矿井煤成气简易采集法

所属技术领域  本发明为一种采气方法，它是在采用免风安全采煤方法（本人之另一发明，已申请国家专利）矿井的煤成气（瓦斯）开采方法。它的特征是：利用煤矿井的一切井下空间，用简单的管道系统抽采煤成气。

背景技术  煤成气的开发利用在近几年才受到重视。由于受石油气勘探、开采方法的影响，煤成气的评价开采方法，至今没有脱离石油气的方法模式，煤成气气田得有一定规模才可能勘探、开发。由于受传统煤田勘探和采煤方法的束缚，煤成气（瓦斯）一直视为煤矿生产的主要不安全因素，作为有害废物必须经通风排至大气。

目前，气、煤分别勘探与开采的方法之不足之处在于：大量煤成气资源被浪费;大气被污染;采煤巷道仅用于采煤，未能发挥它在采气方面的作用。煤成气（瓦斯）特大的矿井采用专门方法抽放，浪费大量人力、物力。煤炭工业出版社出版的两本专著可以说明现在技术之不足：

杨其中等译  煤和瓦斯突出防治技术译文集（1981）;

阳泉矿务局等  煤矿瓦斯抽放（1977）

目的  本发明的目的在于从根本上改变现有技术的不足，提供一种经济效益与环境效益显著的、在实行免风安全采煤方法的矿井中非常易于实施的煤成气采集法。

内容  本发明是矿井免风安全采煤方法的进一步开发，在新建并或经简单改造后的生产矿井实行该方法后，都可以通过以下措施来达到本发明的目的：

在井口安装抽气机械，从矿内大巷抽吸煤成气，供给用户。

本发明可以下列具体措施实现：

（1）轴流式风泵的进气口接钢管，钢管通过井筒、气门1、混气巷段和气门2，在矿内集中大巷抽吸煤成气或再由钢管分支管通达各阶段、采区;各钢管端均设阀门、气体流量计，以调控、测量各地段的采气量。

（2）煤成气进入巷道的速度（m³/min）与巷道壁面积、邻近巷道岩石的破碎程度等有关，而进入巷道的总量则与各种巷道所揭露的煤与岩层特征、层数多少、控制面积的大小有关。故所有巷道、采空区、钻孔等都可以连通（为防治地下水时例外）。

（3）当煤成气涌出量较少，不能满足用户需要时，可以用专门巷道、钻孔或深孔爆破等揭露一些采煤巷道来揭露而可能赋存有大量瓦斯的不可采煤层及岩层。相似地，在新水平、新采区开拓时，在满足采煤要求和防治地下水的前提下，可以有计划、有目的地揭露一些有利瓦斯赋存与逸出的煤层、岩层。

（4）当矿井将“报废”（采煤生产结束）前应从继续采集煤成气的角度，对巷道进行必要加固（对用于集、输气巷道）或破坏（对位于矿界的巷道和开凿于不透气岩层中的巷道。但要注意防止地下水突入、涌出量增大的可能），使矿井继续有效地为采气服务。

（5）当停止采煤因而停止排水后，巷道积水会阻碍它的集、输气功能，故在矿井封闭前，为保持低水位、干巷道，对长期继续排水应作出可靠安排。

（6）在采气后期，采气量减少时，可换用真空泵抽吸。

优点  本发明的主要优点有：

（1）在采煤的同时采集瓦斯，煤矿又是气矿;设施简单，运行费主要为少量电费。

（2）煤成气以CH₄为主，CH₄的发热量为9500大卡/m³。我国大多数煤矿为超级瓦斯矿，即瓦斯涌出量多在10m³/吨煤以上，全国平均值估计可达10m³/吨煤。我国89年产煤10亿吨，用本发明可得煤成气100亿m³，这将大大增加煤成气在能源组成中的比重。

（3）煤成气主要成分CH₄是温室效应和臭氧层变薄的主要原因之一，本发明消除了这全球性一大污染源。

（4）对具有放射性的一些煤矿（如贵州的某些矿井），不断抽排瓦斯，可降低矿井巷道内氡气的含量，使矿下人员少受放射性危害。

（5）无论煤成气在煤层、岩层中含量多少，都可被开采利用：利用所有巷道采集，直到矿井不采煤时还继续采气。这使煤成气资源达到开发极限;所有与煤共生的煤成气不论多少都可采集利用，且开采都很彻底。

效果 本发明有巨大的经济效益。按4750千卡/公斤煤计算，9500大卡/m³煤成气，等于2Kg煤炭，全国产煤10亿吨，可得100亿m³煤成气，相当于多产煤2000万吨;按市价0.3元/m³计，煤成气价值30亿元。