CMS-300覆压孔渗测试仪有几种配置?主要的技术参数?
工作原理:
常规的渗透率仪是以稳态法为基础,即气流服从达西定律。当气体的压力沿样品长度的分布呈稳定态时,样品沿长各点的气体压力只随位移变化而不随时间变化;稳态法渗透率仪只能用于中高渗透率样品;稳态法渗透率仪测量的特点是在样品的进口施加一定的压力,待进出口压力维持不变时,再按照达西公式计算其渗透率;这种方法不适合测量不服从达西定律的低渗透样品,而且,即便对中高渗透率样品,当其渗透性越低,压力稳定所需的时间就越长,所以测量速度慢;
CMS-300是达西-克氏-费氏综合计算模型为基础。它不仅适合中高渗透率样品,而且特别适合不服从达西定律的低渗透样品。CMS-300在样品进口端处有一个充满一定压力的气体容器,测量开始时,将该容器与样品进口接通,然后测量压力随时间的变化。这时,气体压力沿样品长度的分布既随位置变化,也随时间变化。根据储气容器压力随时间的变化和有关参数,即可计算样品的渗透率,无需压力稳定。它适合测量各种范围的渗透率,特别是低渗透样品。而且测量速度较快。CMS-300以波义尔定律,并结合先进的标定技术,测试岩芯孔隙度。对渗透率和孔隙度的测量,都可以在施加围压的条件下进行。
主要技术指标及参数:
型号版本:300型4.50版
自动化程度:计算机自动控制
岩样直径:1” /1.5"
岩样长度:3/4” – 3 1/8”
工作介质:氦气和氮气
孔隙度测量范围:0.01% - 40%
渗透率测量范围:0.00005mD - 15D
围压范围:500 - 9,800 psig
压力传感器测量范围: 0 - 10,000psig,
压力传感器精度 0.1% F.S.
装岩样数:1”直径岩样18个
主机与计算机通讯:2.0高速USB
界面:图形化界面 – 流程、在线帮助和故障诊断及维护
数字式游标卡尺自动测量录入岩心尺寸
配置直驱真空泵一台
配置不锈钢标定件一套
数据采集系统包括计算机、视窗XP专业版操作系统、1GB内存、120GB硬盘、带CD-ROM、
17寸液晶显示器、点阵行式和喷墨彩色打印机。
比莱石油
气调库又称气调贮藏是当今最先进的果蔬保鲜贮藏方法。它是在冷藏的基础上,增加气体成分调节,通过对贮藏环境中温度、湿度、二氧化碳、氧气浓度和乙烯浓度等条件的控制,抑制果蔬呼吸作用,延缓其新陈代谢过程,更好地保持果蔬新鲜度和商品性,延长果蔬贮藏期和保鲜期(销售货架期)。通常气调贮藏比普通冷藏可延长贮藏期0.5—1倍;气调库内储藏的果蔬,出库后先 从"休眠"状态"苏醒",这使果蔬出库后保鲜期(销售货架期) 可延长 21~28 天,是普通冷藏库的 3~4 倍。 气调系统的组成:1、脱氧机是目前最为先进的气调库降氧设备,其工作原理是采用压力低于24KPa的风机进行循环脱氧,再使用真空泵解析活化,电机采用变频调速技术。这种技术往往被人们误以为是VSA制氮机。脱氧机与VSA制氮机的最大区别在于,VSA制氮机仍然使用压缩空气为动力源(尽管压力较低),这种含油气源仍然将导致VSA制氮机原料的失效,而脱氧机使用的是无油微压风机,原料不存在油污染的情况,其循环风量是VSA制氮机的5倍以上,这种降氧设备比膜制氮机、PSA制氮机效率高40%,比VSA制氮机高30%,比制氮机节能40%国外现有意大利和德国少数几个公司掌握了脱氧机技术,国内只有天津捷盛公司的脱氧机取得技术上的突破,其降氧能力甚至略高于国外品牌,工艺较为成熟,在大量的气调库中使用。制氮系统制氮机大体上经历了催化燃烧制氮→碳分子筛吸附制氮、中空纤维膜分离制氮、以及真空低压吸附脱氧制氮(即VSA)的发展过程。目前普遍采用碳分子筛、中空纤维膜分离制氮及VSA制氮。2.1 碳分子筛吸附制氮机碳分子筛制氮是采用变压吸附原理制氮,由于氧分子与氮分子的动力学直径不同,氧分子的扩散速度比氮分子快数百倍。而吸附量与压力成正比,利用氧、氮短时间内吸附量差异甚大的特点,由程序控制器按特定的时间程序在两个塔之间进行快速切换,结合加压氧吸附、减压氧解吸的过程,将氧从空气中分离出来。碳分子筛制氮机具有制氮纯度高(可达到99.9%)、设备简单、价格低的特点,但设备中阀门多,切换频繁,每年每只阀门需开关20—40万次,设备噪声大。因此要求保证阀门的质量,否则会影响设备的可靠性。2.2中空纤维膜分离制氮机膜分离制氮是利用氧气与氮气透过中空纤维膜壁的速度差异特点,将氧气从空气中分离出来。中空纤维膜制氮机是目前气调贮藏使用最广泛的设备。它由压缩机、贮罐、冷干机、过滤器、加热器、中空纤维膜及管、阀组成。具有以下特点:(1)设备简单、占地少、易安装;(2)只需开动空压机即可得到富氮空气;(3)浓度可在95%—99%之间调节,使用灵活,能快速启动停车;(4)安全可靠,分离器无运动部件,可连续稳定工作;(5)分离过程无相变、无压力损失、能耗低;(6)易小型化;(7)投资小。2.3真空低压吸附脱氧制氮机制氮机是采用CMS活性碳吸附再生的原理来吸附大气中的O2并向库内注入高纯度氮气。由二个装满CMS活性碳的罐体、泵组、阀件、管路及控制单元组成。具有以下特点:(1)低压(0.8bar)运行,比同性能的PSA及膜制氮机节能80%左右。(2)降氧效果提高30%以上,可将气调库内氧气含量控制在1%以下,甚至可以达到0.3% (3)维护成本低。稳定可靠。设备中的主要活性炭吸附模块寿命长达2-3年以上。(4)与库体止漏系统配合更有效防止气调库气体泄漏。(5) 气调库气体内循环。更有效的节约运行成本。二氧化碳脱除系统主要用于控制气调库中二氧化碳含量。完全依靠果蔬呼吸时所释放的二氧化碳,增加气调库内二氧化碳浓度,适量的二氧化碳对果蔬起保护作用,使贮藏保鲜效果良好。但是,二氧化碳浓度过高,则会对果蔬造成伤害,因此脱除(洗涤)过量的二氧化碳,调节和控制好二氧化碳浓度,对提高果蔬贮藏质量非常重要;通常的二氧化碳脱除装置大体上有4种形式:(1)消石灰脱除装置;(:)水清除装置;(3)活性碳清除装置;(4)硅橡胶膜清除装置。