貴州某煤礦瓦斯發(fā)電站建立可行性研究

1、貴州某煤礦瓦斯發(fā)電站建立可行性研究煤礦現(xiàn)代化2009年第4翅總第91期窟舀昭圍固可值四貴州煤礦監(jiān)察局盤江分局周光明貴州大學(xué)礦業(yè)學(xué)院岳宗洪摘要由于瓦斯已經(jīng)嚴重影響貴州某礦的安全生產(chǎn),同時抽放后直接排入空氣中對大氣產(chǎn)生了很大的污染,因此有必要對本礦進行瓦斯分析預(yù)測和瓦斯發(fā)電可行性研究,得出本礦完全具備低濃度瓦斯發(fā)電站建立的條件,如果本礦建立瓦斯發(fā)站將有利改善能源,安全和環(huán)保的作用,并創(chuàng)造一定的經(jīng)濟效益.關(guān)鍵詞瓦斯預(yù)測瓦斯發(fā)電安全保障經(jīng)濟效益我國煤層氣資源十分豐富,是世界上第三大儲量國.根據(jù)最新一輪資源評估結(jié)果,我國埋深2000m以下的煤層氣資源量達到31.46萬億m,相當(dāng)于450億t標準煤,或35

2、0億t標準油,與陸上常規(guī)天然氣資源量相當(dāng).而瓦斯的實際利用率不到2%.貴州煤層氣資源豐富,在全國煤層氣的資源量排第二,具有很好的開發(fā)前景.我省最早的瓦斯抽放系統(tǒng)是在六枝局大用礦井,直到1985年12月13日六枝礦瓦斯民用工程一次點火試燒成功,我省才有了第一個瓦斯開發(fā)利用工程.到1992年,相繼地宗礦,四角田礦,化處礦,涼水井礦都各建起了容積5000m3的瓦斯民用工程,全局利用純瓦斯量840萬m,用戶達1萬戶,年節(jié)煤4萬t,價值2oo萬元.目前貴州煤層氣開發(fā)總體還處于初級的階段,利用還比較少,在煤層氣(瓦斯)發(fā)電利用方面,貴州省投入穩(wěn)定運行的瓦斯發(fā)電機組29臺,裝機總量1.45萬千瓦.近年來由于

3、低濃度瓦斯發(fā)電機技術(shù)的突破,所以加快貴州瓦斯發(fā)電站建立可行性研究非常必要.1概況1.1礦井概況本煤礦位于貴州省興仁縣城西北潘家莊鎮(zhèn),與興仁縣城直距約20kin.礦井探礦權(quán)范圍地理坐標:東經(jīng)105.0616一105.0807”;北緯25o3122”.-25.3208”.井田平均走向長約1.6km,傾斜寬約1.6km,井田面積2.8725km2.開采深度由+1630+1050m.根據(jù)貴州省國土資源勘測規(guī)劃院2o04年12月對貴州省興仁縣振興煤礦詳查地質(zhì)報告評審的貴州省礦產(chǎn)資源儲量評審意見書,本煤礦法定探礦權(quán)范圍內(nèi)m1,m2,m3,m4,m5,m7及m8七層可采煤層原煤資源量為2590萬t.礦井設(shè)計

4、生產(chǎn)能力為3o萬a,現(xiàn)在進行技改造為45萬如.1.2構(gòu)造地層煤層簡況礦區(qū)位于放馬坪背斜西南伏端,總體呈單斜構(gòu)造,地層傾向由西漸變?yōu)槟衔?傾角一般為6一l2.礦區(qū)煤系地層龍?zhí)督M第三段(p2m)中還發(fā)育少量東西向正斷層,斷距較小,一般5一lom,地表不明顯,但在開采煤窖中可見.該類小斷層使煤層短距離錯位,破壞了煤層局部的穩(wěn)定性和連續(xù)性,降低了煤層頂板巖石的強度.綜上所述,礦區(qū)位于放馬坪背斜西南伏端,含煤地層產(chǎn)狀較緩,區(qū)內(nèi)褶皺,斷層較少,其構(gòu)造復(fù)雜程度屬于中等類型.礦區(qū)出露地層有龍?zhí)督M,龍頭山組,含煤l624層,一般7-8層,可采煤層總厚8.519.81m平均12.8m含煤系數(shù)4%,可采煤層7層.現(xiàn)

