陕西黄陵矿业集团有限责任公司_矿井抽采瓦斯综合利用可行性研究_说明书

陕西黄陵矿业集团有限责任公司陕西黄陵矿业集团有限责任公司 矿井抽采瓦斯综合利用可行性研究矿井抽采瓦斯综合利用可行性研究 说说明明书书 中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 2010 年 6 月 陕西黄陵矿业集团有限责任公司陕西黄陵矿业集团有限责任公司 矿井抽采瓦斯综合利用可行性研究矿井抽采瓦斯综合利用可行性研究 说说明明书书 工程编号 K1676CH 利用规模 58 500KW 总 经 理 李明 辉 总 工 程 师 张保 连 项目总工程师 严志刚 项目总工程师 张小 明 中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司 2010 年 6 月 审查人员名单审查人员名单 专 业姓名职 务职 称 严志刚 总经理教授级高级工程师 程志荣副经理 教授级高级工程师 李庆喜主任工程师 工程师 采矿 杨德英顾 问 教授级高级工程师 电气李 刚副经理教授级高级工程师 供电 通信李 刚副经理教授级高级工程师 机制 机械李 刚副经理教授级高级工程师 总图李庆喜主任工程师 工程师 结构程志荣副经理 教授级高级工程师 给排水程志荣副经理 教授级高级工程师 暖通程志荣副经理 教授级高级工程师 环境保护程志荣副经理 教授级高级工程师 技术经济刘晓侠 顾 问高级工程师 参加人员名单参加人员名单 专 业姓名 签字 职 务职 称 严志刚 总经理 项目总工程师 教授级高级工程师 张小明工程师 采矿 刘名阳助 工 程 燕 工程师 总图及运输 任玉东 室主任工程师 秦 博工程师 机械 马宪胜室主任教授级高级工程师 赵跃齐 工程师 电气 通信 姜友林室主任教授级高级工程师 于昌杰 工程师 建筑 结构 霍 军 室主任高级工程师 田 媛 助 工 胡安厚 高级工程师 给排水及 环境保护 黄云丽 工程师 朱习军高级工程师 暖通 赵红涛室主任高级工程师 徐子荣助 工 技术经济 林 牧室主任高级工程师 1 目目 录录 第一章第一章 总总 论论 1 1 1 项目背景 1 1 2 项目概况 5 第二章第二章 黄陵矿区概况黄陵矿区概况 10 2 1 地理概况 10 2 2 地质概况 13 2 3 矿区开发现状 25 第三章第三章 矿区煤层瓦斯赋存规律矿区煤层瓦斯赋存规律 32 3 1 煤层瓦斯赋存基本特征 32 3 2 煤层瓦斯赋存的主控因素 33 3 3 煤层瓦斯分布规律 37 3 4 煤层瓦斯可抽采性评价 39 第四章第四章 各矿井瓦斯抽采现状各矿井瓦斯抽采现状 40 4 1 矿井瓦斯涌出特征 40 4 2 各矿井瓦斯抽采现状 42 第五章第五章 矿区抽采瓦斯的综合利用矿区抽采瓦斯的综合利用 45 5 1 各矿井瓦斯抽采量分析 45 5 2 抽采瓦斯综合利用的可行性 49 5 3 抽采瓦斯综合利用方式的选择 54 第六章第六章 瓦斯调配系统工艺瓦斯调配系统工艺 56 6 1 气源分析 56 6 2 气体调配方案 57 6 3 瓦斯调配系统工艺流程 58 6 4 系统设备 60 2 6 5 供气管网 62 第七章第七章 瓦斯发电瓦斯发电 63 7 1 瓦斯发电工程主要设计原则 63 7 2 低浓度瓦斯发电工艺流程简述 63 7 3 瓦斯发电机组概况 64 7 4 一号煤矿 2 号风井瓦斯发电站发电设备选型 68 7 5 一号煤矿 3 号风井瓦斯发电站发电设备选型 71 7 6 二号煤矿 1 号风井瓦斯发电站发电设备选型 74 第八章第八章 给水排水给水排水 79 8 1 供水水源 79 8 2 给水工程 79 8 3 排水 85 8 4 消防 86 第九章第九章 采暖通风采暖通风 87 9 1 设计依据 87 9 2 采暖 87 9 3 通风与空调 88 9 4 余热回收与供热 89 9 5 供热管网 90 第十章第十章 电电 气气 92 10 1 发电机组 92 10 2 电气接入系统 92 10 3 电气主接线 93 10 4 瓦斯发电站站用电 94 10 5 监控及通信 95 10 6 瓦斯发电站防雷 