活性碳清除装置是利用活性碳较强的吸附力,对二氧化碳进行吸附,待吸附饱和后鼓入新鲜空气,使活性碳脱附,恢复吸附性能,是当前气调库脱除二氧化碳普遍采用的装置。二氧化碳脱除系统应根据贮藏果蔬的呼吸强度、气调库内气体自由空间体积、气调库的贮藏量、库内要求达到的二氧化碳气体成分的浓度确定脱除机的工作能力。乙烯脱除系统乙烯是果蔬在成熟和后熟过程中自身产生并释放出来的一种气体,是一种促进呼吸、加快后熟的植物激素,对采后贮藏的水果有催熟作用。在对乙烯敏感的水果贮藏中,应将乙烯去除。因此果蔬贮藏中既要设法抑制乙烯产生,又要消除贮藏库内乙烯积累。目前普遍采用且相对有效的方法为高锰酸钾化学除乙烯法和空气氧化去除法。化学除乙烯法是在清洗装置中充填乙烯吸收剂,常用的乙烯吸收剂是将饱和高锰酸钾溶液吸附在碎砖块、蛭石或沸石分子筛等多孔材料上,乙烯与高锰酸钾接触,因氧化而被清除。该方法简单,费用极低,但除乙烯效率低,且高锰酸钾为强氧化剂,会灼伤皮肤。目前,空气氧化去除法是利用乙烯在催化剂和高温条件下与氧气反应生成二氧化碳和水的原理去除乙烯,与高锰酸钾去除法相比其投资费用高,但因具有以下明显优点为人们所接受:(1)除乙烯效率高,可除去库内气体中所含乙烯量的99%,可将贮藏间内乙烯浓度控制在l—5μL/L;(2)减少水果霉变,在去除乙烯同时,能对库内气体进行高温杀菌消毒;(3)一机多用,去除乙烯同时,还能除掉水果释放的芳香气体,减轻这些气体对水果产生催熟作用的不良影响。注:除对乙烯敏感的水果(主要为亚热带、热带水果):猕猴桃、香蕉等外, 苹果、梨等温带水果不需要乙烯脱出设备。目前较为先进的臭氧除乙烯技术正逐步取代高温催化型乙烯机,这种除乙烯技术最大的优势是在低温状态下工作,不会引起库温的波动,同时耗电仅为500瓦,是高温催化型乙烯机能耗的1/10自动检测控制系统气调库内检测控制系统的主要作用为:对气调库内的温度、湿度、O2、CO2气体进行实时检查测量和显示,以确定是否符合气调技术指标要求,并进行自动(人工)调节,使之处于最佳气调参数状态。在自动化程度较高的现代气调库中,一般采用自动检测控制设备,它由(温度、湿度、O2、CO2)传感器、控制器、计算机及取样管、阀等组成,整个系统全部由一台中央控制计算机实现远距离实时监控,既可以获取各个分库内的O2、CO2、温度、湿度数据,显示运行曲线,自动打印记录和启动或关闭各系统,同时还能根据库内物料情况随时改变控制参数。中央控制计算机采用Windows界面,使用操作人员可以方便直观地获取各方面的信息。制冷系统制冷系统是实现机械制冷所必须的机器、设备及连接这些机器、设备的管道、阀门、控制元件等所组成的封闭循环系统。气调库的制冷系统与普通冷库的制冷系统基本相同。但气调库制冷系统具有更高的可靠性,更高的自动化程度,并在果蔬气调贮藏中长时间维持所要求的库内温度。一般采用氨制冷系统或氟利昂单级压缩直接膨胀供液制冷系统。加湿系统与普通果蔬冷库相比,由于气调贮藏果蔬的贮藏期长,果蔬水分蒸发较高,为抑制果蔬水分蒸发,降低贮藏环境与贮藏果蔬之间的水蒸气分压差,要求气调库贮藏环境中具有最佳的相对湿度,这对于减少果蔬的干耗和保持果蔬的鲜脆有着重要意义。一般库内相对湿度最好能保持在90%—95%之间。常用的气调库加湿方法有以下几种:(1)地面充水加湿;(2)冷风机底盘注水;(3)喷雾加湿;(4)离心雾化加湿;(5)超声雾化加湿。气调库压力平衡系统在气调库建筑结构设计中还必须考虑气调库的安全性。由于气调库是一种密闭式冷库,当库内温度降低时,其气体压力也随之降低,库内外两侧就形成了气压差。
阳泉市上社煤炭有限责任公司
一、矿井概况
阳泉市上社煤炭有限责任公司属国有股份制企业,位于阳泉市盂县南娄镇北上社村,距盂县城12公里。矿井于1990年7月份开工建设,2000年9月份验收投产,设计能力为45万t/a。2008年经过技术改造后,生产能力提升为150万t/a。矿井井田位于沁水煤田盆地边缘东段,盂县边缘翘起带南侧,东西长5.5公里,南北宽3.8公里,井田面积为13.84平方公里。井田内共有6#、8#、9#、12#、15#五层煤,煤层倾角为3~5º,局部最大14º。现开采9#煤和15#煤,9#煤成煤地质年代为下二迭纪山西组,平均厚度为3.48m。15#煤成煤地质年代为石碳纪太原组平均厚度为5.7m。煤质为贫瘦煤,发热量为5000大卡以上,主要用途供电厂作燃料使用。矿井地质储量15450万t,可采储量为10340万t。
矿井采用斜井开拓方式,井下采用盘区式开采布置,现有主斜井、副斜井和回风斜井三个井井筒,分两个生产水平布置。970水平开采9#煤,880水平开采15#煤。采煤方法为倾斜长壁式开采,采煤工艺为综合机械化采煤。矿井通风方式为中央并列式,现有进风斜井两个,回风斜井一个。风井安装BDK60-8-NO30型对旋轴流式主通风机二台,一台运行,一台备用。主通风机工作方法为负压抽出式,矿井总进风量为11310m3/min, 总回风量为11430m3/min。井下各采掘工作面全部实现了分区独立通风。
矿井地面建有监控中心站,安装了KJ90—NB矿井瓦斯监控系统,主机实现了双备份,具有报警、断电、馈电、故障闭锁、防雷、不间断电源等,实现了安全行业标准规定的所有功能。井下安装有甲烷、风速、温度、一氧化碳、风门、开停、烟雾、负压等各类传感器,实现了对井下全天候、全方位、全时段监测监控。2009年建设安装了一氧化碳束管监测系统,安装了KSS—200型煤自燃火灾束管监测系统,实现了对采空区自燃火灾的有效监测监控。
矿井瓦斯赋存情况:矿井瓦斯储量为454180万m3,可抽量为136246万m3。其中15#煤层瓦斯含量为11.59m3/t,瓦斯储量为112790万m3,可抽量为33840万m3。
矿井瓦斯抽采系统:建有地面瓦斯抽放泵站,安装三台水环真空泵,一号泵型号为2BEC42-420,功率185KW,最大抽速130m3/min;二号泵型号为2BEC52,功率250KW,最大抽速200m3/min;三号泵型号为2BEC67,功率500KW,最大抽速416m3/min。抽采主管采用∮800mm、∮600mm、∮380mm三趟主管,分别布置在回风斜井内。现对9205综采面上邻近层、15101综采面上邻近层、15102工作面本煤层瓦斯进行抽放。上邻近层抽放钻孔为∮200mm顶板穿层钻孔,本煤层预抽钻孔为∮120mm平行煤层钻孔,15101采空区瓦斯采用预先埋管抽放。