5、開采m5層,煤層穩(wěn)定,煤層傾角約為lo0左右.2瓦斯發(fā)電站建立的可行性研究?8?2.1瓦斯概況該礦井為高瓦斯礦井,礦井已安裝有瓦斯抽放系統(tǒng).根據(jù)貴州省煤炭管理局2007年度礦井瓦斯等級鑒定報告:該礦井絕對瓦斯風(fēng)排量為8.88m3/min,總量為22.41m3/min,相對瓦斯涌出量75.28m.本礦已經(jīng)建立瓦斯抽放系統(tǒng).2.2瓦斯預(yù)測3.4.1瓦斯總量預(yù)測礦井瓦斯涌出量(按aq標準進行預(yù)測計算)wh=wwwx:!二r二!(+b)(v)0.146e(1+0.31w)10oa=2.4+0.21vb=10.o04v一0.o2t“一面麗wy=式中wx一煤的瓦斯吸附量,m.wf,ar,vl一煤的水分,灰

6、分,揮發(fā)分%(根據(jù)突出報告,沒有的按地質(zhì)報告和安全專篇中為準).p一一瓦斯壓力,1.2mpa;en一一溫度系數(shù)(按20查表取值:0.672);wy一游離瓦斯量,mtt;fn一一煤的孔隙率,%(以突出報告為準,沒有的取4.6956);一一煤的容重,;kv一相對煤層瓦斯壓力下的瓦斯壓縮系數(shù);ii-溫度,.使用上速公式及相關(guān)資料(突出報告和地質(zhì)報告及安全專篇)進行計算結(jié)果見表1.表1各煤層瓦斯含量計算結(jié)果表經(jīng)過上面預(yù)測本礦目前瓦斯儲量大約為7.7268億m,可煤礦現(xiàn)代化2009年第4期總第91期知道本礦瓦斯含量豐富,為本礦建立瓦斯發(fā)電站提供了資源保障.2.3瓦斯抽放方法選擇及泵站建立初期,只開采5煤

7、層刀把部分,掘進采用先探放后掘進,工作面采用本煤層抽放,其他時間采用包括巷道掘進時邊抽邊放;回采工作面預(yù)抽和邊采邊抽.抽放設(shè)計根據(jù)鄰近礦區(qū)類似礦井生產(chǎn)經(jīng)驗,確定本煤層及密閉采空區(qū)埋管抽放率預(yù)計為25%,抽放上,下鄰近層(專用瓦斯抽放巷布置于m6煤層中)瓦斯抽放效率為30%計.瓦斯抽放純量q純=44m3/min;(其中低負壓20.0m,高負壓24.0m)礦井年設(shè)計抽放量為2090.88萬m,.高負壓抽放瓦斯抽放所需流量:q=24x1.2(0.3x0.8)=120m3/min低負壓抽放瓦斯抽放所需流量:q=20x1.2(0.25x0.8)=120m3/min根據(jù)礦井開采采掘的具體位置及開拓布暑,確

8、定將抽放泵站設(shè)在礦井回風(fēng)井井口附近無地質(zhì),洪水等災(zāi)害影響,地勢平坦的地點.根據(jù)我礦實際,泵站選擇在調(diào)度會議室后面的山頂.2.4瓦斯發(fā)電站的建立的可行分析2.4.1低濃度瓦斯發(fā)電基本要求首先,按國家煤礦安全管理部門的要求安裝了瓦斯抽放系統(tǒng),并且瓦斯抽放系統(tǒng)須正常運行;其次,瓦斯抽放系統(tǒng)純瓦斯抽放量在100萬m3/年左右,瓦斯?jié)舛仍?-25%之間.達到這2個條件就能具備建設(shè)瓦斯電站的基礎(chǔ),若建設(shè)瓦斯電站就可實現(xiàn)”以利用促抽采,以抽采促安全”的煤礦良性循環(huán)發(fā)展.根據(jù)本礦提供的資料和數(shù)據(jù),可知本礦已安裝并正在使用瓦斯抽放系統(tǒng),瓦斯抽放系統(tǒng)已經(jīng)正常運行,滿足低濃度瓦斯正常發(fā)電的瓦斯抽放濃度目前為9%27

