台发电机组并联布置，182、所以每台发电机组前设置1个进气阀门。阀门选用矿用隔爆型电动碟阀，以便于集中控制和操作。发电站内管路、阀门等选型情况见表7.4-1。表7.4-1 瓦斯发电站主要配件统计表序号配件名称及规格单位统计数量配置数量备注一矿用隔爆型电动碟阀1MD9B41X，DN200，PN1.0MPa个1010二发电站机房内管路1螺旋缝电焊钢管DN500m1151202螺旋缝电焊钢管DN200m140150三发电站机房内附属设备1阻火器个1010机组配套2防爆门个1010机组配套3消音器个1010机组配套瓦斯发电站主要技术经济指标表7.4-2 一号煤矿2号风井瓦斯发电站运行初期技术经济指标表序号项目单位装机方案备注1总183、装机容量kW50010500 kW/台2发电持续功率kW50003年运行时间h7200300d4综合厂用电率%5.9按10台机组计算5发电年均热耗MJ/ kWh116年发电量104 kWh/a36007年供电量104 kWh/a3387.68年消耗纯瓦斯量104 N m3/a1103.76表8.4-3 一号煤矿2号风井瓦斯发电站运行后期技术经济指标表序号项目单位装机方案备注1总装机容量kW50014500 kW/台2发电持续功率kW70003年运行时间h7200300d4综合厂用电率%4.26按14台机组计算5发电年均热耗MJ/ kWh116年发电量104 kWh/a50407年供电量104 184、kWh/a4825.38年消耗纯瓦斯量104 N m3/a1545.267.5一号煤矿3号风井瓦斯发电站发电设备选型设计依据一号煤矿3号风井瓦斯发电站气源由3号风井瓦斯抽采站提供。瓦斯抽采分为三套系统：1#系统抽采瓦斯混合气量为:Q1=150m3/min，浓度为：X1=16.7%21.6%，抽采纯瓦斯量25.032.5m3/min；2#系统抽采瓦斯混合气量为:Q2=150m3/min，浓度为:X2=8.0%12.5%，抽采纯瓦斯量12.018.8 m3/min；3#系统抽采瓦斯混合气量为:Q3=150m3/min，浓度为:X3=16.0%26.0%，抽采纯瓦斯量24.039.0m3/min；发185、电机组选型计算.1瓦斯发电站供气量计算实际用于发电的纯瓦斯量为：Qmin=61K= 42.7 m3/minQmax=90.3K= 63.21 m3/minK气体不均衡系数，取K=0.7 。.2瓦斯发电机组数量的确定18300D/Wd机组单台机组需瓦斯气量计算：机组热耗率：10.511.5MJ/kWh(取11 MJ/kWh)，纯CH4热值：35.88 MJ/m3， 单位体积纯瓦斯发电量：35.88/11=3.262 kWh/ m3，8300D/Wd机组常用功率500kW，则单台机组纯瓦斯耗气量：500/3.262=153.280Nm3/h=2.555Nm3/min28300D/Wd机组数量计算：186、根据计算可用于发电的纯瓦斯量总和为42.763.21 m3/min，计算瓦斯发电站内发电机组数量：nmin=42.7/2.55516台nmax=63.21/2.55524台本设计确定，在一号煤矿3号风井场地建一座瓦斯发电站，站内按24台8300D/Wd型低浓度瓦斯发电机组布置。初期安装16台发电机组，预留8台发电机组安装位置；后期待瓦斯抽采气量稳定后再增加8台瓦斯发电机组。瓦斯发电站运行初期16台发电机组同时工作，每台机组年平均运行300天。.3瓦斯发电站进气系统瓦斯发电站供气管路接自瓦斯调配系统，发电站进气管路由进气总管和进气支管组成。1进气总管计算根据发电站瓦斯供气量，共设置4趟瓦斯进气总187、管，其中每趟瓦斯进气总管分别为6台发电机组供气。以每台机组持续功率500 kW，CH4浓度按10%计算，单台机组小时耗混合瓦斯量为1533 Nm3/h，以每趟进气总管内瓦斯流量为9198m3/h，流速不超过15m/s为计算依据，计算进气总管直径。D=18.8（Q/V）1/2 =465.54mm式中：D进气总管直径，mm；Q工作状况下的体积流量，取9198m3/h；V工作状况下的流速，取15m/s；经计算，进气总管选用2趟5297螺旋缝电焊钢管。2进气支管计算以进气支管内瓦斯流量为1533 m3/h，流速不超过15m/s为计算依据，计算每台机组进气支管直径。D=18.8（Q/V）1/2 =190188、.06mm经计算，进气支管选用10趟2196螺旋缝电焊钢管，预留4趟管路安装位置。.4瓦斯发电站排气系统发电机组排出的高温尾气通过余热锅炉回收余热后排入大气。为避免机组排气系统相互干扰每台发电机组配置1台余热锅炉。在开停机及锅炉事故状态时，尾气经各自消音器排入大气。为避免意外情况下排气压力过高而损坏锅炉和消音器，在排气管路中应安装防爆门。.5气量平衡瓦斯发电站额定连续纯瓦斯消耗量24153.3m3/h=3679.2m3/h，小于瓦斯抽采量，所以可满足发电站内发电机组的正常需求。瓦斯发电站附属设施及设备瓦斯发电站内管路和设备配套，选用DN500螺旋缝电焊钢管进气总管4趟，DN200螺旋缝电焊钢管189、进气支管16趟，由于初期发电站是由16台发电机组并联布置，所以每台发电机组前设置1个进气阀门。阀门选用矿用隔爆型电动碟阀，以便于集中控制和操作。发电站内管路、阀门等选型情况见表8.5-1。表7.5-1 瓦斯发电站主要配件统计表序号配件名称及规格单位统计数量配置数量备注一矿用隔爆型电动碟阀1MD9B41X，DN200，PN1.0MPa个1616二发电站机房内管路1螺旋缝电焊钢管DN500m2752902螺旋缝电焊钢管DN200m225240三发电站机房内附属设备1阻火器个1616机组配套2防爆门个1616机组配套3消音器个1616机组配套瓦斯发电站主要技术经济指标表7.5-2 一号煤矿3号风井瓦190、斯发电站运行初期技术经济指标表序号项目单位装机方案备注1总装机容量kW50016500 kW/台2发电持续功率kW80003年运行时间h7200300d4综合厂用电率%4.4按16台机组计算5发电年均热耗MJ/ kWh116年发电量104 kWh/a57607年供电量104 kWh/a5506.68年消耗纯瓦斯量104 N m3/a1766.02表7.5-3 一号煤矿3号风井瓦斯发电站运行后期技术经济指标表序号项目单位装机方案备注1总装机容量kW50024500 kW/台2发电持续功率kW120003年运行时间h7200300d4综合厂用电率%3.68按24台机组计算5发电年均热耗MJ/ kW191、h116年发电量104 kWh/a86407年供电量104 kWh/a8322.08年消耗纯瓦斯量104 N m3/a2649.027.6二号煤矿1号风井瓦斯发电站发电设备选型设计依据二号煤矿1号风井瓦斯发电站气源由1号风井瓦斯抽采站提供。瓦斯抽采分为两套系统：1#系统抽采瓦斯混合气量为:Q1=187.5m3/min，浓度为：X1=15.0%20.0%，抽采纯瓦斯量28.137.5m3/min；2#系统抽采瓦斯混合气量为:Q2=187.5m3/min，浓度为:X2=8.0%13.0%，抽采纯瓦斯量15.024.3 m3/min。发电机组选型计算.1瓦斯发电站供气量计算实际用于发电的纯瓦斯量为：192、Qmin=43.1K= 34.48 m3/minQmax=61.8K= 49.44 m3/minK气体不均衡系数，取K=0.8 。.2瓦斯发电机组数量的确定18300D/Wd机组单台机组需瓦斯气量计算：机组热耗率：10.511.5MJ/kWh(取11 MJ/kWh) 纯CH4热值：35.88 MJ/m3 单位体积纯瓦斯发电量：35.88/11=3.262 kWh/ m3 8300D/Wd机组常用功率500kW，则单台机组纯瓦斯耗气量：500/3.262=153.280Nm3/h=2.555Nm3/min28300D/Wd机组数量计算：根据计算可用于发电的纯瓦斯量总和为42.763.21 m3/193、min，计算瓦斯发电站内发电机组数量：nmin=34.48/2.55514台nmax=49.44/2.55520台本设计确定，在二号煤矿2号风井场地建一座瓦斯发电站，站内按20台8300D/Wd型低浓度瓦斯发电机组布置。初期安装14台发电机组，预留6台发电机组安装位置；后期待瓦斯抽采气量稳定后再增加6台瓦斯发电机组。瓦斯发电站运行初期14台发电机组同时工作，每台机组年平均运行300天。.3瓦斯发电站进气系统瓦斯发电站供气管路接自瓦斯调配系统，发电站进气管路由进气总管和进气支管组成。1进气总管计算根据发电站瓦斯供气量，共设置4趟瓦斯进气总管，其中每趟瓦斯进气总管分别为5台发电机组供气。以每台机组194、持续功率500 kW，CH4浓度按10%计算，单台机组小时耗混合瓦斯量为1533 Nm3/h，以每趟进气总管内瓦斯流量为7665m3/h，流速不超过15m/s为计算依据，计算进气总管直径。D=18.8（Q/V）1/2 =424.98mm式中：D进气总管直径，mm；Q工作状况下的体积流量，取7665m3/h；V工作状况下的流速，取15m/s；经计算，进气总管选用4趟5297螺旋缝电焊钢管。2进气支管计算以进气支管内瓦斯流量为1533 m3/h，流速不超过15m/s为计算依据，计算每台机组进气支管直径。D=18.8（Q/V）1/2 =190.06mm经计算，进气支管选用14趟2196螺旋缝电焊钢管195、，预留4趟管路安装位置。.4瓦斯发电站排气系统发电机组排出的高温尾气通过余热锅炉回收余热后排入大气。为避免机组排气系统相互干扰每台发电机组配置1台余热锅炉。在开停机及锅炉事故状态时，尾气经各自消音器排入大气。为避免意外情况下排气压力过高而损坏锅炉和消音器，在排气管路中应安装防爆门。.5气量平衡瓦斯发电站额定连续纯瓦斯消耗量20153.3m3/h=3066m3/h,小于瓦斯抽采量，所以可满足发电站内发电机组的正常需求。瓦斯发电站附属设施及设备瓦斯发电站内管路和设备配套，选用DN500螺旋缝电焊钢管进气总管4趟，DN200螺旋缝电焊钢管进气支管14趟，由于初期发电站是由4台发电机组并联布置，所以每196、台发电机组前设置1个进气阀门。