99 第十一章第十一章 地面建筑地面建筑 100 11 1 设计原始资料和建筑材料 100 11 2 工业建筑及构筑物 100 3 第十二章第十二章 场地布置与防洪排涝场地布置与防洪排涝 104 12 1 概况 104 12 2 场址选择 105 12 3 场地平面布置 109 12 4 竖向布置及场地排水 113 12 5 场内运输及道路 115 12 6 场外道路 115 12 7 场区绿化 116 12 8 管线综合布置 116 12 9 防洪排涝 117 第十三章第十三章 节能与节水节能与节水 119 13 1 节能 119 13 2 节水 122 第十四章第十四章 环境保护与水土保持环境保护与水土保持 124 14 1 环境保护 124 14 2 水土保持防治措施 127 第十五章第十五章 劳动安全与工业卫生劳动安全与工业卫生 128 15 1 概述 128 15 2 设计依据及范围 128 15 3 主要危险性分析 129 15 4 防护措施 129 15 5 安全培训 131 第十六章第十六章 项目实施计划项目实施计划 132 16 1 建设工期 132 16 2 发电量递增计划 133 第十七章第十七章 技术经济技术经济 134 17 1 劳动定员 134 17 2 投资估算 134 4 17 3 资本金筹措 137 17 4 债务资金筹措 137 17 5 融资方案分析 137 第十八章第十八章 财务评价财务评价 138 18 1 成本费用估算 138 18 2 经济效益分析 139 第十九章第十九章 风险分析及防范对策风险分析及防范对策 142 19 1 项目主要风险分析 142 19 2 防范和降低风险对策 143 第二十章第二十章 社会评价社会评价 144 20 1 项目对社会影响的分析 144 20 2 项目与所在地互适性分析 145 20 3 社会评价结论 145 第二十一章第二十一章 项目招标项目招标 146 21 1 招标范围 146 21 2 招标组织形式 146 21 3 招标方式 146 第二十二章第二十二章 研究结论与建议研究结论与建议 148 22 1 研究结论 148 22 2 建议 148 附录 附录 1 黄陵矿区抽采瓦斯综合利用可行性研究委托书 附件 附件 1 投资概算书 附附 图图 目目 录录 序号章 次名 称图 号比 例 1第五章一号煤矿地面瓦斯泵站抽采区域及抽采浓度划分图K1676CH 173 11 20000 2第五章二号煤矿地面瓦斯泵站抽采区域及抽采浓度划分图K1676CH 173 21 20000 3第六章瓦斯调配及输送管道布置管道系统图K1676CH 815 1 4第十章一号矿 2 号风井场地瓦斯发电站 6kV 电气系统图K1676CH 261 1 5第十章一号矿 3 号风井场地瓦斯发电站 10kV 电气系统图K1676CH 261 2 6第十章二号矿 1 号风井场地瓦斯发电站 10kV 电气系统图K1676CH 261 3 7第十章 一号矿 2 号风井场地瓦斯发电站站用电系统图 一 K1676CH 261 4 8第十章 一号矿 2 号风井场地瓦斯发电站站用电系统图 二 K1676CH 261 5 9第十章 一号矿 3 号风井场地瓦斯发电站站用电系统图 一 K1676CH 261 6 10第十章 一号矿 3 号风井场地瓦斯发电站站用电系统图 二 K1676CH 261 7 11第十章 二号矿 1 号风井场地瓦斯发电站站用电系统图 一 K1676CH 261 8 13第十章 二号矿 1 号风井场地瓦斯发电站站用电系统图 二 K1676CH 261 9 14第十二章 一号煤矿 2 号风井瓦斯综合利用场地平面图K1676CH 447 11 1000 15第十二章 一号煤矿 3 号风井瓦斯综合利用场地平面图K1676CH 447 21 1000 16第十二章 二号煤矿 1 号风井瓦斯综合利用场地平面图K1676CH 447 31 1000 黄陵矿业集团有限公司矿井抽采瓦斯综合利用可行性研究 第一章 总 论 1 第一章第一章 总总 论论 1 1 项目背景项目背景 1 1 1 项目名称及隶属关系项目名称及隶属关系 