9、.6%,瓦斯抽放泵為100m3/min120m3/min,年瓦斯抽放系統(tǒng)純量在427.68萬m3/年1573.44萬m3/年.所以本礦完全滿足低濃度瓦斯發(fā)電的要求.2.4.2瓦斯發(fā)站的建立目前開采的煤層是m5號煤層,根據(jù)瓦斯抽放表和瓦斯日報表可知,瓦斯的瓦斯涌出量比較穩(wěn)定,適合瓦斯發(fā)電濃度的量大比較大,基本完全能夠滿足瓦斯發(fā)電.由于”勝動”牌500gf13rw瓦斯發(fā)電機組,該發(fā)電機使用于瓦斯?jié)舛却笥?69)%以上的瓦斯發(fā)電可以發(fā)電,正常發(fā)電則需要瓦斯?jié)舛仍诖笥诨虻扔?%.所以本項目瓦斯發(fā)電需要的瓦斯量不能包括本礦在瓦斯抽放后的回采工作面瓦斯量,掘進工作面瓦斯量(抽放后瓦斯?jié)舛冗h小于6%).可用

10、于低濃度瓦斯發(fā)電純量m=瓦斯?jié)舛却笥诨虻扔?%的瓦斯抽放濃度%瓦斯抽放量m3/minx60=(9-27.6)%x(100120)m3/minx60=5401987.2m由于1臺500gf13rw瓦斯發(fā)電機組理論上需要瓦斯純量140150m左右才能發(fā)電正常,實際發(fā)電正常需要瓦斯純量150m3/h,那么本礦瓦斯純量理論完全可以滿足3臺500gf13rw瓦斯發(fā)電機組建立1500kw電站.3經(jīng)濟效益3.1年總運行成本每臺機組連續(xù)運行功率400kw(其中實際功率=發(fā)電機功率x功率因數(shù)400kw=500kw0.8)年運行時問為330天.年發(fā)電量:3臺x400kwx24hx330=950.4萬kwh.機油消

11、耗:1.5g/kwhx950.4萬kwhx20元/千克=28.512萬兀.礦方人員及cdm人員工資:電站運行及維護人員按24人考慮,人員工資平均按4萬/年.共計:4萬元/人年x24人=96萬元.職工福利費:按生產(chǎn)工人工資的14%計算.共l3.44萬元.勞動保險費等費用:根據(jù)礦井原煤成本計算辦法(采礦設(shè)計手冊),勞動保險費,待業(yè)保險費,工會經(jīng)費與職工教育經(jīng)費按成本工資的27.6%計算.為26.496萬元.管理費用:3o萬元設(shè)備折舊:按平均年限法計算,折舊年限為1o年,殘值率5%.即970.5x(1-5%)/10=92.1975萬元.設(shè)備維護:每臺機組1o萬元,年,3臺機組共計30萬元.站自用電:

12、根據(jù)礦的部分自用電量,大約站自用電占發(fā)電量的5%.即:0.50元/kwh950.4萬kwhx0.05=23.76萬元.年瓦斯抽放系統(tǒng)及其維修:l5萬元;年安全費用:3o萬元;年攤銷費為:2o萬元;總成本=405.4087萬元.3.2年發(fā)電收益由于本礦的大部分電進行上網(wǎng),當(dāng)?shù)厣暇W(wǎng)電價為0.22元/kwh,國家補貼0.25元wh.年發(fā)電收益=年發(fā)電量電價;=950.4x(1-5%)萬kwh(0.22+0.25)元/kwh+95o.4x5%x0.5元/kwh;=448.1136萬元.cdm減排收益=6.9744萬tx8歐=55.7952x9.95=555.16224萬元.年瓦斯發(fā)電站總增值稅為:20

