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煤矿安全及煤矿瓦斯的利用现状•煤是重要能源，也是冶金、化学工业的重要原料。主要用于燃烧、炼焦、气化、低温干馏、加氢液化等。中国是世界最大的煤炭消费国，中国每年的煤消耗量占全球消耗量35%。•煤的开采是一项最艰苦的工作，矿井开采条件的好坏与煤矿中含瓦斯的多少成反比，中国煤矿中含瓦斯比例高，高瓦斯和有瓦斯突出的矿井占40%以上。中国采煤以矿井开采为主，如山西\山东\徐州及东北地区大数采用这一开采方式，也有露天开采，如朔州平朔煤矿——全国最大的露天煤矿.三分之二以上的地下煤炭生产由使用连续采矿机械的房柱法开采。有钨合金钻头的连续开采机一面前一面从表面上破煤，然后再运输到等候接送的汽车上运送到输送带被转移到地面。采煤机前进一段距离，停止移动而后支撑被放入。这个过程反复，直到煤层开采完。不使用爆破手段。另一种地下采煤方法，是长壁开采法，占了百分之二十左右的生产。这种方法使用横跨400至600英尺的煤层（长壁）的切割机。这台机器上有一个旋转缸钨钻头切下煤，而后煤炭送入输送系统，再由其带出来的矿井。屋顶由大型钢铁支持，附于机器。由于机器向前推动，屋顶支撑也前进。近80%的煤炭开采可使用这种方法。其余百分之十一的地下生产，是由传统的采矿用的炸药法，爆破后煤炭被移除。正因为中国的煤矿开采手段还很落后，而开采方式又以矿井开采为主，这样就导致煤矿安全事故层出不穷，而瓦斯含量高也使瓦斯爆炸及瓦斯突出事故占据了较大部分。煤矿事故分类•(1)顶板事故。指矿井冒顶、片帮、顶板掉牙、顶板支护垮倒、冲击地压、露天矿滑坡、坑槽垮塌等事故，底板事故也视为顶板事故。•.(2)瓦斯事故。指瓦斯(煤尘)爆炸(燃烧)，煤(岩)与瓦斯突出，瓦斯中毒、窒息。•(3)机电事故。指机电设备(设施)导致的事故。包括运输设备在安装、检修、调试过程中发生的事故。•(4)运输事故。指运输设备(设施)在运行过程发生的事故。•(5)放炮事故。指放炮崩人、触响瞎炮造成的事故。•(6)火灾事故。指煤与矸石自然发火和外因火灾造成的事故(煤层自燃未见明火，逸出有害气体中毒算为瓦斯事故)。•(7)水害事故。指地表水、采空区水、地质水、工业用水造成的事故及透黄泥、流沙导致的事故。•(8)其他事故。以上7类以外的事故。•中国安监总局副局长、煤监局局长赵铁锤在14日召开的全国安全生产工作会议表示2011年，在煤炭产量持续增长的情况下，全国煤矿发生事故1201起、死亡1973人，同比分别下降14.4%和19.0%。•2011年，全国较大事故同比减少25起、105人，分别下降21.7%和20.3%；重特大事故同比减少3起、182人，分别下降12.5%和34.2%；煤炭百万吨死亡率同比下降24.7%。•2011年，中国煤矿安全生产工作还“历史性地”实现了“四个首次”：煤矿事故死亡人数首次降到了2000人以下；百万吨死亡率首次下降到了0.564;自1988年以来，特别重大事故起数首次减少到1起，发生周期首次延长至390天，创造了“23年来的最好成绩”。2011年，煤矿安全保障能力明显提升。全国14个大型煤炭基地建设稳步推进，其煤炭产量已占到全国的88%，千万吨级企业达到47家、产量占全国的63.24%，产业集中度明显提高。•2011年，全国又关闭不具备安全生产条件的小煤矿429余处、淘汰落后产能4272万吨/年。2011年，全国小煤矿事故833起、死亡1391人，同比减少137起、311人，分别下降14.1%和18.3%；小煤矿百万吨死亡率由1.414下降到1.104，下降了21.9%。煤矿重大安全事故统计顶板事故瓦斯事故火灾事故水害事故总计事故次数291517死亡人数181522849247失踪人数272241时间地点遇难人数事故原因2011312贵州六盘水16人死亡，3人失踪瓦斯爆炸2011324吉林白山13人死亡瓦斯爆炸201142新疆乌鲁木齐10人死亡掘进头发生冒顶事故2011415云南省曲靖12人死亡瓦斯爆炸2011529贵州贵阳12人死亡，1人失踪掘进工作面发生透水事故2011620湖南衡阳13人死亡透水事故201172贵州黔南州2人死亡，21人失踪矿井透水。201172广西来宾8人死亡，12人失踪采空区垮塌201176山东枣庄28人死亡空气压缩机着火2011814贵州六盘水10人遇难煤与瓦斯突出2011829四川达州市12人遇难透水2011916山西朔州12人遇难矿井透水。