阀门选用矿用隔爆型电动碟阀，以便于集中控制和操作。发电站内管路、阀门等选型情况见表7.6-1。表7.6-1 瓦斯发电站主要配件统计表序号配件名称及规格单位统计数量配置数量备注一矿用隔爆型电动碟阀1MD9B41X，DN200，PN1.0MPa个1414二发电站机房内管路1螺旋缝电焊钢管DN500m2402502螺旋缝电焊钢管DN200m190210三发电站机房内附属设备1阻火器个1414机组配套2防爆门个1414机组配套3消音器个1414机组配套瓦斯发电站主要技术经济指标表7.6-2 二号煤矿1号风井瓦斯发电站运行初期技术经济指标表序号项目单位装机方案备注1总装机容197、量kW50014500 kW/台2发电持续功率kW70003年运行时间h7200300d4综合厂用电率%4.7按14台机组计算5发电年均热耗MJ/ kWh116年发电量104 kWh/a50407年供电量104 kWh/a4803.18年消耗纯瓦斯量104 N m3/a1545.26表7.6-3 二号煤矿1号风井瓦斯发电站运行后期技术经济指标表序号项目单位装机方案备注1总装机容量kW50020500 kW/台2发电持续功率kW100003年运行时间h7200300d4综合厂用电率%3.76按20台机组计算5发电年均热耗MJ/ kWh116年发电量104 kWh/a72007年供电量104 kW198、h/a6929.38年消耗纯瓦斯量104 N m3/a2207.5第八章 给水排水8.1供水水源水源一号煤矿2号风井、3号风井以及二号煤矿1号风井场地的三个瓦斯发电站工程水源利用矿区现有供水水源，水源取自矿区西北部的上畛子水源地，含水层位为白垩系下统洛河组砂岩地下水，共施工28口水源井，总供水量为20000m3/d。利用矿区现有供水水源其水量、水质均可满足本次瓦斯发电工程用水要求。水源方案选择三个瓦斯发电站场地所在的风井场地水源供水量丰富，根据瓦斯发电工程主要用水水质、水量的要求，瓦斯发电地面生产生活给水系统，拟采用现状供水管直接供水的方案以满足要求。8.2 给水工程用水量1.一号煤矿2号风井199、场地瓦斯发电站根据工艺设计要求，瓦斯发电机组考虑预留设备，在给排水建、构筑物、冷却塔设计以及给排水设备选型时，考虑后期预留用量一次投资建成。据此，经计算，瓦斯发电站场地总用水量为829.84m3/d，其中，生活用水水量为16m3/d，发电站循环冷却水补充水量为537.6m3/d，瓦斯发电站细水雾补水量为96m3/d，余热锅炉房补水量为72 m3/d，未预见水量为108.24m3/d。消防补充水量为135m3/d。瓦斯发电站场地室外消防水量为25L/s，火灾延续时间按3h计，一次消防总用水量为270m3。用水量详见表8.2-1。表9.2-1 瓦斯发电场地用水量统计表 序号用水项目用水量水源备注最200、高日（m3/d）最大时（m3/h）一生活用水量161场地现状管网每日24h计，Kh=1.5二发电站循环冷却水补充水537.622.4每日24h计三瓦斯发电站细水雾补水964每日24h计四余热锅炉房补水量723每日24h计小计721.630.4一四项五未预见水量108.244.56取小记15%六场地总用水量829.8434.96一五项七消防补充水量1355.625补水时间按48h计2.一号煤矿3号风井场地瓦斯发电站根据工艺设计要求，瓦斯发电站发电机组考虑预留设备，在给排水建、构筑物、冷却塔设计以及给排水设备选型时，考虑后期预留用量一次投资建成。据此，经计算，瓦斯发电站场地总用水量为1271.44201、m3/d，其中，生活用水水量为16m3/d，发电站循环冷却水补充水量为921.6m3/d，瓦斯发电站细水雾补水量为96m3/d，余热锅炉房补水量为72 m3/d，未预见水量为165.84m3/d。消防补充水量为135m3/d。瓦斯发电站场地室外消防水量为25L/s，火灾延续时间按3h计，一次消防总用水量为270m3。用水量详见表8.2-2。表8.2-2 瓦斯发电场地用水量统计表 序号用水项目用水量水源备注最高日（m3/d）最大时（m3/h）一生活用水量161场地现状管网每日24h计，Kh=1.5二发电站循环冷却水补充水921.638.4每日24h计三瓦斯发电站细水雾补水964每日24h计四余热202、锅炉房补水量723每日24h计小计1105.646.4一四项五未预见水量165.846.96取小记15%六场地总用水量1271.4453.36一五项七消防补充水量1355.625补水时间按48h计3.二号煤矿1号风井场地瓦斯发电站根据工艺设计要求，瓦斯发电站发电机组考虑预留设备，在给排水建、构筑物、冷却塔设计以及给排水设备选型时，考虑后期预留用量一次投资建成。据此，经计算，瓦斯发电站场地总用水量为1094.8m3/d，其中，生活用水水量为16m3/d，发电站循环冷却水补充水量为768m3/d，瓦斯发电站细水雾补水量为96m3/d，余热锅炉房补水量为72 m3/d，未预见水量为142.8m3/d203、。消防补充水量为135m3/d。瓦斯发电站场地室外消防水量为25L/s，火灾延续时间按3h计，一次消防总用水量为270m3。用水量详见表8.2-3。表8.2-3 瓦斯发电场地用水量统计表 序号用水项目用水量水源备注最高日（m3/d）最大时（m3/h）一生活用水量161场地现状管网每日24h计，Kh=1.5二发电站循环冷却水补充水76832每日24h计三瓦斯发电站细水雾补水964每日24h计四余热锅炉房补水量723每日24h计小计95240一四项五未预见水量142.86取小记15%六场地总用水量1094.846一五项七消防补充水量1355.625补水时间按48h计供水系统1.瓦斯发电站场地生产生204、活用水三个瓦斯发电站场地生产、生活用水分别接自各自的风井场地给水管网。2.瓦斯发电站场地消防系统一号煤矿2号风井、3号风井场地的瓦斯发电站场地发生火灾时，开启设在水泵房内的室外消防泵，抽取消防水池内的消防储备水供给室外消防用水。 一号煤矿2号风井、3号风井场地的瓦斯发电站场地消防给水系统如下：工业场地转输泵 消防水池 室外消火栓泵 室外消火栓二号煤矿1号风井场地的瓦斯发电站场地消防管网直接接自工业场地现有管网，系统图如下：工业场地消防管网 瓦斯发电站场地消防管网 室外消火栓3.瓦斯发电循环冷却水系统根据工艺专业对设备冷却水的具体要求，为充分利用水资源，达到节能减排的目标，系统采用循环冷却水系统205、，对瓦斯发电机组的冷却水出水进行必要的冷却。工业场地转输泵冷水池冷却循环泵发电机组 冷却塔冷却塔提升泵热水池4.瓦斯发电站细水雾循环水系统补水给水补水至细水雾循环水池。5.余热回收换热站补水根据工艺专业要求，给水补水至余热回收换热站。给水设备及建、构筑物.2 瓦斯发电站给水设备及建、构筑物根据工艺设计要求，瓦斯发电站场地给排水建、构筑物及相应配套的冷却循环泵、冷却塔的选型等如下所述。1. 一号煤矿2号风井场地瓦斯发电站 瓦斯发电站的水泵房1间,平面尺寸LB=1867.5m，为半地下式，地上部分高4.5m，地下部分高3m。泵房内设备：消防水泵XBD3.2/25-100-160L型两台，Q=25L206、/s，额定压力0.32MPa，电压380V，每台功率为15kW，一用一备；循环水泵IS200-150-400B型四台，Q=237406m3/h，扬程4233m，每台功55kW，两用两备；排水潜污泵50WQ15-15-1.5型一台，Q=10.518m3/h，扬程16.514m，电压380V，功率为1.5kW；多功能电子除垢仪DA-8DA型四台，两用两备，每台功率0.05kW；全自动软水器F-3900B型一套，耗电量310W。 循环水池及消防水池 瓦斯发电站循环水池与消防水池联建。循环水池又分为热水池与冷水池，热水池容积为216m3，尺寸为：LBH=124.54m；冷水池容积为360 m3，尺寸为207、：LBH=127.54m。循环水池总容积为576 m3，尺寸为：LBH=12144m。消防水池容积为288 m3，尺寸为：LBH=6124m。热水池内设有冷却塔热水泵200WQ250-15-18.5型三台，Q=175300m3/h，扬程17.713m，电压380V，每台功率为18.5kW，两用一备。 冷却塔 瓦斯发电站循环冷却水系统采用方形逆流式玻璃钢冷却塔GFNL-300两座，冷却塔单台冷却水量为300m3/h，单台功率为11/5.5kW。两座冷却塔置于冷水池上。2. 一号煤矿3号风井场地瓦斯发电站 瓦斯发电站的水泵房1间,平面尺寸LB=2067.5m，为半地下式，地上部分高4.5m，地下部208、分高3m。泵房内设备：消防水泵XBD3.2/25-100-160L型两台，Q=25L/s，额定压力0.32MPa，电压380V，每台功率为15kW，一用一备；循环水泵DFG250-400A/4/90型四台，Q=368607m3/h， 扬程4835.5m，每台功率为90kW，两用两备；排水潜污泵50WQ15-15-1.5型一台，Q=10.518m3/h，扬程16.514m，电压380V，功率为1.5kW；多功能电子除垢仪DA-10DA 型四台，两用两备，每台功率0.05 kW；全自动软水器F-3900C型一套，耗电量310W。 循环水池及消防水池 瓦斯发电站冷却循环池与消防水池联建。循环水池又分209、为热水池与冷水池，热水池容积为360m3，尺寸为：LBH=1564m；冷水池容积为720 m3，尺寸为：LBH=15124m。循环水池总容积为1080 m3，尺寸为：LBH=15184m。消防水池容积为360 m3，尺寸为：LBH=5184m。热水池内设有冷却塔热水泵200WQ400-13-30型三台，Q=280480m3/h，扬程1611m，电压380V，每台功率为30kW，两用一备。 冷却塔 瓦斯发电站循环冷却水系统采用方形逆流式玻璃钢冷却塔GFNL-500两座，冷却塔单台冷却水量为500m3/h，单台功率为22/11kW。