13、1.5744萬元;年發(fā)瓦斯發(fā)電站總所得稅為:170.4668萬元;城市維護建設(shè)稅與教育費附加為:16.1259萬元;公積金年收費用為:2o.97萬元;年收益=發(fā)電收益+cdm收益一成本一稅收;=1003.27584萬元一405.4087萬元一388.1671萬元;=209.70004萬元:投資回收=項目總投資年收益=l100.5萬元+209.70004萬元5.3年.4結(jié)論本煤礦瓦斯發(fā)電利用不但在經(jīng)濟效益方面是十分明顯的,而且瓦斯發(fā)電是在采煤之前將煤層氣采出,可使煤礦瓦斯涌出量降低70%80%,不僅能給煤礦提供安全保障,同時大幅削減礦井建設(shè)費用和生產(chǎn)通風(fēng),防災(zāi)費用一般估計可減少?9?煤礦現(xiàn)代化2

14、009年第4期總第91期加快煤炭企業(yè)物流一體化改革實現(xiàn)物資供應(yīng)專業(yè)化口社會化兗礦集團物資部孔令超現(xiàn)在,越來越多的人知道了”第三利潤源泉”的說法,開始明白:”物流”是企業(yè)創(chuàng)造利潤的第三個源泉.隨著市場競爭的不斷深化和加劇,企業(yè)建立競爭的關(guān)鍵,已由節(jié)約原材料的”第一利潤源泉”,提高勞動生產(chǎn)率的”第二利潤源泉”,轉(zhuǎn)向建立高效的物流系統(tǒng)的”第三利潤源泉”.20世紀80年代,西方發(fā)達國家,如美國,法國和德國等就提出了物流一體化的現(xiàn)代理論,應(yīng)用和指導(dǎo)其物流發(fā)展取得了明顯的效果.使他們的生產(chǎn)商,供應(yīng)商和銷售商均獲得了顯著的經(jīng)濟效益.美國十幾年的經(jīng)濟繁榮即與該國重視物流一體化的理論與實踐,加強供應(yīng)鏈管理,提高

15、社會生產(chǎn)的物流效率和物流水平分不開的.物流一體化就是指不同職能部門或不同企業(yè)之問在物流上的合作,達到提高物流效率,降低物流成本的效果.作為具有一定專業(yè)化和社會化的煤炭企業(yè)物資供應(yīng)部門(即物流企業(yè)),如何適應(yīng)現(xiàn)代物流的改革和發(fā)展,是當(dāng)前物資供應(yīng)部門面臨的重要課題.黨的十四大確定我國經(jīng)濟體制的改革目標以來,社會主義市場經(jīng)濟體制經(jīng)濟改革不斷深入,物資供應(yīng)管理也經(jīng)歷了多次改革.但是由于受國家物資流通體制的影響,一直沿用傳統(tǒng)的兩級管理模式,這種模式在計劃經(jīng)濟體制下曾發(fā)揮一定作用.然而這種模式畢竟是計劃經(jīng)濟體制下的產(chǎn)物,很難適應(yīng)改革開放的大形勢.特別是隨著國家物資流通體制改革的深入,這種體制的弊端也日漸明

16、顯.如:對市場的參與競爭意識和能力不強,中間環(huán)節(jié)過多,工作效率低下,管理漏洞大,物資儲備分散,周轉(zhuǎn)速度慢.這些問題直接影響了煤炭企業(yè)的整體效益,必須進一步深化改革,建立起適合煤炭企業(yè)生產(chǎn)建設(shè)特點的開放的現(xiàn)代物流體系.l構(gòu)建第三方物流企業(yè),實現(xiàn)物流一體化物流一體化是物流產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展形式,它必須以第三方物流充分發(fā)育和完善為基礎(chǔ).所謂”第三方物流”,指的是由物流的供方,需方之外的第三方去完成的物流運作方式.物流一體化的實質(zhì)是一個物流管理的問題,即專業(yè)化物流管理人員和技術(shù)人員,充分利用專業(yè)化物流設(shè)備,設(shè)施,發(fā)揮專業(yè)化物流運作的管理經(jīng)驗,以求取得整體最優(yōu)的效果.同時,物流一體化的趨勢為第三方物流的發(fā)展提