20111016陕西省铜川市11人死亡瓦斯爆炸20111017重庆市奉节县13人死亡瓦斯爆炸20111027河南焦作14人死亡四人失踪煤与瓦斯突出2001029湖南衡山29人死亡瓦斯爆炸20111110云南曲靖34人遇难煤与瓦斯突出煤矿瓦斯定义•煤矿瓦斯一直是煤矿安全生产的重大隐患。煤矿重特大瓦斯爆炸事故时有发生，给人民群众生命财产造成了重大损失；同时，未经综合利用的煤层气直接排放到大气中，也造成了严重的环境污染和资源浪费。•煤层气（矿井瓦斯）是赋存在煤层中的一种共生或伴生气体，主要成分为甲烷。它不仅是煤矿生产安全的重大隐患，将其直接排人大气还会造成强烈的温室效应，导致环境破坏。甲烷是一种强烈的温室气体，温室效应是二氧化碳的21～23倍。同时甲烷也是一种洁净的能源，纯瓦斯的热值与常规天然气相当，是一种洁净高效的能源。甲烷性质•甲烷分子式CH4，分子量16.04。是最简单的有机化合物。甲烷是没有颜色、没有气味、微溶于水的可燃性气体。沸点-161.4℃，密度0.716kg/m3，液态相对密度(水=1)0.42(-164℃)；气态相对密度(空气=1)0.55。引燃温度538(℃)。发热量为33.38～37.11MJ/m3（7972～8864千卡）。•甲烷和空气成适当比例的混合物，遇火花会发生爆炸。爆炸上限为15%(V/V)，爆炸下限5.3%(V/V)。化学性质相当稳定，跟强酸、强碱或强氧化剂（如KMnO4）等一般不起反应。在适当条件下会发生氧化、热解及卤代等反应，可以溶于醇、乙醚。它不仅是煤矿生产安全的重大隐患，将其直接排人大气还会造成强烈的温室效应，导致环境破坏。瓦斯利用的意义•针对我国频频发生的煤矿瓦斯爆炸，中国工程院院士周世宁、张铁岗日前建议，我国应加快开展煤层气利用工作，遏制煤矿重特大事故发生。•据周世宁院士介绍，煤层气实际上是一种热值高、无污染的新能源，可用于发电燃料、工业燃料、化工原料和居民生活燃料。同时，对煤层气的回收利用有助于保护环境，因为煤层气随着煤炭开采泄漏到大气中会加剧全球温室效应。•据统计，我国有近一半矿井为高瓦斯或瓦斯突出矿井，每年因采煤而从矿井中抽放的煤层气在13亿立方米以上。瓦斯事故是我国煤矿安全事故的主要来源，有效控制瓦斯事故是解决我国煤矿安全问题的关键。•张铁岗院士介绍，瓦斯发电的效益相当显著，在胜利油田胜利动力机械有限公司的试验显示：如果是1立方米含量100%的瓦斯，可以发出3.2～3.3度电。如果我国瓦斯抽放量达到42亿立方米并全部被利用，相当于增加570万吨标准煤，可缓解能源紧张局势，可增加产值15亿元以上；同时还可减排二氧化碳6750万吨，极大地减少大气污染。煤矿瓦斯的处理•①CH4浓度在60％以上的特高浓度瓦斯，进行CH4提纯利用。•②CH4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；•③CH4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。•④CH4浓度在4％～8％之间的特低浓度瓦斯，采用燃油引燃式瓦斯发电机组发电。•⑤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。煤矿瓦斯综合利用技术的市场现状与前景•储量丰富利用率低我国煤层气开发前景可观•根据最新一轮资源评估结果，我国埋深2000米以浅的煤层气资源量31.46万亿立方米，相当于450亿吨标煤，350亿吨标油，与陆上常规天然气资源量相当。按照有关能耗标准，相当于我国可以使用20多年的能源。•目前我国每年在采煤过程中排放的煤层气在130亿立方米以上，合理抽放量达到35亿立方米左右，现已利用部分只有5亿立方米，每年仍有30亿立方米左右的剩余量，加上地面钻井开采的煤层气50亿立方米，可利用总量达80亿立方米，约折合标煤1000万吨，如用于发电，每年可发电近300亿千瓦时，资源潜力巨大。•抽排瓦斯中甲烷含量在25%以上的瓦斯目前利用途径手段较多，得到了较好的利用，利用率达到70％以上，6%-25%的低浓度瓦斯目前只有发电一种途径，而且由于产业起步较晚（2005年），目前利用率不到20%，6%以下基本没有利用。通风瓦斯（俗称乏风）目前利用率为零。•综上所述，我国每年采煤排放到大气中的甲烷折合碳排放2.3亿吨，利用后可发电500亿kWh，利用其发电可间接减排0.9亿吨。2008年中国碳排放总量约65亿吨，发电总量3.4万亿kWh，采煤瓦斯处理及利用产业全部处理利用后，减排约占全国碳排放总量的1/20，发电约占全国总量的1/70。•我国目前煤矿瓦斯综合利用仍处于初级阶段，但技术已经达到国际先进水平，加上国家相关政策标准的出台制定及落实，后期该产业将得到健康快速的发展，对改变国家能源结构、社会环境起到非常大的作用。