两座冷却塔置于冷水池上。3. 二号煤矿1号风井场地瓦斯发电站 瓦斯210、发电站的水泵房1间,平面尺寸LB=1867.5m，为半地下式，地上部分高4.5m，地下部分高3m。泵房内设备：循环水泵DFG200-400（）/4/75型四台，Q=280480m3/h，扬程5442m，每台功率为75kW，两用两备；排水潜污泵50WQ15-15-1.5型一台，Q=10.518m3/h，扬程16.514m，电压380V，功率为1.5kW；多功能电子除垢仪DA-10DA 型四台，两用两备，每台功率0.05 kW；全自动软水器F-3900C型一套，耗电量310W。 循环水池循环水池又分为热水池与冷水池，热水池容积为240m3，尺寸为：LBH=5124m；冷水池容积为624 m3，尺寸211、为：LBH=13124m。循环水池总容积为864 m3，尺寸为：LBH=18124m。热水池内设有冷却塔热水泵200WQ400-13-30型三台，Q=280480m3/h，扬程1611m，电压380V，每台功率为30kW，两用一备。 冷却塔 瓦斯发电站循环冷却水系统采用方形逆流式玻璃钢冷却塔GFNL-400两座，冷却塔单台冷却水量为400m3/h，单台功率为15/7.5kW。两座冷却塔置于冷水池上。室外给水管道瓦斯发电场地设有专用的室外消防管网，干管呈环状布置，沿道路设置SA100/65-1.0型地下式消火栓，消火栓间距120m，保护半径不超过150m。生活给水由现状管网延伸至瓦斯发电站场地供212、给，给水管道适当位置设置阀门井以方便检修。循环冷却水管道采用SRTP钢丝网骨架聚乙烯塑料复合管，电热熔连接；给水管道采用SRTP钢丝网骨架聚乙烯塑料复合管，电热熔连接。给水干管管顶平均埋深1.2m。8.3排水污水的来源与水量瓦斯发电站场地的污废水来源于场地各建筑物排出的生活污水及冷却水池、泵房等的污废水。1.一号煤矿2号风井场地瓦斯发电站生活污水排水量约为12.8m3/d，循环冷却水排污量约为53.76m3/d，余热锅炉房排污量约为1.44 m3/d。2.一号煤矿3号风井场地瓦斯发电站生活污水排水量约为12.8m3/d，循环冷却水排污量约为92.16m3/d，余热锅炉房排污量约为1.44m3/213、d。3.二号煤矿1号风井场地瓦斯发电站生活污水排水量约为12.8m3/d，循环冷却水排污量约为76.8m3/d，余热锅炉房排污量约为1.44m3/d。 排水系统场地排水采用雨、污分流制排水系统。场地的雨水采用明沟排水，经汇集后就近排入场外冲沟。场地生活污水、冷却排污水经管道收集后排至场外冲沟。 室外排水管道室外排水管道采用SRTP钢丝网骨架聚乙烯塑料复合管，电热熔连接。管顶最小埋深为0.7m。8.4消防 消防用水量三个瓦斯发电站场地均只设有室外消防给水系统，室外消防水量为25L/s，火灾延续时间按3h计，一次消防总用水量为270m3。 消防给水水源三个瓦斯发电站场地消防给水水源由各自的风井场地214、的给水系统予以满足。一号煤矿的两个场地消防水量贮存在场地消防水池内，消防水量补充时间为48h，着火时，由专用的消防水泵加压来保证消防所需的水量及水压；二号煤矿2号风井场地瓦斯发电站场地消防直接从矿井工业场地消防管网上接给水管路进入瓦斯发电站场地。 消防设施场地室外消防管网呈环状布置，在给水节点的适当位置设置阀门井，以便维护检修。沿道路布置SA100/65-1.0型地下式消火栓，消火栓间距120m，保护半径不超过150。第九章 采暖通风设计范围包括：瓦斯发电站场地建筑物、生产系统的采暖与通风，瓦斯发电余热回收，瓦斯发电站场地供热。 9.1 设计依据1设计规范采暖通风与空气调节设计规范(GB500215、19-2003)煤矿瓦斯抽采规范(AQ1027-2006)城市热力网设计规范（CJJ34-2002）2气象资料冬季采暖室外计算温度： -10冬季通风室外计算温度： -5夏季通风室外计算温度： 26冬季室外平均风速： 2.2m/s年采暖天数: 133d极端最低温度平均值：18.8最大冻土深度： 76cm海拔高度： 893.5m9.2 采暖从气象资料知，xx一号、二号矿地处寒冷地区，根据煤炭工业矿井设计规范（GB50215-2005）条，凡经常有人工作和休息的建筑物，以及有防冻要求的厂房及生产系统的建筑物均要设置采暖。有关建筑采暖热负荷如表9.21所示。建筑物或生产系统均设置集中采暖系统，热媒均采216、用0.20.3MPa高温蒸汽，热媒由瓦斯发电余热锅炉房通过室外管网提供。一般室内散热器均采用铸铁型散热器，有粉尘产生的特殊场所，采用钢制光排管散热器，工作压力为0.6MPa。表9.2-1 建筑物采暖耗热量计算表 室外计算温度：-10序号建筑物名称室内计算温度建筑体积体积热 指 标计算温差耗热量采暖通风合计m3W/m3KkW一号煤矿2#风井场地1瓦斯发电站机房8111970.718.0 141.1 110.0 251.1 2细水雾泵房153662.525.0 22.9 22.9 3余热锅炉房152782.525.0 17.4 127.4 4循环水泵房159741.725.0 41.4 41.4 217、5配电控制室1516381.425.0 57.3 57.3 小计280.1 110.0 500.1 一号煤矿3#风井场地1瓦斯发电站机房8187460.718.0 236.2 130.0 346.2 2细水雾泵房153662.525.0 22.9 22.9 3余热锅炉房152782.525.0 17.4 127.4 4循环水泵房159741.725.0 41.4 41.4 5配电控制室1517981.425.0 62.9 62.9 小计380.8 130.0 620.8 二号煤矿1#风井场地1瓦斯发电站机房8157270.718.0 198.2 120.0 308.2 2细水雾泵房153662218、.525.0 22.9 22.9 3余热锅炉房152782.525.0 17.4 127.4 4循环水泵房159741.725.0 41.4 41.4 5配电控制室1517181.425.0 60.1 60.1 小计339.9 120.0 569.9 9.3 通风与空调对于有余热、余湿或有害气体产生的建筑物，应优先考虑自然通风，当自然通风难以满足要求时，应采用机械通风。瓦斯发电机房、水泵间及配电间均采用机械排风；机械通风设备均为防爆型；相关房间通风换气次数如表9.3-1所示。表9.3-1 各房间通风换气次数序号房间名称换气次数(次/h)备 注1瓦斯发电机房通风122配电室63水泵间1.5瓦斯发219、电机房采取冬季自然进风，夏季机械进风，全年自然排风通风方式；夏季将进风送至发电机组附近，以利排除余热，夏季设计排风温度39，设计排风量385000m3/h。对温、湿度有要求的房间如控制室等，均设置分体式空调机。三个发电场地通风设备选型情况见表9.3-2。表9.3-2 瓦斯发电站通风设备表序号通风房间设备规格型号台数备注1瓦斯发电机房BT35-11No8型，37000m3/h，474Pa，电动机YSF132M-4，7.5kW402瓦斯发电配电室BDWT- No4型屋顶风机，0.15kW63余热回收换热站BDWT- No4型屋顶风机，0.15kW124控制室KFR-50LW型分体式空调机，2.2k220、W69.4余热回收与供热 瓦斯发电余热量本工程所选瓦斯发电机组为8300D/Wd直燃型瓦斯发电机组，机组额定功率500KW。工作中要排出大量的高温烟气，排烟温度一般在550左右，显然发电机组排烟中蕴藏着大量的热能。为符合国家节能减排的基本方针，应回收发电排烟的热能并加以利用。排烟的热能，可通过设置“烟气余热锅炉”来回收；本项目前期设置40台发电机，配40台余热锅炉，可回收余热量0.3*40=12MW,折合蒸汽吨位20t/h，后期设置58台发电机，配58台余热锅炉，可回收余热量0.3*58=17.4MW，折合蒸汽吨位29t/h。余热利用瓦斯发电余热主要考虑用于瓦斯抽采泵站及瓦斯发电站场地的供热。221、汇总9.2节及表9.2-1采暖计算结果，并考虑管网漏损系数为1.15后得发电场地总的供热负荷为1.66x1.15=1.91MW，折合蒸汽3.2t/h。显然瓦斯发电余热远大于瓦斯抽采泵站及瓦斯发电站场地供热量，富裕热量10.1MW。瓦斯发电站距瓦斯抽采场地0.51.0km，因此，上述富裕热量可用于瓦斯发电站及瓦斯抽采场地供热，各瓦斯抽采场地采暖热负荷均按0.7MW计算，这将为矿井每年节约可观的耗煤、电费。瓦斯发电站场地及瓦斯抽采泵站场地相距较近，利于凝水回收，采暖热媒采用蒸汽供热方式；余热锅炉房蒸汽压力为1.2MPa，减压至0.20.3 MPa供采暖用户使用。剩余回收的余热总量为10.1-0.7222、*3=8.0MW，相当于蒸汽锅炉13t/h,用管道输送至各矿工业场地，作为常年供热热源，冬季为场地建筑物采暖及井筒防冻供热，夏季用于浴室灯房洗浴热水热源。余热锅炉房设备烟气余热锅炉与瓦斯发电机组配套装置，共40台，并联安装。锅炉补给水进行软化和除氧处理，软化采用全自动软水器，除氧采用常温过滤式除氧器；水处理系统配方形隔板水箱，分别用于储存软化水与除氧水。每个场地共选取3台锅炉给水泵，2用1备。三个场地余热锅炉房主要设备选型见表9.4-1。表9.4-1 供热设备一览表序号设备名称型号及规格单位数量备注1余热锅炉KZPT18-ZT台402给水泵DG12-257型，1450r/min，Q=6.3 m223、3/h，防爆电机，380V7.5kW 台9两用一备3凝结水回水泵I DG12-257型，1450r/min，Q=6.3 m3/h，防爆电机，380V7.5kW台6两用一备5全自动软水器JM-D2-600，双罐一用一备；进水 550，0.20.5MPa，软化水量10m3/h。套36解析式除氧器JCY-14台38软化水箱6m3；材质：不锈钢台39. 5供热管网瓦斯发电站场地供热管网，采用蒸汽供热管网，枝状布置，地沟敷设。管材采用无缝钢管，且均采用预制聚氨酯保温，管道伸缩采用自然补偿和波纹管补偿器。