2009年度的瓦斯观测报表显示:本煤层抽放泵工作负压为136㎜Hg,节流463㎜H2O,瓦斯浓度17%,抽放量13.78m3/min;邻近层抽放泵工作负压为217㎜Hg,节流5㎜H2O,瓦斯浓度44%,抽放量20.84m3/min。平均抽放量为28.82m3/min。矿井日平均抽放量为4.15万m3,年度累计抽放瓦斯1610万m3。
二、15#煤层瓦斯压力参数测定情况:
为了实现15#本煤层的预抽放工作,减少开采过程中的瓦斯涌出,我们与重庆煤科院合作,对15#煤层瓦斯压力等参数进行了测定。瓦斯基本参数的测定工作共施工钻孔6个,采取2个煤样、2个钻孔瓦斯气样进行实验室测定,所测参数能够代表测定范围内煤层的瓦斯基本参数。通过对测定数据的分析,得出如下结论:
1、煤层原始瓦斯压力为0.28—0.53MPa,取0.53MPa作为本次测定区域的瓦斯压力值。
2、煤层原始瓦斯含量为8.91—11.59m3/t,取11.59m3/t作为本次测定的瓦斯含量值。
3、百米钻孔瓦斯流量为0.1032—0.1133m3/(min•hm),钻孔瓦斯流量衰减系数为0.0221—0.2354d-1,透气性系数为0.3429—2.3950m2/(MPa2•d)。
4、通过所采取钻孔气样的实验室分析数据得出:此次测定区域内的15#煤层处于甲烷带。
5、瓦斯放散初速度△P为25—32,煤的坚固性系数为0.57—0.61,孔隙率为2.72—5.92%。
6、从整体上看测定区域内15#煤层属于可抽放煤层,但是由于影响煤层瓦斯赋存的因素较多,瓦斯赋存存在区域性差异。
三、15102工作面基本情况:
15#煤15101工作面是15#煤首采工作面。在15101工作面回采过程中,经抽放瓦斯后,回风顺槽瓦斯浓度仍在1%左右,尾巷瓦斯浓度2.3%左右,由此可见,瓦斯是制约15#煤回采工作面生产能力提高的主要因素。如何降低煤层瓦斯含量,减少在开采过程的影响,做到安全生产,是摆在我们面前的主要问题,为此,我们通过参观学习,并购置设备,开始了对15102综采工作面进行预抽。15102综采工作面沿煤层顶板平行布置三条顺槽巷道分别为:进风运输顺槽、回风顺槽和外错瓦斯尾巷,通风系统构成为一进二回UL型。工作面倾斜长度130m,走向长度1000m,采高平均5.2m,是15#煤第一个一次采全高的综采工作面。工作面南部为15101工作面,北部为15104工作面,西部为扩一区补轨道巷,东部为矿界。工作面回风巷与外错尾巷间煤柱为20m,且之间每30~50m有一横贯。根据柱状,15#煤上平均约36.6m为厚度为1.3m的12#煤,15#煤层上临近层13#煤层、K3石灰岩、12#煤层、K4石灰岩瓦斯赋存丰富,工作面开采过程中会有大量瓦斯涌出。
瓦斯涌出情况:综采工作面瓦斯涌出量主要由本煤层瓦斯、上邻近层瓦斯和采空区瓦斯三部分组成。根据2009年矿井瓦斯等级鉴定结果,绝对瓦斯涌出量为118.93m3/min,相瓦斯涌出量为59.21m3/t。 瓦斯涌出量所占比例:回采工作面瓦斯涌出量占矿井涌出总量的71.1%,掘进工作面瓦斯涌出量占矿井涌出总量的13.5%,采空区瓦斯涌出量占矿井涌出总量的15.4%。
四、15102本煤层瓦斯预抽采情况:
1、钻孔布置方式:15102工作面本煤层预抽采钻孔布置在15#煤层中,预抽钻孔施工在进风顺槽掘进73m后、回风顺槽掘进83m后,由外向里沿巷道掘进方向分别在进、回风顺槽距巷道底板1.5m高度间隔1.5m布置一个成孔∮120mm本煤层预抽钻孔,瓦斯预抽放钻孔垂直于顺槽且平行于开切眼方向布置,钻孔深度80~100m。∮350mmPE抽放主管沿巷道顶板悬吊,铺设长度各1000m,钻孔用∮90mm、长度6m的PE封孔管加聚氨脂封孔,每隔4个钻孔共用一个集气装置,用高压胶管连接钻孔与集气装置,然后连管抽放。
2、钻孔钻具选择:钻机采用江苏中煤矿山设备有限公司生产的CMS1-6200/80型煤矿用深孔钻车进行施工。煤矿用深孔钻车是新一代履带行走的探水、探瓦斯、探断层、放顶、注水等的钻孔设备。主要用于煤层的掘进工作面有防突措施要求的软岩或煤层中实施密集形钻孔,也适用于地表工程施工。该设备具有结构紧凑、操作灵活、机动性好、全断面作业、安全性能好、一机多用等特点,配套普通扩孔钻头等钻具还可进行回转钻进。CMS1-6200/80型可用于施工深度650m以下的大直径钻孔。钻杆采用∮98mm螺旋钻杆,杆长1.5m,钻头∮115mm,成孔后孔径∮120mm。
3、投入资金情况:购置钻机型号为CMS1-6200/80型钻机三台,每台价格130万元,共计390万元;∮350mmPE抽放主管2000m,投入155万元;施工钻孔工程量计111500m,包括接管和封闭钻孔人工费为8.8元/米,共投入98万元;封孔管材料投入资金约合26万元连接件材料投入资金108万元;使用螺丝、螺母、管垫投及其它资金8万元;工程投入资金共计为785万元。
4、施工方法:
(1)钻孔施工:预抽钻孔施工作业点设置在进、回风顺槽回风横管以外的负压通风范围内,待进风顺槽掘进73m后、回风顺槽掘进83m后,安装钻机开始施工,施工顺序由外向里,沿巷道掘进方向分别在进、回风顺槽距巷道底板1.5m高度、间隔1.5m施工本煤层预抽钻孔,钻孔施工采用三班制作业,每班每台钻机安排4人,正常情况每班每台钻机一个班可以施工一个钻孔,孔深80~100m。单巷布置两台钻机施工时,间距200m以上。
预抽放钻孔工程施工于2009年6月30日先在15102工作面回风顺槽掘进83m后开始,进风顺槽钻孔施工于2009年7月8日巷道掘进73m后开始,由外向里依次进行,进、回风顺槽各有一台钻机进行钻孔施工,后由于回风顺槽遇构造,施工进度较慢,又增购一台钻机,回风顺槽钻机施工于12月28日完工,共施工钻孔564个,进风顺槽钻孔施工于2010年1月15日完工,共施工钻孔574个,两顺槽共施工钻孔进尺102420m,现已全部连管抽放。