项目名称 黄陵矿业集团有限责任公司矿井抽采瓦斯综合利用可行性研究 开发单位 黄陵矿业集团有限责任公司 建设地点 陕西省延安市黄陵县店头镇 1 1 2 项目建设单位概况项目建设单位概况 黄陵矿业集团有限责任公司隶属陕西煤业化工集团有限责任公司 是陕西煤业 化工集团所属大型现代化核心企业 所经营的黄陵矿区是国家 八五 重点建设项 目 20 项兴陕工程之一 是国家能源投资体制和煤炭基本建设体制改革的试点单位 目前注册资本金 64028 万元 拥有总资产 30 亿元左右 公司始建于 1989 年 9 月 原 名黄陵矿区项目建设管理委员会 1997 年更名为黄陵矿业有限责任公司 2003 年 11 月更名为黄陵矿业集团有限责任公司 公司下设党委工作部 工会 办公室 安全 监察处 生产技术处 劳动人事处 财务处 企业管理处 计划基建处 保卫处 11 个基层单位 其中有 4 个控股 或 参股公司 即陕西龙源建筑安装公司 鑫桥 公司 二号煤矿 煤矸石热电厂 黄陵矿业集团公司位于黄陵县店头镇 南距省会西安 192 公里 省道黄 黄陵 畛 上畛子 公路穿越矿区 直达甘肃境内 东至黄陵县城与 201 国道及铜 铜川 黄 黄陵 高速公路衔接 西 西安 延 延安 铁路从矿区东部通过 矿区拥有 铁路装线 50 公里 在秦家川车站与西延铁路接轨 地理位置优越 交通方便 黄陵矿区煤炭储量丰富 煤质优良 市场前景广阔 煤田总面积 1000 平方公里 地质储量 19 58 亿吨 可开采储量 13 75 亿吨 地质构造简单 煤层平缓 便于开采 煤种为低磷 低灰 低硫 中挥发分 高发热量的一号肥气煤和二号弱粘煤 是国 内少有的符合环保标准要求的优质动力煤 气化用煤和配焦煤 现已在国家工商部 黄陵矿业集团有限公司矿井抽采瓦斯综合利用可行性研究 第一章 总 论 2 门注册了 黄灵一号 和 黄灵 两个品牌 产品畅销华东 华中 华南等地区 并出口 日本 韩国及东南亚等地区 深受到广大用户好评 许多国内大型电厂将黄陵煤列 为免检产品 2004 年 公司被国家消费者协会评选为质量 信誉双满意单位 黄陵矿业集团公司建设规模 1500 万吨 现有有两对生产矿井 即一号煤矿和二 号煤矿 一号煤矿 2001 年 11 月简易投产 形成生产能力 100 万吨 经过近五年的技 术改造和设备升级 机械化装备水平 100 目前拥有生产能力 600 万吨 年 全员 工效 14 吨 工 列全国同行业前三名 2003 年和 2005 年成为全国高产高效矿井 2005 年生产煤炭 430 万吨 配套有年处理能力 300 万吨的大型选煤厂 可生产不同 粒度 灰分的洗精煤 中块煤 混煤和高炉喷吹煤等品种 二号煤矿 2004 年开工建 设 建设规模 1000 万吨 2006 年底建成投入试生产 配套有年处理能力 800 万吨的 全重介选煤厂 现已建成 可生产不同规格的电煤 配焦煤和高炉喷吹煤 矿区拥 有一座煤矸石热电厂 一期工程 2 1 5MW 2003 年 7 月开工建设 2005 年 4 月份发 电 二期工程 2 5MW 2006 年 4 月份开工建设 矿区还拥有一条 50 公里运输能力 1500 万吨的铁路专用线 黄陵矿业集团公司近年来深入贯彻落实科学发展观 充分发挥煤炭资源价值 按照 以煤炭开采为主体 以煤化工为主导 大力发展循环经济 的 十二五 战略发 展规划 开发建设黄陵矿区煤化工循环经济园区 投资 100 亿元 建设 4 98 万吨焦 化项目 100 万吨甲醇 煤焦油 粗苯 电石等化工产业项目 2 300MW 煤矸石发 电项目 构建煤炭开采 洗选加工 煤化工 物流运输 发电 建材等六大产业板 块 延伸产业链条 着力打造煤 化 电 路综合发展的现代化企业集团 公司规划到 2012 年 矿区煤炭产能达到 1600 万吨 焦炭产能达到 500 万吨 化 工产能达到 100 万吨 发电量达到 40 亿度 铁路运力 2000 万吨 企业总资产突破 200 亿元 工业总产值达到 200 亿元 盈利能力达到 65 亿元 黄陵矿区成为陕西乃 至全国循环经济示范基地 近年来 公司先后获得全国百强煤炭企业 中国消费者协会质量信誉双满意单 