第十章 电 气xx矿业集团有限责任公司瓦斯综合利用发电分布在三个场地，分别为xx一号煤矿2号风井场地、224、xx一号煤矿3号风井场地和xx二号煤矿1号风井场地。10.1发电机组xx一号煤矿2号风井场地规划共安装14台发电机组，初期安装10台，预留4台备用位置，单台发电机组的额定功率和持续功率均为500kW,额定电压为6.3kV，前期总装机容量和持续发电功率为5000kW，后期总装机容量和持续发电功率将达7000kW。xx一号煤矿3号风井场地规划共安装24台发电机组，初期安装16台，预留8台备用位置，单台发电机组的额定功率和持续功率均为500kW，额定电压为10.5kV，前期总装机容量和持续发电功率为8000kW，后期总装机容量和持续发电功率将达12000kW。xx二号煤矿1号风井场地规划共安装20台225、发电机组，初期安装14台，预留6台备用位置，单台发电机组的额定功率和持续功率均为500kW,额定电压为10.5kV，前期总装机容量和持续发电功率为7000kW，后期总装机容量和持续发电功率将达10000kW。10.2 电气接入系统xx一号矿2号风井场地建有一座35/6kV变电所，双回35kV电源采用架空线LJ70 mm2引自矿区110kV变电所，其架空线长度为5.25km；变电所内设2台SL712500/35/6主变压器，一台运行，一台备用。2号风井35/6kV变电所主要担负主通风机房、绞车房、井下二号、三号、中央变电所供电负荷。由于该场地规划全部安装机组的总持续发电功率约7000kW（后期）226、，小于该场地变电所所担负的负荷和场地瓦斯抽采及发电系统自身用电之和，其瓦斯发电站发电量可在该场地内部消化，为节约了矿井生产成本，所以瓦斯发电站不考虑接入公共电网系统，直接通过电缆接入矿井2号风井场地35/6kV变电所6kV母线段。xx一号煤矿3风井场地有一座35/10kV变电所，双回35kV电源采用电力电缆YJV22-3185 mm2引自矿区2号风井场地35/6kV变电所35kV出线间隔；变电所内设2台SL716000/35/10主变压器，一台运行，一台备用，担负3号风井场地通风机房、绞车房及井下部分负荷，由于该场地规划全部安装机组的总持续发电功率约12000kW（后期），前期的安装容量为80227、00kW,其发电量基本满足该场地变电所所担负的负荷和场地瓦斯抽采及发电系统自身用电，随着矿井开采巷道及负荷的增加，矿井该场地变电所担负的负荷还会增加，其瓦斯发电站后期增加的发电量也可在该场地内部消化，为节约了矿井生产成本，所以瓦斯发电站不考虑接入公共电网系统，直接通过电缆接入矿井3号风井场地35/10kV变电所10kV母线段。xx二号矿1号风井场地有一座35/10kV变电所，双回35kV电源采用LGJ-185/25架空线路引自工业场地110kV变电站，线路全长约4km（双回路）；变电所内设2台SFZ920000/35/10主变压器，一台运行，一台备用，担负该场地通风机房、锅炉房以及井下水处理以228、及部分井下负荷，由于该场地规划全部安装机组的总持续发电功率约10000kW（后期），小于该场地变电所所担负的负荷和场地瓦斯抽采及发电系统自身用电之和，其瓦斯发电站发电量可在该场地内部消化，为节约了矿井生产成本，所以瓦斯发电站不考虑接入公共电网系统，直接通过电缆接入矿井2号风井场地35/10kV变电所10kV母线段。10.3电气主接线xx一号矿2号风井场地发电机组额定电压为6.3kV，发电机发出的电通过电缆及6kV配电装置直接接至发电站6kV母线段，6kV母线采用单母线分段，每段母线带7台（后期）发电机组，瓦斯发电站以 2*YJV22 -6kV 3x240mm2 电缆分别接入2号风井场地35/6229、kV变电所两段6kV母线，同时该场地瓦斯抽放站的电源转接至瓦斯发电高压配电室。 xx一号矿3号风井场地发电机组额定电压为10.5kV，发电机发出的电通过电缆及10kV配电装置直接接至发电站10kV母线段，10kV母线采用单母线分段，每段母线带12台（后期）发电机组，瓦斯发电站以 2*YJV22 -10kV 3x240mm2 电缆分别接入3号风井场地35/10kV变电所两段10kV母线，同时该场地瓦斯抽放站的电源转接至瓦斯发电高压配电室。 xx二号矿1号风井场地发电机组额定电压为10.5kV，发电机发出的电通过电缆及10kV配电装置直接接至发电站10kV母线段，10kV母线采用单母线分段，每段母230、线带10台（后期）发电机组，瓦斯发电站以 2*YJV22 -10kV 3x185mm2 电缆分别接入2号风井场地35/10kV变电所两段10kV母线，同时该场地瓦斯抽放站的电源转接至瓦斯发电高压配电室。 发电站6（10）kV主接线系统图见K1676CH-261-1-3。10.4瓦斯发电站站用电站用电负荷发电站为机组冷却配备有空气压缩机、热水泵、冷却塔、循环泵等用电负荷，另外考虑发电机组余热利用，还配备有给水泵、凝结水泵等用电负荷。一号矿2号风井场地瓦斯发电站用变系统负荷：有功功率：298.37kW；无功功率：223.78kvar；视在功率：372.96kVA瓦斯发电站用电负荷统计见表10.4-231、1。站用变选取两台500KVA的变压器。一号矿3号风井场地瓦斯发电站用变系统负荷：有功功率：441.01kW；无功功率：330.76kvar；视在功率：551.26kVA瓦斯发电站用电负荷统计见表10.4-2。站用变选取两台800KVA的变压器。二号矿1号风井场地瓦斯发电站用变系统负荷：有功功率：376.93kW；无功功率：282.70kvar；视在功率：471.76kVA瓦斯发电站用电负荷统计见表10.4-3。站用变选取两台630KVA的变压器。站用电接线瓦斯发电站站用电两回电源引自瓦斯发电站高压配电室，考虑发电站所有生产辅助设备全部采用380/220V电压供电，三个场地发电站站内分别设两台232、SCB-500/6 500kVA D,yn11 6/0.4kV、SCB-800/10 800kVA D,yn11 10/0.4kV、SCB-630/10 630kVA D,yn11 10/0.4kV变压器，以满足用电需求，低压接线采用单母线分段形式，正常情况下，两台变压器同时运行，站内所有用电设备平均分配在两段0.4kV母线上，当一台变压器出线故障时，另一台变压器可以保证站用变所有负荷，保证了供电的可靠性。瓦斯发电站站用电系统图见K1676CH-261-1-4-9。10.5监控及通信监控系统瓦斯发电站控制室分为高低压配电室及控制室，控制室内设发电站后台管理机，对瓦斯发电站内所有数据信息进行实时233、采集、监视和控制。瓦斯发电站内6（10）kV系统均设有微机保护装置，实现对瓦斯发电站高压系统的监控及保护，并通过标准的通信接口上传至瓦斯发电站监控后台管理机。各发电机组自带的监控装置，将采集到的电压、电流、功率因数、有功、无功功率等信息通过标准的通信接口上传至瓦斯发电站监控后台管理机。发电站内安装同期装置以满足并网可靠性。瓦斯发电站控制室安装工业以太网交换机，通过矿井综合自动化系统上传至调度中心，实现远程检测和控制功能。 通信瓦斯发电控制室设置矿井调度及行政电话，以保证通信安全。表10.4-1 一号矿2号风井场地瓦斯发电站站用电电力负荷统计表序号负 荷 名 称电压(kV)设备功率（kW）设备数234、量设备容量(kW)需用系数cos最大负荷最大负荷年利用小时全年电耗(万kW-h)全部工作全部工作有功(kW)无功(kvar)视在(kVA)1发电机房防爆轴流风机0.387.5101075752配电室轴流风机0.380.16220.320.323水泵间防爆轴流风机0.380.16440.640.644分体空调0.382.2224.44.45调配系统防爆电动蝶阀0.380.75332.252.256调配系统防爆电动放散阀0.380.75553.753.757调配系统离心式多级循环泵0.38303290608余热锅炉房给水泵0.387.521157.59余热锅炉房凝结水回水泵0.383216310水235、泵房消防泵0.381521301511水泵房循环水泵0.38554222011012水泵房潜水排污泵0.381.5111.51.513水泵房多功能电子除垢仪0.220.05420.20.114水泵房方形逆流式玻璃钢冷却塔0.381122222215水泵房冷却塔热水泵0.3818.53255.53716发电机空气压缩机0.385.55527.527.517发电机防爆电动蝶阀0.380.310103318照明0.385050小计557.06 372.96 0.80 0.80 298.37 223.78 372.96 表10.4-2 一号矿3号风井场地瓦斯发电站站用电电力负荷统计表序号负 荷 名 称236、电压(kV)设备功率（kW）设备数量设备容量(kW)需用系数cos最大负荷最大负荷年利用小时全年电耗(万kW-h)全部工作全部工作有功(kW)无功(kvar)视在(kVA)1发电机房防爆轴流风机0.387.516161201202配电室轴流风机0.380.16220.320.323水泵间防爆轴流风机0.380.16440.640.644分体空调0.382.2224.44.45调配系统防爆电动蝶阀0.380.75332.252.256调配系统防爆电动放散阀0.380.75553.753.757调配系统离心式多级循环泵0.38303290608余热锅炉房给水泵0.387.521157.59余热锅炉237、房凝结水回水泵0.383216310水泵房消防泵0.381521301511水泵房循环水泵0.38904236018012水泵房潜水排污泵0.381.5111.51.513水泵房多功能电子除垢仪0.220.05420.20.114水泵房方形逆流式玻璃钢冷却塔0.382222444415水泵房冷却塔热水泵0.383032906016发电机空气压缩机0.385.588444417发电机防爆电动蝶阀0.380.316164.84.818照明0.385050小计816.86 551.26 0.80 