低浓度瓦斯抽采技术规范

低浓度瓦斯（通常指瓦斯浓度在5%～30%之间）的抽采是煤矿安全与能源综合利用的重要环节。为规范低浓度瓦斯抽采技术，保障作业安全、提高利用效率，需遵循以下技术规范及操作要点：

一、核心规范依据

1. 国家标准

GB 50471-2018《煤矿瓦斯抽采工程设计规范》：明确瓦斯抽采系统设计、设备选型、安全防护等要求。

AQ 1027-2006《煤矿瓦斯抽放规范》：规定瓦斯抽采方法、参数监测及效果检验标准。

GB/T 33444-2016《煤矿低浓度瓦斯安全输送与利用技术规范》：针对低浓度瓦斯输送、利用过程中的防爆、防腐等提出具体要求。

2. 行业标准

MT/T 1156-2011《煤矿低浓度瓦斯管道输送安全保障系统设计规范》：细化管道设计、阻火装置、监测系统等细节。

AQ 1076-2009《煤矿低浓度瓦斯发电技术规范》：规范低浓度瓦斯发电设备选型、运行及安全措施。

二、低浓度瓦斯抽采技术要点

1. 抽采方法选择

· 本煤层预抽：

适用条件：煤层透气性较好（渗透率≥0.1mD）、瓦斯含量高（≥8m³/t）。

技术要点：采用顺层钻孔或穿层钻孔，钻孔间距根据煤层厚度调整（通常3～5m），抽采时间不少于6个月。

· 邻近层抽采：

适用条件：上邻近层瓦斯涌出量大（占比≥30%）。

技术要点：在采煤工作面推进前，于顶板岩石中布置走向钻孔或高位巷道，抽采上邻近层卸压瓦斯。

· 采空区抽采：

埋管抽采：在采空区密闭墙内预埋瓦斯管，连接至地面抽采系统。

高位钻孔抽采：在回风巷侧向采空区上方施工高位钻孔，利用负压抽采裂隙带瓦斯。

技术参数：抽采负压控制在5～15kPa，避免采空区漏风引发自燃。

2. 抽采系统设计

· 管道材质：

井下管道：选用无缝钢管或玻璃钢管，抗静电、阻燃性能需符合MT/T 1156要求。

地面管道：采用碳钢或不锈钢，外壁做防腐处理（如环氧煤沥青涂层）。

· 管径计算：

根据瓦斯流量（Q）和流速（v）确定管径（D），公式：

D=πv4Q

· 防爆设计：

管道法兰间需跨接铜导线（截面积≥4mm²），接地电阻≤4Ω。

关键节点（如井口、阀门）安装阻火器，阻火性能需通过GB/T 13347测试。

3. 安全监测与控制

· 参数监测：

井下抽采管路需安装瓦斯浓度传感器、流量计、压力传感器，实时监测数据并上传至安全监控系统。

浓度监测下限：≤5%CH₄时触发报警，≤2.5%CH₄时自动切断电源。

· 自动保护装置：

抽采泵站配备正压保护装置（当泵站内瓦斯浓度≥0.5%时自动停机）。

管道低洼处设置放水器，避免积水影响抽采效率。

· 应急措施：

制定瓦斯泄漏应急预案，配备便携式瓦斯检测仪、自救器等设备。

定期演练瓦斯超限撤人程序，确保人员熟悉逃生路线。

三、低浓度瓦斯利用技术规范

1. 发电利用

· 技术路线：

低浓度瓦斯经预处理（过滤、脱水、稳压）后，进入内燃机或燃气轮机发电。

典型配置：瓦斯浓度8%～25%，发电效率25%～35%。

· 安全要求：

发电设备需具备防爆设计（ExdI Mb级），进气管道安装快速切断阀（响应时间≤1s）。

尾气排放需符合GB 16297-1996《大气污染物综合排放标准》，NOx排放≤240mg/m³。

2. 民用燃气

· 技术路线：

低浓度瓦斯通过变压吸附（PSA）或低温精馏提纯至浓度≥95%后，供居民或工业使用。

提纯效率：PSA法回收率约70%，低温精馏法可达90%。

· 安全要求：

提纯装置需设置氧气浓度监测（≤0.5%），避免形成爆炸性混合物。

储气罐安装安全阀、压力表，定期校验（每6个月一次）。

3. 干燥与供热

· 技术路线：

低浓度瓦斯燃烧产生热风，用于煤泥干燥或矿井供暖。

燃烧器需配备低浓度瓦斯引射装置，确保稳定燃烧（瓦斯浓度≥5%）。

· 安全要求：

燃烧室安装火焰探测器，熄火时自动切断瓦斯供应。

排烟温度控制在150～250℃，避免高温腐蚀设备。

四、维护与管理规范

1. 日常检查

井下管路：每日检查法兰连接、支架固定情况，清理管道积尘。

地面设备：每周检查泵体振动、轴承温度（≤75℃），更换润滑油。

2. 定期维护

每季度对抽采泵进行解体清洗，检查叶轮磨损情况。

每年对管道进行内壁检测（如超声波测厚），腐蚀余量≤1mm时更换。

3. 记录与报告

建立抽采台账，记录瓦斯浓度、流量、压力等参数，数据保留≥3年。

每月编制抽采效果分析报告，评估抽采率（目标≥30%）及利用效率。

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