[发明专利]矿井乏风输送系统的工作方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种矿井乏风输送系统的工作方法。

背景技术：

瓦斯是井下采掘过程中从煤和围岩中涌出的有害气体的总称，成份很复杂，主要成份为甲烷（CH₄），其次是二氧化碳（CO₂）和氮气（N₂），另外还有少量或微量的其他气体，不同地区、不同煤层、不同深度瓦斯成份不尽相同，但是CH₄占瓦斯成份的93%以上，因此一般煤矿上常把CH₄称为瓦斯。CH₄是一种温室气体，GWP的分析显示，以单位分子数而言，CH₄温室效应是CO₂的21倍。矿井乏风指从煤层排出的甲烷进入矿井通风系统，并以较低的浓度从通风井中排出，浓度范围通常为0.1%-0.75%，尽管浓度很低，但风排瓦斯却是全球最大的甲烷排放源，预计全球煤矿开采相关的60%-80%甲烷排放来自井下风排瓦斯。世界范围内，甲烷排放量占人类活动排放气总量的17%，而其中8%来自煤矿。中国煤炭开采量据世界首位，全球45%的矿井乏风来自中国。我国每年通过风排瓦斯排入大气的甲烷约为100-150亿m³，比西气东输一期工程的120亿m³的天燃气还多，但这么大的资源基本未利用。由于煤矿乏风量巨大及CH₄浓度极低的特点，无法采用常规技术进行大量处理，另外这种浓度的甲烷不能直接燃烧，长期以来只能空排，造成能源的巨大浪费及严重的温室效应。

将煤矿乏风输送到电厂的燃煤锅炉中代替空气作为助燃空气和辅助燃料的技术应用方便，能够处理大量的矿井乏风，对消减温室效应具有重大意义，并且能够将乏风中超低浓度的CH₄得到有效利用，但是锅炉一般距矿井回风井几公里到几十公里距离，输送管道成本及乏风浓度波动是该技术应用的主要考虑因素。国内没有该技术应用的示范项目。

目前，国内矿井乏风的主要利用方式为高温氧化技术，指采用电加热装置预先创造800~1000℃的高温环境，将乏风通入进行氧化放热，当装置稳定运行后，可以依靠瓦斯放热自维持装置运行，通过换热器将多余热量进行回收的一种利用方式。但是这种方式具有局限性，目前氧化装置的乏风处理量远小于矿井主排风口乏风量；氧化装置处理的瓦斯浓度一般在0.3%~1.2%，而我国大部分矿井为了安全起见将乏风中瓦斯浓度控制在0.3%以下而造成无法利用。

目前国内没有将煤矿井乏风直接输送到电站锅炉助燃应用的示范项目，其主要原因是电厂距离矿井出口较远，建立输送系统成本较高，且乏风中瓦斯浓度波动会对锅炉运行安全性产生影响，因此输送管道的成本问题及瓦斯浓度控制是本技术应用的重要考虑因素。

发明内容：

本发明的目的是提供一种矿井乏风输送系统的工作方法，解决了矿井乏风输送系统成本高、进入锅炉的乏风浓度较低、危险系数高的问题。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种矿井乏风输送系统，其组成包括：矿井回风井，所述的矿井回风井内安装有甲烷浓度测量装置，所述的矿井回风井上端安装有矿井乏风输送管道，所述的矿井乏风输送管道具有扩口结构，所述的扩口结构与前风道连接，所述的前风道分别与进风旁路、中风道连接，所述的中风道分别与排风旁路连接、后风道连接，所述的后风道与一组分风道连接，所述的分风道与锅炉进风道侧面连接，所述的锅炉进风道与锅炉空气预热器连接；所述的前风道、所述的后风道、所述的进风旁路、所述的排风旁路内分别安装有电动调节装置。

所述的矿井乏风输送系统，所述的前风道内安装有送风机，所述的前风道上安装有压力测量装置、温度测量装置、流量测量装置。

所述的矿井乏风输送系统，所述的进风旁路、所述的排风旁路分别安装有铁丝栅格网。

所述的矿井乏风输送系统，所述的中风道内部安装有金属骨架。