0.80 441.0 330.76 551.26 表10.4-3 二号矿1号风井场地瓦斯发电站站用电电力238、负荷统计表序号负 荷 名 称电压(kV)设备功率（kW）设备数量设备容量(kW)需用系数cos最大负荷最大负荷年利用小时全年电耗(万kW-h)全部工作全部工作有功(kW)无功(kvar)视在(kVA)1发电机房防爆轴流风机0.387.514141051052配电室轴流风机0.380.16220.320.323水泵间防爆轴流风机0.380.16440.640.644分体空调0.382.2224.44.45调配系统防爆电动蝶阀0.380.75332.252.256调配系统防爆电动放散阀0.380.75553.753.757调配系统离心式多级循环泵0.38303290608余热锅炉房给水泵0.387239、.521157.59余热锅炉房凝结水回水泵0.383216310水泵房循环水泵0.38754230015011水泵房潜水排污泵0.381.5111.51.512水泵房多功能电子除垢仪0.220.05420.20.113水泵房方形逆流式玻璃钢冷却塔0.381522303014水泵房冷却塔热水泵0.383032906015发电机空气压缩机0.385.57738.538.516发电机防爆电动蝶阀0.380.314144.24.217照明0.385050小计691.76 471.16 0.80 0.80 376.93 282.70 471.16 10.6瓦斯发电站防雷瓦斯发电站放空管管口为第一类防雷建240、筑物，装设独立避雷针，使被保护建筑物均处于接闪器的保护范围之内；避雷针底部装设独立接地装置，接地装置冲击接地电阻不大于10 。第十一章 地面建筑11.1设计原始资料和建筑材料气象条件本区属大陆性半干旱暖温带季风气候。根据xx县气象站19731995年资料统计，年平均气温9.31左右，最高气温35，最低气温-20。年降雨量539.0977.7mm，年平均降雨量691mm，年最大蒸发量1300mm。810月份为雨季，最大日降雨量82.1mm，68月为冰雹期。无霜期191天，冰冻期为每年11月至翌年3月。最大积雪厚度240mm，基本雪压为0.20kN/m2；标准冻深为650mm。常年主导风向为西北和241、东南，年平均风速3.3m/s，最大风速25m/s，基本风压为0.35kN/m2。工程地质及地震资料根据建筑抗震设计规范（GB50011-2001）附录A我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组的划分论述，该工程所在地抗震设防烈度为6度，设计地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第二组。建筑材料与构配件工程建设所需的主要建筑材料如钢筋、木材等需由外地调入，水泥、砖瓦、沙、石等大宗建筑材料可就地生产或采购。11.2工业建筑及构筑物本工程共分3个场地，每个场地劳动定员16人，共计48人；其行政、生活、福利设施依托各自所在煤矿，因此本次地面建筑仅涉及工业建筑物及构筑物。设计原则各建242、（构）筑物应按照相关的规程、规范设计，在满足工艺要求的前提下贯彻标准化、模数化原则。为了节约占地，功能相近的建筑物尽量联合布置。工业建（构）筑物应建立统一的建筑风格，施工图设计时对立面设计外部装修作统筹安排，力求美观、协调和统一。.防火设计1. 瓦斯发电站机房，参考煤炭工业矿井设计规范（GB50215-2005）第条其生产的物品类别为甲类，建筑物耐火等级为二级。 2.水泵房，根据煤炭工业矿井设计规范（GB50215-2005）第条其生产的物品类别为戊类，建筑物耐火等级为二级。3. 变电所及控制室，根据10kV及以下变电所设计规范（GB50053-1994）第条其生产或储存的物品类别为丁类，建筑243、物耐火等级为二级。主要建（构）筑物主要建（构）筑物结构特征如下：1. 瓦斯发电站机房：平面尺寸见表12.2-1，檐口高8.7m。采用门式刚架轻型房屋钢结构，并喷刷防火涂料，独立基础，100厚岩棉彩钢夹芯板维护墙及屋面。2.水泵房：平面尺寸见表12.2-1，钢筋混凝土框架结构，现浇屋面板，非承重空心砖墙，柱下条形基础，层高8.1m，其中地下3.0 m；地上5.1 m。3.变电所及控制室：平面尺寸见表12.2-1，钢筋混凝土框架结构，现浇屋面板，非承重空心砖墙，独立基础，层高4.7m。其余建（构）筑物结构特征见表12.2-1。建筑物及构筑物的工程量经统计，本工程的地面建筑物及构筑物总面积为6892244、m2，总体积55783m3；建筑物及构筑物的主要技术特征及工程量详见表11.2-1。表11.2-1 xx矿区瓦斯发电站系统建筑物及构筑物技术工程量表序号工程名称工程量主要技术特征室内工程备注占地面积bL(m2)檐高和层数(m)建筑面积(m2)建筑体积(m3)地道或栈桥长度结构类型基础墙体楼板屋盖门窗给排水采暖通风平均高度(m)构造深度(m)一一号煤矿2号风井瓦斯发电站1瓦斯发电站机房44.527.58.7122411197门式刚架钢筋砼独立基础1.8彩钢夹芯板彩钢夹芯板塑钢有有岩棉彩夹芯板100厚瓦斯抽采设备基础6.52.5厚1.5钢筋砼独立基础1.210座,每座24.4 m3细水雾泵房6.5245、12.54.581366钢筋砼框架独立基础1.8非承重空心砖钢筋砼现浇塑钢有有含50m3的地下钢筋砼水池余热锅炉房6.59.54.562278钢筋砼框架独立基础1.8非承重空心砖钢筋砼现浇塑钢有有2水泵房6.518.5地上5.1地下3.0120974钢筋砼框架钢筋砼柱下条形基础3.6非承重空心砖钢筋砼现浇塑钢有有半地下室水池（兼做冷却塔基础）12.518.5地上0.6地下3.4V=864 m3钢筋砼箱体钢筋砼底板厚2503.65壁厚250有敞口,中部有隔墙一分为三3配电室及控制室8.525.59.4/23491638钢筋砼框架独立基础1.8非承重空心砖钢筋砼现浇塑钢有二一号煤矿3号风井瓦斯发电246、站1瓦斯发电站机房74.527.58.7204918746门式刚架独立基础1.8彩钢夹芯板彩钢夹芯板塑钢有有岩棉彩夹芯板100厚瓦斯抽采设备基础6.52.5厚1.5钢筋砼独立基础1.216座,每座24.4 m3细水雾泵房6.512.54.581366钢筋砼框架独立基础1.8非承重空心砖钢筋砼现浇塑钢有有含50m3的地下钢筋砼水池余热锅炉房6.59.54.562278钢筋砼框架独立基础1.8非承重空心砖钢筋砼现浇塑钢有有2水泵房6.520.5地上5.1地下3.01331079钢筋砼框架钢筋砼柱下条形基础3.6非承重空心砖钢筋砼现浇塑钢有有半地下室水池（兼做冷却塔基础）18.520.5地上0.6地247、下3.4V=1440 m3钢筋砼箱体钢筋砼底板厚2503.65壁厚250有敞口,中部有隔墙一分为三3配电室及控制室8.529.59.4/23831798钢筋砼框架独立基础1.8非承重空心砖钢筋砼现浇塑钢有三二号煤矿1号风井瓦斯发电站1瓦斯发电站机房62.527.58.7171915727门式刚架钢筋砼独立基础1.8彩钢夹芯板彩钢夹芯板塑钢有有岩棉彩夹芯板100厚瓦斯抽采设备基础6.52.5厚1.5钢筋砼独立基础1.214座,每座24.4 m3细水雾泵房6.512.54.581366钢筋砼框架独立基础1.8非承重空心砖钢筋砼现浇塑钢有有含50m3的地下钢筋砼水池余热锅炉房6.59.54.5622248、78钢筋砼框架独立基础1.8非承重空心砖钢筋砼现浇塑钢有有2水泵房6.518.5地上5.1地下3.0120974钢筋砼框架钢筋砼柱下条形基础3.6非承重空心砖钢筋砼现浇塑钢有有半地下室水池（兼做冷却塔基础）12.518.5地上0.6地下3.4V=864 m3钢筋砼箱体钢筋砼底板厚2503.65壁厚250有敞口,中部有隔墙一分为三3配电室及控制室8.527.59.4/23661718钢筋砼框架独立基础1.8非承重空心砖钢筋砼现浇塑钢有合计689255783第十二章 场地布置与防洪排涝12.1 概况、位置与交通xx矿区一号煤矿是xx矿业集团的骨干矿井，地处陕西省黄陇侏罗纪煤田xx矿区东北部，一号煤249、矿位于陕西省xx县西北，距县城约40km，矿部位于xx县xx镇北1.5km处，行政区划隶属xx县xx镇、双龙乡、隆坊镇、仓村乡及富县寺仙乡、张村驿乡管辖。xx二号煤矿井田位于xx一号煤矿井田西侧，紧邻xx一号井田。xx二号煤矿东距县城约55km，行政区划属双龙镇管辖。xx一号煤矿2号风井场地、3号风井场地及xx二号煤矿1号风井场地均有建成公路与xx一号煤矿、二号煤矿工业场地连接，交通便利。、自然地理1地形地貌xx一号煤矿2号风井场地、3号风井场地、二号煤矿1号风井场地地处陕北黄土高原南部，属黄土高原中等切割区，侵蚀构造地形。地势西高东低，具典型的黄土高原地貌特征。东北部以黄土塬地形为主，沟谷纵250、横，塬面支离破碎，切割深度100200m，沟底标高9201000m，塬面标高一般为1200m，最高1463.80m。西南部山峦起伏，沟壑纵横，地形复杂。区内植被茂密。属中低山森林区。2水系井田内水系属洛河水系，常年流水的有沮水河，郑家河，其余均为间歇性流水，沮水河为区内最大水系，流经井田西南缘，在xx县东注入洛河，全长100km，平均流量2.07m3/秒。郑家河由北西向东南流经一号煤矿井田中部，全长27km，注入洛河，流量0.1920.298m3/s。由于受大陆性季风气候影响，流量随季节变化较大。矿区北部沟谷间多树枝状间歇性水系，一号井田内较大的沟流为李章河和双龙沟流，自北、东北向南流入沮水河251、。井田东部有郑家河水库，水库容量200万m3。3气象本区属大陆性半干旱暖温带季风气候。年平均气温9.31左右，最高气温35，最低气温-20。年降雨量539.0977.7mm，年平均降雨量691mm，最大积雪厚度240mm，冻土层厚度为650mm。常年主导风向为西北和东南，年平均风速3.3m/s,最大风速25m/s。