(2)封孔及连接管路:进风顺槽封孔574个,回风顺槽封孔564个,全部采用聚氨脂按比例分三处包在封孔管上进行封孔,以避免漏气现象。两顺槽共连接管路2000m。现已全部安装完成。
5、抽采效果:15102本煤层钻孔预抽采用随钻孔、随封孔、随抽放,由抽放观测工每天观测一次节流、负压、瓦斯等参数,并填写汇总表,及时掌握了每天的抽放数据。经过一段时间的抽放,两趟本煤层抽放管中瓦斯浓度逐步上升,瓦斯抽放量也达到了本矿自进行本煤层瓦斯抽放的最高数值,并逐步趋于稳定,达到了本煤层抽放的最好效果。为了掌握个别钻孔瓦斯情况,安装了单孔观测装置,其中进风安装了4套,回风安装了3套,抽采瓦斯浓度最高均在90%左右。经过探索分析,钻孔瓦斯应经历上升期、稳定期和衰减期。钻孔抽放最初为上升期,进风顺槽抽采管路瓦斯浓度6%,抽采纯量0.88m3/min,回风顺槽抽采管路瓦斯浓度6%,抽采纯量1.25m3/min;钻孔抽放中期(即现在)为稳定期,进风顺槽抽采管路瓦斯浓度35%,抽采纯量4.51m3/min,回风顺槽抽采管路瓦斯浓度40%,抽采纯量5.22m3/min。现在矿井抽采纯量为19m3/min,其中15102本煤层两趟抽放管抽采纯量就已达到9.7m3/min,占到了矿井瓦斯抽放量中不小比例,按此计算,15102本煤层日抽放量可达到1.4万m3,月抽放量为42万m3。
6、存在问题及注意事项:
(1)钻孔施工与巷道掘进平行作业,钻场布置在掘进巷道,影响掘进队进料,钻孔过程碎煤运输受到掘进皮带机开停限制,钻孔中涌出的瓦斯造成巷道瓦斯浓度升高等。
(2)钻孔间距1.5m,钻孔工程量大。
(3)因煤层倾角变化大,常造成钻孔施工时,钻入顶板或底板情况,达不到设计钻孔深度。
(4)采掘衔接紧张,预抽放时间较短,总体抽放量受到限制。
以上是我们在15#煤层瓦斯预抽放方面的一些基本的探索性的做法,这项工作可以说是刚刚起步,技术方面不太成熟,工作中还存在许多问题和不足,我们将继续努力,坚持把煤层瓦斯预抽放工作做的更好,彻底根治矿井瓦斯隐患。
附:1、15102工作面预抽放钻孔抽放效果统计表
2、15102工作面预抽放钻孔布置图
3、15102工作面预抽放钻孔连接图
二〇一〇年二月
附1
15102工作面预抽放钻孔抽放效果统计表
抽放
期间 地 点 钻孔编号 负压
mmH2O 流量
mmH2O CH4
% 纯瓦斯量m3/min
上
升
期 15102进风 主管 300 3 6.00 0.88
61# 240 9 10.00 0.04
184# 180 6 8.00 0.02
263# 280 8 11.00 0.04
445# 200 7 8.00 0.03
15102回风 主管 300 6 6.00 1.25
69# 265 12 11.00 0.05
161# 190 10 9.00 0.03
305# 270 9 12.00 0.04
稳
定
期 15102进风 主管 34 2 35.00 4.51
61# 22 2 95.00 0.21
184# 18 2 90.00 0.19
263# 21 2 95.00 0.21
445# 15 2 88.00 0.18
15102回风 主管 37 2 40.00 5.22
69# 20 3 90.00 0.23
161# 15 3 95.00 0.25
305# 30 3 90.00 0.23
鞍钢设备检修协力中心炼钢工区北运行作业区
摘要:针对鞍钢二炼钢厂工业用水耗量大和系统内部的工艺特征,提出用再次循环利用、增加冷却设施、再次过滤的方式进行节能环保可行。实际生产证明,改进后比改进前节水40%,有利于鞍钢内部工业水实现节能减排。
关键词:零排放系统 多设冷却塔 轴封装置 密封性能 新型药泵
0.前言
在鞍钢科学发展观指引下,鞍钢一直朝着构建和谐社会、建设资源节约型和环境友好型企业的目标迈进,以尽可能小的资源消耗和成本获得最大的经济和社会效益,即“少投入,多产出”,实现经济效益、社会效益、环境效益的和谐统一。科技人员和现场操作人员进行现场技术数据采集,创造了新的节水工艺和措施,节省了水资源,减少了工业水排放。
零排放系统的试运行
始建于上世纪80年代的第二炼钢厂一号连铸机水处理泵站和建于1997年的二号连铸机水处理泵站,分别使用各自的二套过滤系统。这种单一的工艺流程不仅使工业水耗水量大,溢流水多污染环境。为了实现污水零排放,新水少投入或不投入,对环境污染少,2007年二炼钢厂投资建起了一座新泵站,名为“零排放泵站”。泵站内引进了国内先进的真空泵两台和过滤器一台,改造了一号水处理和二号水处理泵站的间接、直接两大系统,把这两大系统的溢流水混合收集起来送到零排放系统中,再次过滤后利用,重新进入生产环水系统,实现了工业废水的全部回收再利用。日常记录数据表明,原先一个水处理泵站一个间接水槽每日补水达到18至24次,耗水1000至1200立方米左右,占整个系统耗水量的一半。零排放系统运行后,间接水槽每日无需补水,大大降低了成本。在零排放系统中,科技人员采用了闭路循环系统和自动回流阀装置,完全由水位控制回流阀的开关,降低了工人的劳动强度。这种把五个系统联合起来的“小区域循环”,即在一个区域内循环用水的办法,充分利用了水资源,实现一水多次利用,明显减少了水消耗,原来每日耗水总量为4000立方米每小时,现为2400立方米每小时。但此系统不能连续运行,间断运行才能保证冷却水水质。具体工艺流程图如图1。
多设冷却塔
据钢铁联合会统计,生产过程中耗水程度依次为炼铁、炼钢、轧钢焦化、烧结。而炼钢厂最耗水的环节是钢坯冷却水。钢坯冷却水的处理环节中冷却是最大的用水环节。随着温室效应加剧和生产的连续性提高,二炼钢厂连铸运行原有的冷却设备已渐渐不能满足各项生产指标,尤其是结晶器冷却水的水温,夏季主要靠工人监视冷却水温度来手动开关阀,向两个水槽和二个水罐补水降温,不仅增加了工人劳动量,而且浪费药品、新水、备品等相关成本。通过日常冷却水的指标监测和记录,在原四台冷却塔的一侧空地上新设一台冷却塔,新冷却塔和旧冷却塔的控制方式一样设置。