位 中国煤炭冶金系统企业信用信誉 AAA 级企业 全国企业文化建设 50 强 陕西省 文明单位 全国煤炭系统企业文化示范基地 联合国清洁煤技术示范企业等荣誉称 号 黄陵矿业集团有限公司矿井抽采瓦斯综合利用可行性研究 第一章 总 论 3 1 1 3 项目建设的必要性项目建设的必要性 我国是煤矿瓦斯抽排大国 每年煤田中排出的煤矿瓦斯130 多亿m3 纯CH4 利 用量却不到10亿m3 其余部分均被排入大气 由于CH4 的温室效应是CO2 的24 倍 之多 据统计目前其总的温室效应影响率为35 已仅次于CO2 如此之大的煤矿 瓦斯排放量 无疑是对环境的巨大考验 也是对能源的极大浪费 如果将我国排放 的煤矿瓦斯中的40 亿m3 用来发电 可发电130 亿kW h 相当于为国家节约了570 万t 标准煤和减排了5000 多万t CO2 并创造大批就业岗位 经济 社会及环保效益都 十分显著 2006 年国务院办公厅出台了 关于加快煤层气 煤矿瓦斯 抽采利用的若 干意见 意见 要求各部门及地方政府给予扶持 2007 年初 国家发改委将 加 快煤矿瓦斯 煤矿瓦斯 开发利用 纳入 煤炭工业发展 十一五 规划 中 而后又针对 国务院办公厅 意见 发布了 关于利用煤层气 煤矿瓦斯 发电工作的实施意见 明确要求各级政府部门应当督促煤矿企业结合本矿区实际情况制定煤层气综合利用 规划 并组织审查批准 引导企业合理利用能源资源 因此对井下瓦斯的利用完全 符合我国资源综合利用和可持续发展战略 瓦斯综合利用项目的建设是消除井下瓦斯对煤矿安全生产的威胁 变废为宝 变害为利的需要 黄陵矿业集团所属的一号煤矿和二号煤矿均属于高瓦斯矿井 目前 两矿均已 建立了较完善的地面 井下瓦斯抽采系统 瓦斯抽放量较大 因此 利用抽放出的 井下瓦斯气进行利用 即可以形成新的经济增长点 又可以以抽促产 以用促抽 从而更好的达到保证煤矿安全生产的目的 瓦斯综合利用工程项目的建设是环境保护的需要 井下抽放的无私气体主要成分是甲烷 氮气 二氧化碳等有害气体 同时含有 少量的固体粉尘和水雾 而甲烷气体是一种温室气体 其温室效应是二氧化碳的21 倍 如果不加以利用 直接排向大气 会在大气层处形成一个甲烷层 这将导致地 球反射 太阳光时 在大气层处遇到这个甲烷气体层 太阳光又被反射到地面 会是地 球的表面温度逐渐上升 导致地球变暖 破坏地球的生态环境 由此可见 对瓦斯 黄陵矿业集团有限公司矿井抽采瓦斯综合利用可行性研究 第一章 总 论 4 气的综合利用是保护大气环境的需要 瓦斯综合利用项目的建设是优化能源结构的需要 煤矿井下抽放的瓦斯气属于一种高热值的可然性气体 它的热值平均为 3000Kcal m3左右 是一种优质的清洁能源 每1000 m3纯甲烷气体其热值相当于1吨石 油或1 25吨标准煤的热值 而且井下抽放的瓦斯气污染少 为绿色能源 黄陵一 二号煤矿井下抽放的瓦斯气为开采前 开采中 开采后抽放 抽放的 甲烷浓度和气量可在一定的时间内可以保持相对稳定 其中一号煤矿目前具有抽放 规模为抽采纯瓦斯量90m3 min以上的两个地面固定瓦斯泵站 3号风井场地抽采泵站 正在建设 二号煤矿目前具有抽放规模为抽采纯瓦斯量40m3 min以上的一个地面固 定瓦斯泵站 随着两个矿井规模的不断扩大 抽放量的规模将会继续增加 甲烷浓 度在8 40 范围内变化 同时黄陵矿区含气面积达到572 08km2 总资源量为 20 76 108m3 这为利用瓦斯气提供了良好的资源条件 综上所述 对井下瓦斯的开发利用具有改善煤矿安全 保护大气环境 优化能 源结构 增加新的经济增长点 实现节能减排等多重效益 而且完全符合国家发展 和改革委员会制定 煤矿瓦斯治理与利用总体方案 中确定的发展导向 以及国家 环保部 2008 年 7 月 1 日颁布的煤层气排放标准的规定 对实现煤矿可持续发展具有 重要的现实意义和长远的战略意义 因此进行煤矿抽采瓦斯综合利用工程项目是必 要的 1 1 4 项目可行性研究范围项目可行性研究范围 根据项目单位提供的有关基础资料和委托要求 本可行性研究报告主要对黄陵 矿业集团的一号煤矿 2 号风井场地瓦斯泵站 3 