4地震根据中国地震动参数区划图（GB18306-2001），本区抗震设防烈度为6度，地震加速度值为0.05g。12.2 场址选择 场址选择的原则1.贯彻关于煤矿地面总体布置改革的若干规定，全面规划，合理安排，尽量集中设置，减少重复建设。2.严格按照煤炭安全规程、矿井抽放瓦斯工程设计规252、范、瓦斯发电相关规范、安全规划设计。3.瓦斯综合利用依托瓦斯抽采，工艺上与瓦斯抽采场地及风井场地联系密切，场地选择时应靠近风井场地及瓦斯抽采场地布置。 场址选择1、xx一号煤矿2号风井瓦斯综合利用场地场址选择xx一号煤矿2号风井场地建有相配套的瓦斯抽采泵房及相关设施。瓦斯抽采场地紧邻风井场地西北侧围墙布置。有风井进场道路与外界联系。故瓦斯综合利用场地就选在风井场地附近。经过对xx一号煤矿2号风井场地及附近现场实地勘测，在风井场地附近共选择三处场地作为本次设计的场地方案。场地一：位于xx一号煤矿2号风井场地正北的土塬上，距风井场地约150m。此处场地位于土塬的西南侧半山腰处，场地西南侧为风井场地253、进场道路，西南侧塬底是风井场地及瓦斯抽采场地，高差约35m。东北侧为塬顶方向。场地自然地形东北高，西南低，地势较陡。场地内为土塬原始植被。此场地优点：1、场地地势较陡，排水条件较好2、距风井场地及瓦斯抽采场地较近。3、有风井进场道路从本场地西南侧经过，连接风井场地，交通便利。4、水电等管路连接可延坡修建管廊至瓦斯抽采场地，管路较短，比较顺直。且不受影响。管理及检修人员可延管廊检修通道出入本场地及风井场地。缺点：1、管路需跨风井进场道路。2、需延塬坡修建管廊，施工有一定难度3、需购地。场地二：位于xx一号煤矿2号风井场地南围墙南侧，紧邻2号风井场地。此处场地在风井购地范围内，地势较平坦，风井通往254、瓦斯抽采场地的道路从场地西侧通过。距瓦斯抽采泵房约170m，与风井35kv变电所相邻。优点：1、场地地势较平坦，土方工程小。2、场地绝大部分利用风井场地购地范围内的闲置用地，购地非常少。3、距风井场地一墙之隔，水电管路连接方便，交通方便。4、与风井场地相邻，管理方便。缺点：此场地无论从地形条件，地理位置，交通管路连接及管理上都优于其他二个场地，但是此场地的最大缺点是场地的可利用性。原因：1、瓦斯发电机房属于甲类厂房，防火要求高，在场地北侧约28m处有高压线经过，防火规范规定：高压线距厂房的水平距离达到1.5倍的塔高。需现场测量此间距能否满足要求。2、风井场地南侧围墙有一排一层砖房，现为宿舍，能255、否搬迁至距发电厂房25m处，以满足防火要求。场地三：与场地一在同一个塬上，此场地在塬的东北侧半上坡上。距xx一号煤矿2号风井场地大门东北侧约100m处，矸石山正北侧。此场地地势平坦，东南侧为塬底方向，距塬底高差约50m。西南侧为塬顶方向。场地现状为玉米地。场地的西南侧有风井进场道路经过。本场地虽距风井场地较近，但是据瓦斯抽泵房约450m，距离较远，管路较长。优点：1、地势平坦，土方量小2、交通便利，有进场道路从东侧经过。缺点：1、此处有一农户进行耕种，需购地。2、距风井井口及瓦斯抽采场地较远，水电瓦斯等管路需延进场道路敷设，管路长且管理不便。综上所述，对三个场地进行综合比较，场地一从距离、地形256、条件、交通、实现的可能性等方面均优于其他场地。故本次场址选择场地一作为瓦斯综合利用设计。场地位置关系见图12.2-12、xx一号煤矿3号风井瓦斯综合利用场地场址选择xx一号煤矿3号风井场地设计有相配套的瓦斯抽采泵房及相关设施。瓦斯抽采场地紧邻风井场地西北侧围墙布置。有风井进场道路与外界联系。故瓦斯综合利用场地就选在风井场地附近。经过对xx一号煤矿3号风井场地及附近现场实地勘测，在风井场地附近共选择两处场地作为本次设计的场地方案。场地一：位于xx一号煤矿3号风井瓦斯抽采场地西北侧约200m处。本场地已经处于林区的围墙范围内。位于两个自然冲沟之间的平坦地带，地势北面靠塬，东、西两侧是自然冲沟，南侧257、是石窑子沟，沟底标高是1067m左右。本场地标高1070-1082之间。场地现状为林地。本场地西南侧延石窑子沟仅有一条约2m的土路，此路为林区的消防通道，无其他道路通过。平时只有林区的工作人员经过，除此没有其他人流车流经过。优点：1、地势较平坦，利于总平面布置紧凑，占地面积小，土方量小。一面靠塬，三面临沟，排水便利。2、整个场地相对独立，便于管理。3、此处场地无其他人流车流经过此处，免受外界干扰。4、距瓦斯抽采场地近，管路连接方便。缺点：1、现有道路不能满足运输要求，需改建。2、需购地场地二：位于xx一号煤矿3号风井瓦斯抽采场地西北侧约50m至300m处，本场地有一半场地处于林区的围墙内。本场258、地有一部分与场地一重合，另一部分为场地一与瓦斯抽采场地之间的较平坦地带。与瓦斯抽采场地仅隔一个自然冲沟。整个场地北部靠塬，地势较高，东、西、南及中间低。西、南两侧各有一自然冲沟，中部有一自然冲沟，需修建排水明渠或暗涵进行场地排水。南侧为石窑子沟。本场地自然标高为1967-1090m。本场地西南侧延石窑子沟仅有一条约2m的土路，此路为林区的消防通道，无其他道路通过。平时只有林区的工作人员经过，除此没有其他人流车流经过。优点：1、距瓦斯抽采场地近，仅一沟之隔。2、管路连接短。缺点：1、场地横跨一个自然冲沟，场地狭长，总平面布置受限制呈“一”字型，占地面积大。2、场地地势较陡，土方量较大。且场内需修259、建排水明渠或暗涵进行场地排水2、现有道路不能满足运输要求，需改建。3、需购地综上所述，对二个场地进行综合比较，场地一虽然距离瓦斯抽采场地及风井场地较远，但是从地形条件、排水、利于总平面布置等方面优于场地二。故本次场址选择场地一作为瓦斯综合利用设计。场地位置关系见图12.2-23、xx二号煤矿1号风井瓦斯综合利用场地场址选择xx二号煤矿3号风井场地已建成相配套的瓦斯抽采泵房及相关设施。瓦斯抽采场地与风井场地位于“Y”子型沟的中间向西、向北延伸布置。有风井进场道路与外界联系。故瓦斯综合利用场地就选在风井场地附近。经过对xx二号煤矿1号风井场地及附近现场实地勘测，在风井场地附近共选择两处场地作为本次260、设计的场地方案。场地一：位于xx二号煤矿1号风井场地东侧，紧邻二号煤矿1号风井场地。本场地位于“Y”字型沟中间向东南延伸，西侧为风井场地，北侧一路之隔就是xx二号煤矿1号风井瓦斯抽采场地，相距约18m。本场地与风井场地及瓦斯抽采场地呈“Y”字型相对位置。有风井进场道路从场地东北侧通过，并连接三个场地。本场地西南侧为陡峭的山体，东北侧为山沟。自然标高1050-1060m。地势平坦、窄长。优点：1、与风井场地相邻、且距瓦斯抽采场地一路之隔，利于管理且管路连接短，方便。2、场地地势较平坦，土方量小。3、有进场道路从北侧经过，交通便利缺点：1需购地。2、受自然地形限制场区狭长。场地二：位于xx二号煤矿261、1号风井瓦斯抽采场地的北侧山沟里，紧邻瓦斯抽采场地。本场地位于南北方向的沟的北部沟头部分，场地狭长，沟底平坦部分宽约18m。自然地形陡峭。场地东、西两侧是陡峭的山体，南北高差也近10m。沟底窄，排水有一定的难度。场地内无道路经过。优点：1、与瓦斯抽采场地相邻，无外来人员车辆经过，便于管理。2、与瓦斯抽采场地相邻，便于管路连接缺点：1、此处地势陡峭，南北东西各方向高差均大，土方工程及边坡支护工程难度大。场地太过于狭窄，总平面布置受限制。2、需购地。综上所述，对二个场地进行综合比较，场地一从地形条件、排水、交通等方面优于场地二。故本次场址选择场地一作为瓦斯综合利用设计。场地位置关系见图12.2-3262、。12.3 场地平面布置12.3.1总平面布置原则1. 贯彻关于煤矿地面总体布置改革的若干规定，全面规划，合理安排，尽量集中设置，减少重复建设。2. 严格按照煤炭安全规程、矿井抽放瓦斯工程设计规范及瓦斯发电设计的相关规范安全规划设计。3. 根据场地的自然地形和已建成的矿井工业场地及瓦斯抽采泵站场地地形情况，合理确定瓦斯综合利用场地内各建、构筑物标高，以减少土石方工程量。4. 注意场地内的环境保护与美化、绿化，为职工创造一个良好的工作环境。 12.3.2平面布置1、xx一号煤矿2号风井瓦斯综合利用场平面布置根据xx一号煤矿2号风井场地、xx一号煤矿2号风井瓦斯抽采泵站场地的位置结合自然地形，设计263、确定xx一号煤矿2号风井瓦斯综合利用场地位于xx一号煤矿2号风井场地北侧约150m处的山上。该场地处于xx一号煤矿2号风井进场道路的北侧，自然地形东北部高，西南部低。xx一号煤矿2号风井进场道路从该场地西南部经过。该处地势较缓，土方工程量小且利于排水。场地总平面布置根据此处场地地形及其工艺流程和生产关系结合场地地势、外部场地关系、各建筑物的功能、性质以及道路综合规划。为了节约土石方工程量，充分结合原有地形自然条件，因坡就势，整个场地分为两个台阶，较高的台阶设置瓦斯发电机房、瓦斯发电机房变配电及控制室。较低的台阶设置瓦斯发电机房水泵房、冷水池、热水池、消防水池、冷却塔及值班室。整个场地内分为两个264、台阶。较高的台阶位于场地的东北部，并在场地的西北角有一个出入口与场外道路连接。设备安装及检修车辆可由此出入口进入场地。瓦斯发电机房位于该台阶的北部、瓦斯发电机房变配电及控制室位于该台阶的南部，距瓦斯发电机房约23m。较低的台阶位于场地的西南角，并在西南角设置一出入口与场外道路连接。设备安装及检修车辆可由此出入口进入场地。设置瓦斯发电机房冷水池、冷却塔、热水池、消防水池、水泵房及门卫室。瓦斯发电机房水泵房距瓦斯发电机房约29m。此处距风井场地较近，便于水电等管路连接。两个台阶在瓦斯发电机房变配电及控制室西侧有台阶相连，便于管理人员通行。管路连接：瓦斯综合利用场地有水、电、暖、瓦斯管等各种管路与位265、于本场地南侧150m处山下的瓦斯抽采场地及风井场地连接。结合本场地与瓦斯抽采场地及风井场地的位置关系，在本场地西南部的山坡上设置一个综合管廊连接瓦斯综合利用场地及瓦斯抽采场地。各种管路均延综合管廊布置，并在管廊内设置人行台阶，便于管理及检修人员出入两个场地。管廊封闭，保护管路不受外界干扰。场地占地面积及技术经济指标见表12.3-1。