冷却塔的新建,使间接冷却水的水温能够有效控制在生产指标内。如果不建新的冷却塔,唯一靠补水降温的方式,浪费的不仅是新水,更浪费药品。更严重的是,补水到一定水位水罐将溢流,含有大量药品的工业水严重污染地下水和环境。首先,从长远地持续发展的角度来看,建筑冷却塔是一次投资、长时间受益;其次,鞍山是一个水资源严重缺乏的城市,拥有百万人的工业城市,其中鞍钢用水量就占城市总用水量的2/3以上,大量排出的工业水对宝贵而有限的地下水资源是一种威胁。全世界80%的疾病和50%的儿童疾病与饮用水被污染有关。为我们生存的环境着想,发展工业宁可牺牲金钱,也不要牺牲后代的生命之源——水源。
3.改进生产主要用泵的轴封装置密封性能。
水处理泵站大多为卧式离心泵,其轴封装置采用填料密封。在2007年前,采用全软填料密封水泄露量大,维护无法控制。2007年,软填料和新型密封填料组合使用,大大提高了轴封装置的密封性能,由于新型密封填料(泥状混合填料)密封无泄露,只有软填料有泄露,轴封滴水量已控制在标准范围20—30滴。泥状混合填料密封结构如图2。填料腔体内两端填软填料环,作为中间填料固定用,两软填料环间填充泥状混合填料(CMS2000)。泥状混合填料是一种新型的密封填料,它由合成纤维、高纯度石墨或高分子硅脂、聚四氟乙烯、有机密封剂进行混合,形成一种无规格限制的泥状物质。该填料与轴同步旋转成一体,减少了轴与填料间水的泄露,密封可靠:改进后此填料处不需冲洗和冷却,也减少了工业水的消耗。如图2。
4.改换新型药泵。
从80年代至2005年,立式药泵一直是水处理泵站的主要设备。一天24小时中定时靠人工加药入药罐,再手动定时转药泵,药品沿管道进入相应水槽或水罐,这种药泵的弊病是打药不均匀,水中药浓度不稳定;在运转一段时间后管道容易堵塞,检修率高,一旦药泵出现故障,就必须靠人工定时向水罐或水槽加药,使冷却水中的药剂量时高时低,不均匀。有时水槽或水罐跑水时,药剂量甚至达到零。为了恢复药剂浓度有时还必须进行水罐的人工清罐和溢流工作,浪费大量工业水。自从2006年起,药泵全部启用外壳为耐腐蚀塑料的注塞式药泵,这种药泵检修故障率极低,密封性能好,药品注入均匀、持久。
在实际生产中,上述四方面只是设备节水环保改造的一部分,经过我个人调研,除了零排放系统有很大缺陷外,其他几个方面都已完全符合生产要求。所以我得出结论零排放系统需要改进,现提出三点建议:
可在过滤器前的管道上加双层过滤网,或者加装一台同型号的过滤器。经过化验员化验,零排放过滤后的水浊度高,主要是悬浮物,说明现有的一台过滤器满足不了过滤要求,必须增加一台进行再次过滤。
零排放系统应引入加药系统,以便保证水质。零排放系统的水主要来源于间接水槽和直接水槽的溢流水,收集过程中难免有杂质进入,必须用加药的手段提高水质。
增加过滤器的逆洗次数。现在现场由于多种原因只能进行三次逆洗,应该增加逆洗次数,使水过滤得更澄清。
参考文献:
(1)《密封设计手册》,付平、常德功主编,北京,化学工业出版社,2009.4
(2)《泵维修手册》,魏龙主编,陶林颉副主编,北京,化学工业出版社,2009.7
(3)《水处理设备实用手册》,宋业林、宋襄翎主编,中国石化出版社,2008.7
一、可能原因分析
1、是对刹车系统缺乏必要的保养,刹车总泵里杂质太多、密封不严、真空助力泵失效、刹车油过脏或几种刹车油混合使用受热后出现气阻、刹车总泵或分泵漏油、储气罐或管路接口漏气;
2、是由于操作不当导致机件失灵;
3、是由于严重超载,在重力加速度的作用下,加大了车辆运动惯性,直接导致刹车失灵。
二、处理方法
1、根据路况和车速控制好方向,脱开高速挡,同时迅速轰一脚空油,将高速挡换入低速挡。这样,发动机会有很大的牵引阻力使车速迅速降低。另外,在换低速挡的同时,应结合使用手刹,但要注意手刹不能拉紧不放,也不能拉得太慢。如果拉得太紧,容易使制动盘“抱死”,很可能损坏传动机件而丧失制动能力;如果拉得太慢,会使制动盘磨损烧蚀而失去制动作用。
2、利用车的保险杠、车厢等钢性部位与路边的天然障碍物(岩石、大树或土坡)摩擦、碰撞,达到强行停车脱险的目的,尽可能地减少事故损失。
3、上坡时出现刹车失灵,应适时减入中低挡,保持足够的动力驶上坡顶停车。如需半坡停车,应保持前进低挡位,拉紧手制动,随车人员及时用石块、垫木等物卡住车轮。如有后滑现象,车尾应朝向山坡或安全一面,并打开大灯和紧急信号灯,引起前后车辆的注意。
4、下坡刹车失灵,不能利用车辆本身的机构控制车速时,驾驶员应果断地利用天然障碍物,如路旁的岩石、大树等,给汽车造成阻力。如果一时找不到合适的地形、物体可以利用,紧急情况下可将车身的一侧向山边靠拢,以摩擦来增加阻力,逐渐地降低车速。
5、车辆在下长坡、陡坡时不管有无情况都应该踩一下刹车。既可以检验刹车性能,也可以在发现刹车失灵时赢得控制车速的时间,也称为预见性刹车。
三、预防性措施
刹车系统日常保养勿忽视,为防止刹车失灵的情况产生,请及时的保养制动系统,定期的保养检修是必不可少的,为生命安全找想,一定不可忽视定期的检修。
注意:平时多经常检查制动蹄片是否完好,并且切勿过度使用刹车,下坡时挂低速档,利用发动机的制动来让汽车行驶,脚刹为辅避免严重超载的行为发生,以防刹车失灵的情况出现。
等离子表面活化/清洗等离子蚀刻/活化等离子去胶等离子涂镀(亲水,疏水)增强邦定性等离子灰化和表面改性等大规模生产场合,通过其处理,能够改善材料表面的浸润能力,使多种材料能够进行涂覆、镀等操作,增强黏合力,键合力,同时去除有机污染物、油污或油脂。
等离子清洗机之所以能产生上述作用效果,全靠神奇的等离子体在其中起到至关重要的作用。
等离子体和工件表面的化学反应和常规化学反应有很大不同,由于高速电子的轰击,很多在常温下很稳定的气体或蒸汽都可以以等离子体的形式和工件表面反应,产生许多奇特的、有用的效果;
清洗和刻蚀:
例如,在进行清洗时,工作气体往往用氧气,它被加速了的电子轰击成氧离子、自由基后,氧化性极强。工件表面的污染物,如油脂、助焊剂、感光膜、脱模剂、冲床油等,很快就会被氧化成二氧化碳和水,而被真空泵抽走,从而达到清洁表面,改善浸润性和粘结性的目的。低温等离子处理仅涉及材料的表面,不会对材料主体的性质产生影响。由于等离子体清洗是在高真空下进行的,所以等离子体中的各种活性离子的自由程很长,他们的穿透和渗透力很强,可以进行复杂结构的处理,包括细管和盲孔。
引入官能基团:
高分子材料用N2、NH3、O2、SO2等气体的等离子体处理,可以改变表面的化学组成,引入相应新的官能基团:-NH2、-OH、-COOH、-SO3H等。这些官能团可使聚乙烯,聚丙烯,聚苯乙烯,聚四氟乙烯等这些完全惰性的基材变成官能团材料,可以提高表面极性,浸润性,可粘结性,反应性,极大地提高了其使用价值。与氧等离子体相反,而经含氟气体的低温等离子体处理,可在基材表面引入氟原子,使基材具有憎水性。
聚合:
很多乙烯基单体,如,乙烯、苯乙烯、都可以在等离子体条件下,不要其他任何催化剂和引发剂而在工件表面实现,聚合,甚至甲烷,乙烷,苯这些在常规聚合条件下不能聚合的物质,都可以在等离子体条件下在工件表面实现交联聚合。这种聚合层可以达到非常致密,并且和基材结合的非常结实。在国外塑料啤酒瓶和汽车油箱就采用等离子体聚合上这样一层致密层,用以防治微量的泄露。高分子的生物医学材料表面也可以通过这种致密层阻止塑料中的增塑剂等有毒物质向人体组织中扩散。光学元件常可用等离子体聚合方法在表面加上。
一、产品的主要型号
ZTCMS-185 ZTCMS-200 ZTCMS-220
二、碳分子筛空分制氮的原理
该产品属于碳素吸附剂,是由碳组成的多孔物质,孔结构模型为无序堆积碳素结构。碳分子筛是非计量化合物,其重要性质是基于它的微孔结构。它分离空气的能力,取决于空气中各种气体在碳分子筛微孔中的不同扩散速度,或不同的吸附力,或两种效应同时起作用。在平衡条件下,碳分子筛对氧和氮的吸附量相当接近,但氧分子通过碳分子筛微孔系统的狭窄空隙的扩散速度要比氮分子快得多,碳分子筛空分制氮就是基于这一性能,在远未达到平衡条件的时间之前,通过PSA工艺流程使氮气从空气中分离出来。
三、碳分子筛空分制氮装置
该装置一般称为制氮机。其工艺流程是采用在常温下变压吸附法(简称P.S.A法),变压吸附为无热源的吸附分离过程,碳分子筛对被吸附组份(主要是氧分子)的吸附容量因上述原理在充压、产气时吸附,在降压排气时解吸,使碳分子筛再生。同时,床层气相富集的氮气穿过床层成为产品气,各步骤连为循环操作。
变压吸附过程循环操作包括:充压、产气;均压;降压、排气;然后再充压、产气;……几个工作阶段,形成循环操作过程。其根据流程的再生方法不同,可分为真空再生流程和常压再生流程。
P.S.A制氮机设备根据用户的需要可包括空气压缩纯化系统、变压吸附系统、阀门程序控制系统(真空再生的还需带有真空泵),及氮气供应系统。
四、碳分子筛制氮需要控制的条件
1、空气压缩纯化过程
纯原料空气进入碳分子筛吸附塔,是非常必要的,因为颗粒及有机气氛进入吸附塔会堵塞碳分子筛的微孔,并逐渐使碳分子筛的分离性能降低。
纯化原料空气的方法有:1使空压机的进气口远离有灰尘、油雾、有机气氛的场所;2通过冷干机、吸附剂净化系统等,最后经处理后的原料空气进入碳分子筛吸附塔。
2、产品氮气的浓度和产气量
碳分子筛制取氮气,其N2浓度和产气量可根据用户的需要进行任意调节,在产气时间及操作压力确定时,调低产气量,N2浓度将提高,反之,N2浓度则下降。用户可根据实际需要调节。
3、均压时间
碳分子筛制氮过程,当一个吸附塔吸附结束时,可将此吸附塔内的有压气体从上下两个方向注入另一个已再生好的吸附塔中,并使两塔气体压力相同,此一过程称为吸附塔的均压,选择适当的均压时间,即可回收能量,也可以减缓吸附塔内的分子筛受到的冲击,从而达到延长碳分子筛的使用寿命。参考伐门的切换速度一般选择均压时间为1~3秒。
4、产气时间
根据碳分子筛对氧和氮的吸扩散速率不同,其吸附O2在短时间内就达到平衡,此时,N2的吸附量很少,较短的产气时间,可有效的提高碳分子筛的产气率,但同时也增加了伐门的动作频率,因此伐门的性能也很重要。一般选择吸附时间为30~120秒。小型高纯制氮机推荐使用短的产气时间,大型低浓度推荐使用长的产气时间。
5、操作压力
碳分子筛在动力学效应的同时,又具有平衡吸附效应,吸附质分压高,吸附容量也高,因此加压吸附是有利的,但吸附压力太高,对空压机的选型要求也增高,另外常压再生与真空再生两个流程对吸附压力要求也不同,综合各项因素,建议常压再生流程的吸附压力选为5~8Kg/cm2为宜;真空再生流程的吸附压力选择为3~5Kg/cm2为宜。
6、使用温度
作为吸附剂选择较低的吸附温度有利于碳分子筛性能的发挥,制氮机工艺在有条件的情况下,采取降低吸附温度是有利的。
五、产品的包装和使用
1、本产品出厂时按企业标准严格检测,确保质量指标合格。
2、产品采用塑料桶密封包装,密封性好,填装使用时再打开,严防吸潮。
3、填装须严实,可用合适的方法振实,勿用棒头直接捣之。
低于原料气N2压力0.1Mpa
温度: ≤40℃
系统构成
PSA—N2精制装置有混合器、催化反应器、后冷却器、旋风分离器、过滤器、吸附式干燥器、氧分析仪、 流量计以及产品氮气缓冲罐组成。流程简图。根据持续监测出的实际氧含量,调节进入原料气中的配氢量。为了使过量氢达到最小值,采用经特殊设计的混合装置和具有高精度的氢气控制系统。混合气然后进入一催化反应器,在反应器内氢气与氧气发生放热反应,转化为水蒸气。经一后冷却器可使大部分水蒸气冷凝下来,并经过高效水分离器除去冷凝水。随后根据所需产品气露点,由一冷干机或吸附式干燥器进行干燥。冷干机可获得常压露点为-25℃的产品气,露点低于-40℃时需使用吸附式干燥器。产品气纯度通过氧分仪连续进行监测。当产品气纯度低于客户要求时放空。整套系统全部通过自控操作,无需操作人员。
阳泉市上社煤炭有限责任公司
一、矿井概况