号风井场地瓦斯泵站以及二号煤矿 1 号风井场地瓦斯泵站抽排瓦斯的综合利用进行研究 研究的主要内容为 对抽放的瓦斯气资源量及浓度进行分析 选择合适的利用方式 利用规模的确定 主要设备形式的选择及论证 各附属工艺系统的选择 各系统主要设备的选型 瓦斯综合利用场的选择以及场地总平面布置 消防 劳动安全 工业卫生措施以及节能 节水 环保措施的论述 黄陵矿业集团有限公司矿井抽采瓦斯综合利用可行性研究 第一章 总 论 5 工程的投资估算及财务分析 提出结论性意见 1 1 5 报告编制依据报告编制依据 1 煤炭科学研究总院西安研究院 2009 年 8 月编制完成的 黄陵矿区煤层瓦斯赋 存规律及资源潜力研究 2 北京华宇工程有限公司 2008 年 10 月编制完成的 陕西黄陵矿业集团有限责 任公司一号煤矿瓦斯抽采一期工程初步设计 3 北京华宇工程有限公司 2010 年 1 月编制完成的 陕西黄陵矿业集团有限责任 公司一号煤矿瓦斯抽采二期工程初步设计 4 煤炭科学研究总院重庆院 2007 年 3 月编制完成的 陕西黄陵二号煤矿有限公 司瓦斯抽采工程修改初步设计 5 煤炭科学研究总院西安分院 2006 年 9 月编制完成的 陕西黄陵矿业集体有限 责任公司黄陵一号煤矿煤层瓦斯赋存规律及瓦斯危险程度评价 文件 6 黄陵矿业集团提供的有关矿井采掘布置 矿井通风 工业场地平面布置 供 电系统等方面的图纸 7 国家安全生产监督管理局和国家煤矿安全监察局 2006 年 10 月 25 日发布 自 2007 年 1 月 1 日实施的 煤矿安全规程 8 中华人民共和国国家标准 GB50215 2005 煤炭工业矿井设计规范 9 中华人民共和国行业标准 GB 50471 2008 煤矿瓦斯抽采工程设计规范 10 国家八部委下发的 煤矿瓦斯治理与利用实施意见 11 煤层气开发利用 十一五规划 12 国家建设强制性条文规定及相关规程 规范 标准和规定 1 2 项目概况项目概况 1 2 1 设计编制的原则设计编制的原则 1 抽采瓦斯的利用规模根据矿井煤层瓦斯赋存情况以及矿井瓦斯抽采的实际 能力进行确定 做到统筹设计 一步到位 并预留发展空间 黄陵矿业集团有限公司矿井抽采瓦斯综合利用可行性研究 第一章 总 论 6 2 坚持以气定用 适度规模的原则确定综合利用规模 3 采用先进的工艺和可靠的技术设备 以节约能源 改善环境 减少占地 合 理控制工程投资 提高经济效益为前提 确保项目经济效益 环保效益最大化 4 场地选择应尽可能利用现有购置土地或荒地 以保护耕地 1 2 2 设计指导思想设计指导思想 1 因地制宜地采用新技术 新工艺 新设备 新材料 2 坚持煤气共采一体化 达到保证安全 利用资源 保护环境的目的 3 系统安全 满足使用 投资省 成本低 利用率高 构建安全 高效 节能 环保的瓦斯综合利用系统 1 2 3 设计主要技术特征设计主要技术特征 1 矿井地面瓦斯抽采情况 一号煤矿地面瓦斯抽放系统一期工程位于该矿 2 号风井 共布置两套抽采系统 设计总混合抽采量为 300m3 min 2009 年 12 月 5 日正式投运 主要承担三 五盘区的 瓦斯抽放任务 抽采系统中 1 号预抽采系统选用 CBF730 2 型水环式真空泵两台 电动 YBPT630M1 6 710kW 6kV 2 号采空区抽采系统选用 CBF710 2 型水环式真空泵两 台 电动机 YBPT560M2 6 500kW 6kV 变频范围 30HZ 50HZ 设备均为一用一备 一号煤矿地面瓦斯抽放系统二期工程位于该矿 3 号风井 共布置三套抽采系统 设计总混合抽采量为 450m3 min 目前正在建设 主要承担六 八 十一盘区的瓦斯 抽放任务 预计 2010 年底投运 抽采系统中 1 号预抽采系统选用 2BEC72 型型水环 式真空泵两台 2 号采空区抽采系统选用 2BEC72 型水环式真空泵两台 一台工作一 台备用 3 号预留系统设备同 1 号预抽采系统 三套系统电动均为 YB630M2 6 710kW 10kV 变频范围 25HZ 50HZ 设备均为一用一备 二号煤矿在 1 号回风井场地建有瓦斯抽采站一座 共布置了两套抽采系统 总 