表12.3-1 场地占地面积及技术经济指标表序号项目名称单位数量备注1场地占地面积m211440.00 包括瓦斯管廊650m2 2围墙内占地面积m27600.003建（构）筑物占地面积m22210.004建筑系数 %29.085道路及硬化场地占地面积m22125.0266、06道路及硬化场地系数%27.967管道占地面积m21056.408管道系数%13.909绿化面积m21520.0010绿化系数%20.00 注：表中数据除特别注明，其余均为围墙内面积。瓦斯抽采泵站场地平面布置见图12.3-1所示。2、xx一号煤矿3号风井瓦斯综合利用场地平面布置根据xx一号煤矿3号风井场地、xx一号煤矿3号风井瓦斯抽采泵站场地的位置结合自然地形，设计确定xx一号煤矿3号风井瓦斯综合利用场地位于xx一号煤矿3号风井瓦斯抽采泵站场地北侧约200m处。该场地自然地形北部高，南部低，西南部为石窑子沟，东部是一自然冲沟。地势较缓，土方工程量小。整个场地一面靠土塬，三面临沟，非常利于排水267、。场地总平面布置根据此处场地地形及其工艺流程和生产关系结合场地地势、外部场地关系、各建筑物的功能、性质以及道路综合规划。为了节约土石方工程量，便于施工，整个场地因坡就势设计成两个台阶。较高的台阶设置瓦斯发电机房。较低的台阶设置瓦斯发电机房变配电及控制室、瓦斯发电机房水泵房、冷水池、热水池、消防水池、冷却塔及值班室。整个场地分为两个台阶，较高的台阶位于场地的北部，设置瓦斯发电机房，较低的台阶位于场地的南部，设置瓦斯发电机房变配电及控制室、瓦斯发电机房水泵房、冷水池、热水池、消防水池、冷却塔及值班室。瓦斯发电机房变配电及控制室距瓦斯发电机房约29m，水泵房距发电机房约33m。整个场地设置一个出入口268、，位于场地的南侧围墙中部。两个台阶高差4m，有道路相连接。瓦斯综合利用场地有水、电、暖、瓦斯管等各种管路与位于本场地东南侧200m处的瓦斯抽采场地连接。各种管路可延瓦斯综合利用场地进场道路敷设。场地占地面积及技术经济指标见表12.3-2。表12.3-2 场地占地面积及技术经济指标表序号项目名称单位数量备注1场地占地面积m216500.00 包括场外道路1800m2及瓦斯管廊1700m2 2围墙内占地面积m28300.003建（构）筑物占地面积m23100.004建筑系数 %37.355道路及硬化场地占地面积m22392.006道路及硬化场地系数%28.867管道占地面积m21228.408管道269、系数%14.809绿化面积m21660.0010绿化系数%20.00 注：表中数据除特别注明，其余均为围墙内面积。瓦斯抽采泵站场地平面布置见图12.3-2所示。3、xx二号煤矿1号风井瓦斯综合利用场平面布置根据xx二号煤矿1号风井场地、xx二号煤矿1号风井瓦斯抽采泵站场地的位置结合自然地形，设计确定xx二号煤矿1号风井瓦斯综合利用场地位于xx二号煤矿1号风井场地东侧，紧邻二号煤矿1号风井场地。本场地北侧一路之隔就是xx二号煤矿1号风井瓦斯抽采场地，相距约18m。本场地与风井场地及瓦斯抽采场地呈“Y”字型相对位置。该场地处于xx二号煤矿1号风井进场道路的南侧。xx二号煤矿1号风井进场道路从该场地270、北部经过。该场地自然地形西南部高，东北部低。该处地势较缓，土方工程量小且利于排水。场地总平面布置根据此处场地地形及其工艺流程和生产关系结合场地地势、外部场地关系、各建筑物的功能、性质以及道路综合规划。整个场地设置瓦斯发电机房、瓦斯发电机房变配电及控制室、瓦斯发电机房水泵房、冷水池、热水池、冷却塔及值班室。结合场地狭长的特点，瓦斯发电机房变配电及控制室、水泵房、冷水池、冷却塔、热水池、瓦斯发电机房由西北向东南“一”字排开。场地设置出入口一个，位于场地东北角，连接场地与风井进场道路。瓦斯发电机房变配电及控制室、水泵房、冷水池、冷却塔、热水池设置在场地的东北角，紧邻风井场地，水电管路连接便直，短捷。271、瓦斯发电机房占地面积较大，布置在场地西南部较为宽敞的位置。瓦斯发电机房距瓦斯发电机房变配电及控制室约46m，距水泵房约27m，距冷水池、冷却塔、热水池约13m。场地占地面积及技术经济指标见表12.3-3。表12.3-3 场地占地面积及技术经济指标表序号项目名称单位数量备注1场地占地面积m29800.00 2围墙内占地面积m26650.003建（构）筑物占地面积m22600.004建筑系数 %39.105道路及硬化场地占地面积m22325.006道路及硬化场地系数%34.967管道占地面积m2924.358管道系数%13.909绿化面积m21500.0010绿化系数%22.00 注：表中数据除特272、别注明，其余均为围墙内面积。瓦斯抽采泵站场地平面布置图12.3-3所示。12.4 竖向布置及场地排水12.4.1竖向布置1. 竖向布置原则场地竖向布置是结合地形、地质条件，根据生产、运输、排水、管线敷设及土方工程等要求，与场地功能区域划分同时考虑的。 竖向布置应保证瓦斯综合利用场地不受洪水或内涝威胁。 在满足生产、运输的情况下，结合自然地形条件，合理地确定竖向布置形式。 减少填挖方量，尽量达到填挖方平衡。1、xx一号煤矿2号风井瓦斯综合利用场竖向布置形式设计的瓦斯抽采泵站场地位于xx一号煤矿2号风井场地北侧山上的半山腰处。自然地形东北高，西南低，地势较缓，西南侧的土塬下是xx一号煤矿2号风井瓦273、斯抽采场地。场地自然标高为1136.00m-1113.70m，场地竖向布置采用台阶式和连续式相结合的场平方式，场地内设置两个台阶，较高台阶标高为1124.00m左右，较低台阶标高为1118.00m左右，两台阶高差约6.00m，场内设置挡土墙，并有行人台阶联系。横向坡度为1.0%，纵向坡度为1.0，设计标高为1122.30-1116.50m，两个台阶设计高差为6m。最大挖方高度14.00m，最大填方高度3.00m。场地平整土石方工程量，挖方量：1.50万m，填方量：1.20万m。2、xx一号煤矿3号风井瓦斯综合利用场竖向布置形式瓦斯抽采泵站场地自然地形北高，南低，地势较缓，西南侧及东侧是沟。场地274、自然标高为1081.70m-1067.80m，场地竖向布置采用台阶式和连续式相结合的场平方式，场地内设置两个台阶，较高的台阶标高为1076.00m左右，较低台阶标高为1072.00m左右，两台阶高差约4m，场内设置挡土墙，并有行人台阶和道路联系。横向坡度为1.0%，纵向坡度为1.0，设计标高为1076.30-1072.00m。最大挖方高度6.00m，最大填方高度4.20m。场地平整土石方工程量，挖方量：1.30万m，填方量：1.70万m。3、xx二号煤矿1号风井瓦斯综合利用场竖向布置形式设计的瓦斯综合利用场地位于xx二号煤矿1号风井场地东侧，紧邻xx二号煤矿1号风井场地。本场地北侧一路之隔就是275、xx二号煤矿1号风井瓦斯抽采场地，相距约18m。自然地形西南高，东北低，地势较缓。场地自然标高为1084.00m-1053.50m，场地竖向布置采用连续式场平方式，横向坡度为1.0%，纵向坡度为1.0，设计标高为1056.20-1053.70m。最大挖方高度30.00m，最大填方高度4.00m。场地平整土石方工程量，挖方量：1.40万m，填方量：0.90万m。虽然本场地最大挖方高度30.00m，但是仅为瓦斯发电机房南侧一角，场地绝大部分地势平坦。由于本场地较窄，瓦斯发电机房较宽，在下一步设计中可对瓦斯发电机房内部做适当调整，将双排布置设备改成单排布置设备，这样瓦斯发电机房宽度减小，就可避免占用276、到东南侧陡峭的山脚，避免大挖。12.4 场地排水1、xx一号煤矿2号风井瓦斯综合利用场地排水瓦斯综合利用场区内的雨水用排水明沟收集后排至场外西南侧的山坡下。在瓦斯综合利用场地东北侧围墙外及东北侧挡墙外分别设置截水沟，水流至截水沟后排到场地西南侧的山坡下。2、xx一号煤矿3号风井瓦斯综合利用场地排水瓦斯综合利用场区内的雨水用排水明沟收集后排至场外西南侧的石窑子沟中。在瓦斯综合利用场地北侧围墙外及北侧挡墙外分别设置截水沟，水流至截水沟后排到场地西南侧及东侧的沟内。3、xx二号煤矿1号风井瓦斯综合利用场地排水瓦斯综合利用场区内的雨水用排水明沟收集后排至场外西南侧的山坡下。在瓦斯综合利用场地西南侧围墙277、外及西南侧挡墙外分别设置截水沟，水流至截水沟后排到场地东北侧的进场道路排水沟中。12.5场内运输及道路1、xx一号煤矿2号风井瓦斯综合利用场地场内运输及道路瓦斯综合利用场内道路宽度为4.5m，路面结构型式为单坡式城市型混凝土路面。道路最大纵坡坡度为13.4%。道路最小转弯半径为6m。路面采用水泥混凝土面层，道路结构层为：25cm厚C30现浇混凝土面层，22cm厚水泥石灰稳定土基层，20cm厚天然砂砾垫层。2、xx一号煤矿3号风井瓦斯综合利用场地场内运输及道路瓦斯综合利用场内道路宽度为4.5m，路面结构型式为单坡式城市型混凝土路面。道路最大纵坡坡度为5.4%。道路最小转弯半径为6m。路面采用水泥278、混凝土面层，道路结构层为：25cm厚C30现浇混凝土面层，22cm厚水泥石灰稳定土基层，20cm厚天然砂砾垫层。3、xx二号煤矿1号风井瓦斯综合利用场地场内运输及道路瓦斯综合利用场内道路宽度为4.5m，路面结构型式为单坡式城市型混凝土路面。道路最大纵坡坡度为5.0%。道路最小转弯半径为6m。路面采用水泥混凝土面层，道路结构层为：25cm厚C30现浇混凝土面层，22cm厚水泥石灰稳定土基层，20cm厚天然砂砾垫层。12.6场外道路xx一号煤矿2号风井和xx二号煤矿1号风井瓦斯综合利用场地均有现有道路通过，不用新建进场道路。xx一号煤矿3号风井瓦斯综合利用场地位于瓦斯抽采场地的西北侧约200m处。279、此处只有一条林区的消防道路，道路现状为土路基，宽约2m。此路不能满足瓦斯综合利用场地的交通要求，故必须对此路进行改扩建。改扩建后的瓦斯综合利用场地进场道路兼做林区消防通道。在瓦斯抽采场地设计时，对于林区的消防通道进行了改扩建设计，但是改建的起点为风井进场道路，终点为瓦斯抽采场地的最北端，距本场地还有约200m。