17、供了良好的發(fā)展環(huán)境和巨大的市場需求.第三方物流和物流一體化的理論為中國的國有大中型企業(yè)帶來一次難得的發(fā)展機遇.作為大型煤炭企業(yè)的物資供應(yīng)中心,必須探索適合中國國情的第三方物流運作模式,降低生產(chǎn)成本提高效益,加強競爭力,以適應(yīng)社會大流通的需要.加快流通體制改革,發(fā)展流通企業(yè),必須走專業(yè)化,社會化的道路,這是客觀規(guī)律的需要,也是煤炭企業(yè)自我發(fā)展的需要.物資供應(yīng)中心應(yīng)按照經(jīng)濟合理化的原則,盡快建立起適合煤炭企業(yè)特點,以流通專業(yè)化,社會化為主要標志的高效,通暢,可調(diào)控的物流體系.市場經(jīng)濟的發(fā)展,要求各種經(jīng)濟要素優(yōu)化組合,建立起現(xiàn)代化的企業(yè)集團.從專業(yè)性向綜合性發(fā)展,從單一型向多向型轉(zhuǎn)變,實現(xiàn)全方位經(jīng)營

18、.這就是要求物資供應(yīng)中心轉(zhuǎn)變成為綜合性的第三方物流企業(yè),集物流,商流,信息流于一體,具有物資市場管理,生產(chǎn)資料經(jīng)營與配套服務(wù)功能.其經(jīng)營方式包括中介服務(wù),計劃供貨,補償貿(mào)易,加工改制等,既從事供應(yīng),也開拓貿(mào)易,即立足流通,也開發(fā)實業(yè),成為全方位,多功能的企業(yè)調(diào)節(jié)機構(gòu),形成規(guī)模經(jīng)營,提高競爭能力.重點是進行機構(gòu),人員,職能重新組合,改變過去直線職能式的”金字塔”管理結(jié)構(gòu)為流程一體化”扁平式”的管理結(jié)構(gòu).形成以客戶服務(wù)為中心,內(nèi)部相互協(xié)調(diào),整體合力強大,管理職能明確,精干高效,指揮統(tǒng)一的組織機構(gòu).建立起管理幅度適中,層次清晰,制度健全,機制靈活的現(xiàn)代物流企事業(yè).社會化的物流企業(yè),不僅要完善各種形式

19、的訂貨會,交易會,而且利用地域特點,發(fā)揮交通優(yōu)勢,培育專業(yè)化,社會化的(1/51/4),節(jié)約大量電能.其次瓦斯發(fā)電的利用有利于減少對大氣的污染,改善礦區(qū)周圍環(huán)境.如果在貴州一些滿足瓦斯發(fā)電的煤礦進行可行研究并建立相應(yīng)的瓦斯發(fā)電站,這樣能夠起到緩解能源緊張和改善能源結(jié)構(gòu),并能創(chuàng)造新的產(chǎn)業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益和社會效益.參考文獻【1】岳宗洪,張明清等.煤礦綠色開采技術(shù)及煤層氣資源化j】.煤炭工程,2008,(3).【2】蘇顯波,陳江風(fēng),等.煤層氣地質(zhì)學(xué)與勘探開發(fā)m】.北京:科學(xué)出版社,20o1.項目來源:貴州省科技廳攻關(guān)項目黔科合gy字(2006)3029作者簡介周光明,男,工程師,1994年畢業(yè)于貴州大學(xué)采礦工程,現(xiàn)于貴州煤礦監(jiān)察局盤江分局監(jiān)察二室主任.(收稿日期:200931)researchofcoalminegaspowerstationsetupfeasibilityinguizhouzhouguang-mingg