设计总混合抽采量为 375m3 min 目前已投运 主要服务于一采区 在二 四采区回 风井及瓦斯抽采系统未形成前 同时兼顾二 四采区局部瓦斯的抽采 设计安装 4 黄陵矿业集团有限公司矿井抽采瓦斯综合利用可行性研究 第一章 总 论 7 台 2BEC67 水环式真空泵 配用 YB560M 4 500kW 防爆电机 设备 1 台运转 1 台备用 2 抽采瓦斯的利用方式 根据两个矿井地面瓦斯抽采泵站的抽采情况 本报告确定利用低浓度瓦斯发电 机组发电对抽采的瓦斯进行利用 在发电的基础上对发电产生的余热进行利用 进 行供热和制冷 实现 冷 热 电 三联供 3 瓦斯调配系统 根据矿区两个矿井目前的抽采情况 利用低浓度瓦斯发电机组发电是最为合理 的一种方式 其建设周期短 投资少 回收快 可实现就地发电 就地使用 多余上网 减少了企业用电成本 增加了企业竞争力 在发电的基础上还可实现 冷 热 电 三联供 本工程设定的利用瓦斯气体的浓度必须达到9 的要求 先将 1 号 2 号抽采系统 的瓦斯气体进行过滤 过滤出来的瓦斯气体送入混合管道进行混合 进入混合管道 段的气体管路上设置自动检测与调节装置 确保混合后的气体控制浓度 9 混合 前及混合后的气体均采用低瓦斯细水雾技术输送 4 发电设备选型及装机规模 本报告确定 瓦斯发电设备选用 8300D Wd 型低浓度瓦斯发电机组 发电机 额定功率 500kW 额定电压 10500V 在一号煤矿 2 号风井场地建一座瓦斯发电站 站内按 14 台 8300D Wd 型低浓 度瓦斯发电机组布置 总装机规模 7MW 初期安装 10 台发电机组 预留 4 台发电机 组安装位置 在一号煤矿 3 号风井场地建一座瓦斯发电站 站内按 24 台 8300D Wd 型低浓度 瓦斯发电机组布置 总装机规模 12MW 初期安装 16 台发电机组 预留 8 台发电机 组安装位置 在二号煤矿 1 号风井场地建一座瓦斯发电站 站内按 20 台 8300D Wd 型低浓度 瓦斯发电机组布置 总装机规模 10MW 初期安装 14 台发电机组 预留 6 台发电机 组安装位置 5 发电站用水量 黄陵矿业集团有限公司矿井抽采瓦斯综合利用可行性研究 第一章 总 论 8 瓦斯发电地面生产生活给水系统 拟采用现状供水管直接供水的方案 瓦斯发 电站发电机组考虑预留设备 在给排水建 构筑物 冷却塔设计以及给排水设备选 型时 考虑后期预留用量一次投资建成 一号煤矿 2 号风井场地瓦斯发电站场地总用水量为 829 84m3 d 一号煤矿 3 号风井场地瓦斯发电站场地总用水量为 1271 44m3 d 二号煤矿 1 号风井场地瓦斯发电站场地总用水量为 1094 8m3 d 6 采暖通风 对瓦斯发电产生的余热利用余热锅炉进行回收 用于瓦斯发电站场地及瓦斯抽 采泵站场地生产生活供热 场地建筑物或生产系统均设置集中热水采暖系统 热媒 均采用 110 70 高温水 热媒由瓦斯发电余热锅炉房通过室外管网提供 瓦斯发电机房 水泵间及配电间均采用机械排风 机械通风设备均为防爆型 7 电气接入系统 黄陵一号矿 2 号风井场地瓦斯发电站不考虑接入公共电网系统通过电缆接入矿 井 2 号风井场地 35 6kV 变电所 6kV 母线段 黄陵一号煤矿 3 风井场瓦斯发电站通过 电缆接入矿井 3 号风井场地 35 10kV 变电所 10kV 母线段 黄陵二号矿 1 号风井场地 瓦斯发电站通过电缆接入矿井 2 号风井场地 35 10kV 变电所 10kV 母线段 8 瓦斯发电站用变系统负荷及监控 一号矿 2 号风井场地瓦斯发电站用变系统负荷 有功功率 298 37kW 站用变选取两台 500KVA 的变压器 一号矿 3 号风井场地瓦斯发电站用变系统负荷 有功功率 441 01kW 站用变选取两台 800KVA 的变压器 二号矿 1 号风井场地瓦斯发电站用变系统负荷 有功功率 376 93kW 站用变选取两台 630KVA 的变压器 瓦斯发电站控制室安装工业以太网交换机 通过矿井综合自动化系统上传至调 度中心 实现远程检测和控制功能 9 地面建 构筑物 本工程的地面建筑物及构筑物总面积为6892m2 总体积55783m3 