故此次改扩建道路的起点为瓦斯抽采场地的最北端，终点至瓦斯综合利用场地的最北端，总长420m。路面宽度与结构与前段路面改建后的结构相同。12.7场区绿化场地内的绿化除了考虑防尘、防噪音外。对于美化生产环境，改善区域小气候至关重要。因此场地绿化采用点、线、面相结合的方式。根据当地的自然条件，280、宜种植抗污染树种与常绿树木。在道路两侧以种植树荫浓密行道树为主。另外，场地瓦斯发电机房及瓦斯发电机房变配电及控制室之间采用高大的乔木与低矮的灌木相结合，组成浓密的绿化墙，以减少粉尘的污染，降低噪声影响。为生产和生活创造一个良好的环境。xx一号煤矿2号风井瓦斯综合利用场地内绿化系数控制在15.00%以上。绿化面积为1520.00mm，绿化系数为20.00%。xx一号煤矿3号风井瓦斯综合利用场地内绿化系数控制在15.00%以上。绿化面积为1660.00mm，绿化系数为20.00%。xx二号煤矿1号风井瓦斯综合利用场地内绿化系数控制在15.00%以上。绿化面积为1500.00mm，绿化系数为22.0281、0%。12.8管线综合布置1管线综合布置的原则1、管线综合布置应与总平面及竖向布置相协调。2、全面考虑管线的性质、用途及敷设方式，组织路径，使管路短捷，减少占地宽度、减少干沟、干管交叉。3、满足各管线专业及总图专业的技术要求。12.8.2 管线综合布置本次设计管线综合布置，与总平面、竖向设计和绿化布置统一进行，力争使管线之间、管线与建筑物和构筑物之间在平面及竖向上相互协调、紧凑合理。管线干管布置在用户较多一侧，在满足生产、安全、检修的条件下，节约用地。将埋深相近的管线相邻布置，减少敷设时开挖沟槽土方工程量。根据相关专业的要求，管线多为埋地敷设或设沟敷设。所有管线都与道路和建筑红线平行，布置交叉282、时与道路尽量正交埋设，所有直埋管线均符合平面最小间距和专业埋深要求。12.9 防洪排涝1、xx一号煤矿2号风井瓦斯综合利用场地防洪排涝瓦斯综合利用场地设计标高为1122.30-1116.50m，位于xx一号煤矿2号风井场地北侧山上约150m处的半山腰上。西南侧的土塬下是xx一号煤矿2号风井场地和瓦斯抽采场地。风井场地标高为1088.20m，本场地地坪标高比风井场地标高高28.30m，且整个场地东北高，西南低，非常有利于场地排水，故本场地不受洪水威胁。场区内的雨水用排水明沟收集后排至场外。在瓦斯综合利用场地东北侧围墙外及东北侧挡墙外分别设置截水沟，水流至截水沟后排到场地西南侧山下。2、xx一号煤283、矿3号风井瓦斯综合利用场地防洪排涝瓦斯综合利用场地设计标高为1076.30-1072.00m，位于xx一号煤矿3号风井场地西北侧约200m处。场地西南侧有石窑子沟，沟底标高为1067.00，比本场地最低处低5m，场地东侧有一冲沟，沟底标高为1067.80m，比本场地最低处标高低4.2m。整个场地一面靠塬，三面临沟，非常有利于场地排水，故本场地不受洪水威胁。瓦斯综合利用场地场区内的雨水用排水明沟收集后排至场外。在瓦斯综合利用场地北侧围墙外及北侧挡墙外分别设置截水沟，水流至截水沟后排到场地西南侧及东侧的沟内。3、xx二号煤矿1号风井瓦斯综合利用场地防洪排涝瓦斯综合利用场地设计标高为1056.20-284、1053.70m，位于xx二号煤矿1号风井场地东侧，紧邻xx二号煤矿1号风井场地。xx二号煤矿1号风井场地标高为1056.50m。与本场地一路之隔的位于本场地北侧约18m处的xx二号煤矿1号风井瓦斯抽采场地的标高为1054.50m。均与本场地标高相差无几。本场地西南侧为陡峭的山体，东北侧为xx二号煤矿1号风井进场道路，已有排水沟延进场道路布置。故本场地不受洪水威胁。瓦斯综合利用场地场区内的雨水用排水明沟收集后排至场外。在瓦斯综合利用场地西南侧围墙外及西南侧挡墙外分别设置截水沟，水流至截水沟后排到场地东北侧的排水沟里。第十三章 节能与节水节能、节水是国民经济发展的必然需要，也是当前国民经济活动中285、的一个薄弱环节。在发展国民经济的同时注意节能，是我国经济工作的一条十分重要的原则。煤矿既是我国能源的主要生产单位，同时也是耗能大户。无论是从整个国民经济发展的需要，还是从提高煤炭企业自身经济效益的要求来看，都必须十分重视节能。根据国务院节约能源管理暂行条例和原煤炭工业部煤炭工业设计节能技术暂行规定、原能源部煤矿节约能源若干规定（试行）和国家发展改革委、国家环保总局关于印发煤炭工业节能减排工作意见的通知等文件的要求，在设计中采取了一系列节能、节水措施。13.1 节能13.1.1 发电系统节能设计从以下几方面入手，提高发电系统的效率，降低发电电耗：1. 瓦所选设备均为国际、国内技术先进的设备，效率286、较高，提高了设备的性能，节能效果显著；2. 合理选择发电设备，实现经济运行。3. 考虑采用热电冷三联产就是瓦斯电厂在发电、供热的同时,还对用户供冷，其制冷方式多采用溴化锂- 水吸收式。这种联合能量生产方式不仅能缓解高峰负荷时的用电紧张局面,还可节约能源13.1.2 给排水系统节能为了节约能耗，瓦斯抽采泵站场地给水系统，利用现有给水管网降低能耗。室外消防给水系统为临时高压制，当有火灾发生时，开启消防水泵，以满足室外消防的水压、水量要求。瓦斯发电循环水冷却采用自然冷却与机械冷却相结合的方式，当自然冷却能够满足水环真空泵的水温要求时，直接采用自然冷却方式；当气温较高，自然冷却不能满足水环真空泵的水温287、要求时，采用自然冷却与机械冷却相结合的方式对循环水进行冷却。两种冷却方式相结合的冷却水系统大大降低电耗。采用内壁光滑的管道，选用合理的经济流速，减少管道的水头损失。选用低阻力阀门和倒流防止器等，以减少管道局部水头损失，相应可减少水泵供水压力，降低供水能耗。选用高效率低能耗的水泵产品，同时工况点应在水泵性能曲线的高效区。水池进水管上均设有水位控阀与水位报警等装置，以防跑、冒、滴、漏现象的发生。建筑内卫生器具采用节水型产品等，从而达到节水的目的。13.1.3 供热系统节能供热系统消耗的能源形式有电能与热能。一、电能主要消耗在诸如风机、水泵，空调器等机电设备上，节约电能，最根本的是要减少这类设备的无288、益损失，为此，采取了如下技术措施1.在确定设备方案时，要充分分析，做到准确选型。要采用节能型的设备；选设备时所取的富裕系数要合理，使设备能力与实际需要最接近；对在使用中要经常进行运行调节的设备，要采用变频型。2.充分利用发电余热，免去了锅炉房鼓、引风机的电力消耗。3.在余热回收换热站等有多个设备配合运行的场合，引入微机系统组成网络，使运行过程控制自动化，确保各设备按设定的技术参数运行，实现人工操作达不到的工艺参数水平，从而提高设备运行效率，达到节约能源的目的。二、热能主要用于供热及供暖过程，尽管本工程供暖用热量很少，但还是采取了如下节能措施：1.在热源设置上，考虑回收瓦斯发电尾气余热，用作本工289、程供热热源，避免了建造燃煤锅炉房以及不可再生能源煤的消耗，同时避免了大气污染物的排放，保护了环境。2.余热量远大于瓦斯发电场地供热用热量，多余的热量供给瓦斯抽采场地使用，直接节省了该场地锅炉房对煤电的消耗。同时减少了锅炉尾气的排放，保护了环境。3.加强管道与设备的保温，减少供热系统热损失，间接节约用煤。并注重选择合适的管道敷设方式，为以后能进行有效的管理与维修创造条件。本工程供热管网采用直埋、架空综合敷设方式，管道均采用预制氰聚塑保温管，保温厚度按民用建筑节能设计标准（JGJ2695）中有关规定设计。4对于设备连续运行，发热量大的建筑如瓦斯发电车间，科学设置冬季通风方法，充分运用设备余热维持车290、间温度，节省供暖耗能。13.1.4 供配电系统节能供配电系统主要采取以下节能措施：1.合理设置发电站配电室位置，使其尽量近于发电站相应的场地负荷，优化矿井供电网络，达到电网经济运行。2.为有效改善供电质量，减少电压等级，发电机端口电压选择与相应场地供电等级的电压相同，一号矿二号场地为6.3kV，一号矿三号场地和二号矿一号场地为10Kv,低压均采用0.38kV供电，能有效降低线网损耗。3.采用节能型低损耗变压器，为降低变压器有载损耗，变压器负荷率一般均在75%左右，使其运行在经济状态。4.实施绿色照明工程，采用高光效、长寿命、显色性能好的照明光源和灯具，如高效节能荧光灯、金属卤化灯、电子镇流器、291、混光灯具。室外照明采用分区集中光电控制。13.1.5 地面建筑节能由xx矿区所在地区处于寒冷地区，应满足冬季保温，兼顾夏季防热要求。对拟建工程采取以下节能措施：1. 外墙保温对于钢结构的建筑物，外墙材料选用100厚岩棉彩钢夹芯板；对于钢筋混凝土框架结构建筑物，外墙材料选用240厚非承重空心砖，外部做50厚挤塑聚苯保温板；对于砌体结构的建筑物，外墙采用370厚承重空心砖墙时，外部做30厚挤塑聚苯保温板。2. 屋面保温由于屋顶直接受到太阳的直射，其保温隔热对建筑具有至关重要的影响，因此对于钢结构的建筑物，屋面材料选用100厚岩棉彩钢夹芯板；其余建筑物屋面的保温全部采用70厚挤塑聚苯保温板作为保温材292、料。3. 门窗节能措施外门窗在建筑的节能中至关重要，窗墙比应控制在0.7以内，门窗尽量选用塑钢门窗，中空玻璃。4. 根据地理位置、气候条件和地形状况以及建筑物对日照、通风的要求，尽量选择对建筑物有利的南北朝向。5. 区内建筑物尽量采用联合集中布置。在联合建筑中，尽量考虑自然采光、自然通风；对于需要散热及消除有害气体的部位，尽量利用气楼、高窗等措施改善自然通风和自然采光条件，以利节约能源。6. 尽量减少建筑物的体型系数，尽量采用联合建筑以减少外墙面、增加层数以减少屋面，以及合理加大进深等措施，以达到节能的目的。7. 建筑设计中凡涉及节能、合理利用能源、保温、防热有关的技术问题，均进行综合考虑，协调处理。采取上述措施后，使建筑物在保证相同的室内环境参数条件下，与未采取节能措施前相比，全年采暖、通风、空气调节和照明的总能耗力争减少50%。13.2 节水13.2.1 用水指标分析本矿井地处黄土高原的南部，水资源较为贫乏，合理利用水显得尤为重要。矿井用水量的确定，参照煤炭工业矿井设计规范（GB