阳泉市上社煤炭有限责任公司属国有股份制企业,位于阳泉市盂县南娄镇北上社村,距盂县城12公里。矿井于1990年7月份开工建设,2000年9月份验收投产,设计能力为45万t/a。2008年经过技术改造后,生产能力提升为150万t/a。矿井井田位于沁水煤田盆地边缘东段,盂县边缘翘起带南侧,东西长5.5公里,南北宽3.8公里,井田面积为13.84平方公里。井田内共有6#、8#、9#、12#、15#五层煤,煤层倾角为3~5º,局部最大14º。现开采9#煤和15#煤,9#煤成煤地质年代为下二迭纪山西组,平均厚度为3.48m。15#煤成煤地质年代为石碳纪太原组平均厚度为5.7m。煤质为贫瘦煤,发热量为5000大卡以上,主要用途供电厂作燃料使用。矿井地质储量15450万t,可采储量为10340万t。
矿井采用斜井开拓方式,井下采用盘区式开采布置,现有主斜井、副斜井和回风斜井三个井井筒,分两个生产水平布置。970水平开采9#煤,880水平开采15#煤。采煤方法为倾斜长壁式开采,采煤工艺为综合机械化采煤。矿井通风方式为中央并列式,现有进风斜井两个,回风斜井一个。风井安装BDK60-8-NO30型对旋轴流式主通风机二台,一台运行,一台备用。主通风机工作方法为负压抽出式,矿井总进风量为11310m3/min, 总回风量为11430m3/min。井下各采掘工作面全部实现了分区独立通风。
矿井地面建有监控中心站,安装了KJ90—NB矿井瓦斯监控系统,主机实现了双备份,具有报警、断电、馈电、故障闭锁、防雷、不间断电源等,实现了安全行业标准规定的所有功能。井下安装有甲烷、风速、温度、一氧化碳、风门、开停、烟雾、负压等各类传感器,实现了对井下全天候、全方位、全时段监测监控。2009年建设安装了一氧化碳束管监测系统,安装了KSS—200型煤自燃火灾束管监测系统,实现了对采空区自燃火灾的有效监测监控。
矿井瓦斯赋存情况:矿井瓦斯储量为454180万m3,可抽量为136246万m3。其中15#煤层瓦斯含量为11.59m3/t,瓦斯储量为112790万m3,可抽量为33840万m3。
矿井瓦斯抽采系统:建有地面瓦斯抽放泵站,安装三台水环真空泵,一号泵型号为2BEC42-420,功率185KW,最大抽速130m3/min;二号泵型号为2BEC52,功率250KW,最大抽速200m3/min;三号泵型号为2BEC67,功率500KW,最大抽速416m3/min。抽采主管采用∮800mm、∮600mm、∮380mm三趟主管,分别布置在回风斜井内。现对9205综采面上邻近层、15101综采面上邻近层、15102工作面本煤层瓦斯进行抽放。上邻近层抽放钻孔为∮200mm顶板穿层钻孔,本煤层预抽钻孔为∮120mm平行煤层钻孔,15101采空区瓦斯采用预先埋管抽放。
2009年度的瓦斯观测报表显示:本煤层抽放泵工作负压为136㎜Hg,节流463㎜H2O,瓦斯浓度17%,抽放量13.78m3/min;邻近层抽放泵工作负压为217㎜Hg,节流5㎜H2O,瓦斯浓度44%,抽放量20.84m3/min。平均抽放量为28.82m3/min。矿井日平均抽放量为4.15万m3,年度累计抽放瓦斯1610万m3。
二、15#煤层瓦斯压力参数测定情况:
为了实现15#本煤层的预抽放工作,减少开采过程中的瓦斯涌出,我们与重庆煤科院合作,对15#煤层瓦斯压力等参数进行了测定。瓦斯基本参数的测定工作共施工钻孔6个,采取2个煤样、2个钻孔瓦斯气样进行实验室测定,所测参数能够代表测定范围内煤层的瓦斯基本参数。通过对测定数据的分析,得出如下结论:
1、煤层原始瓦斯压力为0.28—0.53MPa,取0.53MPa作为本次测定区域的瓦斯压力值。
2、煤层原始瓦斯含量为8.91—11.59m3/t,取11.59m3/t作为本次测定的瓦斯含量值。
3、百米钻孔瓦斯流量为0.1032—0.1133m3/(min•hm),钻孔瓦斯流量衰减系数为0.0221—0.2354d-1,透气性系数为0.3429—2.3950m2/(MPa2•d)。
4、通过所采取钻孔气样的实验室分析数据得出:此次测定区域内的15#煤层处于甲烷带。
5、瓦斯放散初速度△P为25—32,煤的坚固性系数为0.57—0.61,孔隙率为2.72—5.92%。
6、从整体上看测定区域内15#煤层属于可抽放煤层,但是由于影响煤层瓦斯赋存的因素较多,瓦斯赋存存在区域性差异。
三、15102工作面基本情况:
15#煤15101工作面是15#煤首采工作面。在15101工作面回采过程中,经抽放瓦斯后,回风顺槽瓦斯浓度仍在1%左右,尾巷瓦斯浓度2.3%左右,由此可见,瓦斯是制约15#煤回采工作面生产能力提高的主要因素。如何降低煤层瓦斯含量,减少在开采过程的影响,做到安全生产,是摆在我们面前的主要问题,为此,我们通过参观学习,并购置设备,开始了对15102综采工作面进行预抽。15102综采工作面沿煤层顶板平行布置三条顺槽巷道分别为:进风运输顺槽、回风顺槽和外错瓦斯尾巷,通风系统构成为一进二回UL型。工作面倾斜长度130m,走向长度1000m,采高平均5.2m,是15#煤第一个一次采全高的综采工作面。工作面南部为15101工作面,北部为15104工作面,西部为扩一区补轨道巷,东部为矿界。工作面回风巷与外错尾巷间煤柱为20m,且之间每30~50m有一横贯。根据柱状,15#煤上平均约36.6m为厚度为1.3m的12#煤,15#煤层上临近层13#煤层、K3石灰岩、12#煤层、K4石灰岩瓦斯赋存丰富,工作面开采过程中会有大量瓦斯涌出。
瓦斯涌出情况:综采工作面瓦斯涌出量主要由本煤层瓦斯、上邻近层瓦斯和采空区瓦斯三部分组成。根据2009年矿井瓦斯等级鉴定结果,绝对瓦斯涌出量为118.93m3/min,相瓦斯涌出量为59.21m3/t。 瓦斯涌出量所占比例:回采工作面瓦斯涌出量占矿井涌出总量的71.1%,掘进工作面瓦斯涌出量占矿井涌出总量的13.5%,采空区瓦斯涌出量占矿井涌出总量的15.4%。
四、15102本煤层瓦斯预抽采情况:
1、钻孔布置方式:15102工作面本煤层预抽采钻孔布置在15#煤层中,预抽钻孔施工在进风顺槽掘进73m后、回风顺槽掘进83m后,由外向里沿巷道掘进方向分别在进、回风顺槽距巷道底板1.5m高度间隔1.5m布置一个成孔∮120mm本煤层预抽钻孔,瓦斯预抽放钻孔垂直于顺槽且平行于开切眼方向布置,钻孔深度80~100m。∮350mmPE抽放主管沿巷道顶板悬吊,铺设长度各1000m,钻孔用∮90mm、长度6m的PE封孔管加聚氨脂封孔,每隔4个钻孔共用一个集气装置,用高压胶管连接钻孔与集气装置,然后连管抽放。
2、钻孔钻具选择:钻机采用江苏中煤矿山设备有限公司生产的CMS1-6200/80型煤矿用深孔钻车进行施工。煤矿用深孔钻车是新一代履带行走的探水、探瓦斯、探断层、放顶、注水等的钻孔设备。主要用于煤层的掘进工作面有防突措施要求的软岩或煤层中实施密集形钻孔,也适用于地表工程施工。该设备具有结构紧凑、操作灵活、机动性好、全断面作业、安全性能好、一机多用等特点,配套普通扩孔钻头等钻具还可进行回转钻进。CMS1-6200/80型可用于施工深度650m以下的大直径钻孔。钻杆采用∮98mm螺旋钻杆,杆长1.5m,钻头∮115mm,成孔后孔径∮120mm。
3、投入资金情况:购置钻机型号为CMS1-6200/80型钻机三台,每台价格130万元,共计390万元;∮350mmPE抽放主管2000m,投入155万元;施工钻孔工程量计111500m,包括接管和封闭钻孔人工费为8.8元/米,共投入98万元;封孔管材料投入资金约合26万元连接件材料投入资金108万元;使用螺丝、螺母、管垫投及其它资金8万元;工程投入资金共计为785万元。
4、施工方法:
(1)钻孔施工:预抽钻孔施工作业点设置在进、回风顺槽回风横管以外的负压通风范围内,待进风顺槽掘进73m后、回风顺槽掘进83m后,安装钻机开始施工,施工顺序由外向里,沿巷道掘进方向分别在进、回风顺槽距巷道底板1.5m高度、间隔1.5m施工本煤层预抽钻孔,钻孔施工采用三班制作业,每班每台钻机安排4人,正常情况每班每台钻机一个班可以施工一个钻孔,孔深80~100m。单巷布置两台钻机施工时,间距200m以上。
预抽放钻孔工程施工于2009年6月30日先在15102工作面回风顺槽掘进83m后开始,进风顺槽钻孔施工于2009年7月8日巷道掘进73m后开始,由外向里依次进行,进、回风顺槽各有一台钻机进行钻孔施工,后由于回风顺槽遇构造,施工进度较慢,又增购一台钻机,回风顺槽钻机施工于12月28日完工,共施工钻孔564个,进风顺槽钻孔施工于2010年1月15日完工,共施工钻孔574个,两顺槽共施工钻孔进尺102420m,现已全部连管抽放。
(2)封孔及连接管路:进风顺槽封孔574个,回风顺槽封孔564个,全部采用聚氨脂按比例分三处包在封孔管上进行封孔,以避免漏气现象。两顺槽共连接管路2000m。现已全部安装完成。
5、抽采效果:15102本煤层钻孔预抽采用随钻孔、随封孔、随抽放,由抽放观测工每天观测一次节流、负压、瓦斯等参数,并填写汇总表,及时掌握了每天的抽放数据。经过一段时间的抽放,两趟本煤层抽放管中瓦斯浓度逐步上升,瓦斯抽放量也达到了本矿自进行本煤层瓦斯抽放的最高数值,并逐步趋于稳定,达到了本煤层抽放的最好效果。为了掌握个别钻孔瓦斯情况,安装了单孔观测装置,其中进风安装了4套,回风安装了3套,抽采瓦斯浓度最高均在90%左右。经过探索分析,钻孔瓦斯应经历上升期、稳定期和衰减期。钻孔抽放最初为上升期,进风顺槽抽采管路瓦斯浓度6%,抽采纯量0.88m3/min,回风顺槽抽采管路瓦斯浓度6%,抽采纯量1.25m3/min;钻孔抽放中期(即现在)为稳定期,进风顺槽抽采管路瓦斯浓度35%,抽采纯量4.51m3/min,回风顺槽抽采管路瓦斯浓度40%,抽采纯量5.22m3/min。现在矿井抽采纯量为19m3/min,其中15102本煤层两趟抽放管抽采纯量就已达到9.7m3/min,占到了矿井瓦斯抽放量中不小比例,按此计算,15102本煤层日抽放量可达到1.4万m3,月抽放量为42万m3。
6、存在问题及注意事项:
(1)钻孔施工与巷道掘进平行作业,钻场布置在掘进巷道,影响掘进队进料,钻孔过程碎煤运输受到掘进皮带机开停限制,钻孔中涌出的瓦斯造成巷道瓦斯浓度升高等。
(2)钻孔间距1.5m,钻孔工程量大。
(3)因煤层倾角变化大,常造成钻孔施工时,钻入顶板或底板情况,达不到设计钻孔深度。
(4)采掘衔接紧张,预抽放时间较短,总体抽放量受到限制。
以上是我们在15#煤层瓦斯预抽放方面的一些基本的探索性的做法,这项工作可以说是刚刚起步,技术方面不太成熟,工作中还存在许多问题和不足,我们将继续努力,坚持把煤层瓦斯预抽放工作做的更好,彻底根治矿井瓦斯隐患。
附:1、15102工作面预抽放钻孔抽放效果统计表
2、15102工作面预抽放钻孔布置图
3、15102工作面预抽放钻孔连接图
二〇一〇年二月
附1
15102工作面预抽放钻孔抽放效果统计表
抽放
期间 地 点 钻孔编号 负压
mmH2O 流量
mmH2O CH4
% 纯瓦斯量m3/min
上
升
期 15102进风 主管 300 3 6.00 0.88
61# 240 9 10.00 0.04
184# 180 6 8.00 0.02
263# 280 8 11.00 0.04
445# 200 7 8.00 0.03
15102回风 主管 300 6 6.00 1.25
69# 265 12 11.00 0.05
161# 190 10 9.00 0.03
305# 270 9 12.00 0.04
稳
定
期 15102进风 主管 34 2 35.00 4.51
61# 22 2 95.00 0.21
184# 18 2 90.00 0.19
263# 21 2 95.00 0.21
445# 15 2 88.00 0.18
15102回风 主管 37 2 40.00 5.22
69# 20 3 90.00 0.23
161# 15 3 95.00 0.25
305# 30 3 90.00 0.23