10 发电站场地 黄陵矿业集团有限公司矿井抽采瓦斯综合利用可行性研究 第一章 总 论 9 一号煤矿 2 号风井瓦斯综合利用场地场址位于该矿 2 号风井场地正北的土塬上 距风井场地约 150m 场地占地面积 11440 00 m2场地自然标高为 1136 00m 1113 70m 设计标高为 1122 30 1116 50m 一号煤矿 3 号风井瓦斯发电场地位于该矿 3 号风井瓦斯抽采场地西北侧约 200m 处 场地占地面积 16500 00m2 场地自然标高为 1081 70m 1067 80m 设计标高为 1076 30 1072 00m 二号煤矿 1 号风井瓦斯发电场地选择在该矿 1 号风井场地东侧 距风井场地约 18m 场地占地面积 9800 00m2 场地自然标高为 1084 00m 1053 50m 设计标高为 1056 20 1053 70m 11 劳动定员 本工程共分 3 个场地 根据发电站规模和系统配置 每个场地劳动定员均为 16 人 共计 48 人 其行政 生活 福利设施依托各自所在煤矿 12 项目投资 本项目估算总投资包括一号煤矿 2 号风井场地瓦斯综合利用 一号煤矿 3 号风 井场地瓦斯综合利用以及二号煤矿 1 号风井场地瓦斯综合利用 项目静态总投资 16583 76 万元 其中 土建工程 2700 67 万元 设备购置费 8376 20 万元 安装工程 2654 16 万元 其他费用 2214 90 万元 工程预备费 637 84 万 元 建设项目总造价 16928 54 万元 其中 基建贷款利息 344 78 万元 建设项目总资金 16948 16 万元 其中 铺底流动资金 19 62 万元 1 2 4 存在问题与建议存在问题与建议 1 目前黄陵矿区一 二号煤矿瓦斯抽采为地面固定瓦斯抽采系统和井下移动泵 瓦斯抽采系统两种方式进行抽采 井下移动泵瓦斯抽采系统抽放的瓦斯目前均排至 回风大巷 导致目前地面瓦斯抽采浓度较低的原因之一 因此 需要根据开采实际 情况 改进抽采系统及抽采工艺 为瓦斯利用提供有力支持 2 本矿区煤层渗透性好 埋藏浅 瓦斯赋存较稳定 但局部地区的瓦斯的相对 富集区域和瓦斯异常区域 在这些高瓦斯含量区内圈定的抽采有利区进行必要的勘 黄陵矿业集团有限公司矿井抽采瓦斯综合利用可行性研究 第一章 总 论 10 探 提高瓦斯抽采效果 3 建议项目实施前需要对瓦斯发电厂接入系统另行进行研究 4 建议项目实施前需要对瓦斯发电厂场地进行工程地质勘查 黄陵矿业集团有限公司矿井抽采瓦斯综合利用可行性研究 第二章 黄陵矿区概况 11 第二章第二章 黄陵矿区概况黄陵矿区概况 2 1 地理概况地理概况 2 1 1 位置与交通位置与交通 黄陵矿区位于黄陇煤田北部 北起葫芦河 南至建庄 东起店头镇 张村驿以 东 西至陕 甘交界 行政区划属黄陵 富县管辖 地理坐标为东经 108 42 34 109 07 58 北纬 35 30 30 35 50 36 面积 1374km2 矿区目前包括一号矿井和二号矿 井 其具体位置如图 2 1 1 所示 矿区地处陕北高原南部 西高东低 西部山峦起伏 沟壑纵横为林区 属侵蚀构造地 西南洪善寺梁为本区制高点 标高 1845 6m 沮水 河最低 在店头镇附近标高为 920m 相对高差为 925 6m 图 2 1 1 黄陵矿区井田位置及交通示意图 黄陵矿业集团有限公司矿井抽采瓦斯综合利用可行性研究 第二章 黄陵矿区概况 12 2 1 2 交通条件交通条件 西安至延安铁路支线秦家川 店头之煤炭运输专线已经竣工 并交付使用 黄 畛 黄陵 上畛子 公路东西向从本矿区中部穿过 其主干公路有 210 国道和铜黄高速 铜黄高速东达黄陵县城 南达铜川 西安等地 上畛子 槐树庄公路从本井田西部 经过 北达直罗镇 富县 延安 西可达甘肃庆阳等地 井田中部索罗湾村距延安 约 220km 距铜川 104km 距西安 210km 井田内林区简易公路遍布 2 1 3 自然地理自然地理 1 地形地貌 本区地处陕北黄土高原南部 地势西高东低 具典型的黄土高原地貌特征 东 北部以黄土塬地形为主 沟谷纵横 塬面支离破碎 切割深度 100 200m 沟底标 高 920 1000m 塬面标高一般为 1200m 最高 1463 80m 西南部山峦起伏 沟壑纵 横 地形复杂 区内植被茂密 属中低山森林区 2 水系 本区水系均属洛河水系 常年流水的有沮水河 郑家河 其余均为间歇性流水 沮水河为区内最大水系 流经井田西南缘 在黄陵县东注入洛河 全长 100km 平 均流量 2 07m3 秒 郑家河由北西向东南流经一号煤矿井田中部 全长 27km 注入洛 河 流量 0 192 0 298m3 s 由于受大陆性季风气候影响 流量随季节变化较大 矿 区北部沟谷间多树枝状间歇性水系 井田内较大的沟流为李章河和双龙沟流 自北 东北向南流入沮水河 井田东部有郑家河水库 水库容量 200 万 m3 3 气象 本区属大陆性半干旱暖温带季风气侯 据黄陵气象站 1973 1995 年资料 年最大 降水量为 977 7mm 最小降水量为 539mm 年平均降水量为 691mm 年最大蒸发量 为 1300mm 雨季多集中在 8 10 月份 日最大降水量 82 1mm 冰雹多集中在 6 8 月份 年平均气温 9 31 一月份平均气温为 5 最低为 20 七月份平均气温 22 5 最高气温为 35 无霜期 191 天 冰冻期为 11 月至次年 3 月份 最大积雪厚度 240mm 冻土层厚度为 650mm 恒温带深度 25m 左右 温度 9 5 常年主导风向为 西北风和东南风 夏季多为东南风 冬季多为西北风 年平均风速 3 3m s 最大风 速为 25m s 黄陵矿业集团有限公司矿井抽采瓦斯综合利用可行性研究 第二章 黄陵矿区概况 13 4 地震 据国家地震局兰州地震大队 1973 年资料 黄陵地区在 1959 年发生过 6 级大地 震 历史上 1556 年陕西华县大地震 1815 年山西平鲁地震 1920 年宁夏海原大地震 均涉及本区 并受到轻度破坏 根据建设部颁发的 GB50011 2001 建筑抗震设计规 范 附录 A 本区地震烈度为 6 度 设计基本地震加速设值为 0 05g 属第二组 2 1 3 水源和电源水源和电源 1 电源 黄陵矿区所在地区的电网属于延安南部电网 延安电网连接着陕北电网与关中 电网 是将陕北能源向关中输送的重要通道 在陕西电网中的地位非常重要 随着 黄陵 330kV 变电站的投运 延安南部电网已经形成了以黄陵 330kV 变电站为电源 向各 110kV 变电站以辐射状网架供电的网络 目前由矿区中心区的 110kV 变电站已建成投运 其 110KV 电源引自店头张湾 110KV 变电所和黄陵下翟庄 330KV 变电站 因此 矿井供电条件优越 2 水源 矿井供水水源可靠 水量充足 矿区供水工程于 1997 年施工完毕交付使用 水 源取自井田西部上畛子洛河砂岩地下水 共施工 28 口水源井 设计供水量 20000m3 d 目前使用 10 口水源井 取水量可达 5000m3 d 全矿区目前实际用水量 2000 3000m3 d 矿区供水管路为两趟 400mm 水泥承压供水管 直接从本矿区各工业 场地通过 2 1 4 其他外部条件其他外部条件 1 通信条件 目前黄陵县在店头 双龙乡及索洛湾村已实现有线电话程控化 无线网络全面 覆盖上述各地 并全部接入国际 国内自动传输网 矿井通信可与矿区通信统一规 划 以建一邮电支局方式接入黄陵县在店头的本地网 2 主要建筑材料供应条件 本区主要建筑材料如砖 瓦及普通石材当地均有生产 黄陵县有多处小规模的 机砖厂 可提供矿井建设的机砖与水泥制品 但多数质量不高 基建过程中要慎重 黄陵矿业集团有限公司矿井抽采瓦斯综合利用可行性研究 第二章 黄陵矿区概况 14 选用 严把质量关 高标号的砂石 钢材 木材 高标号水泥等需由外地购入 3 外部协作条件 黄陵矿区目前在中心区已建成矿区机修厂 设备租赁站 物资总库 学校 医 院家属住宅小区等一系列完善的生产生活辅助设施 可为各矿井提供服务 同时矿 区南距铜川市仅 100km 左右 距西安市也仅仅 226km 因此本矿井的外部协作条件 较好 2 2 地质概况地质概况 2 2 1 地层及地质构造地层及地质构造 2 2 1 1 矿区地质背景矿区地质背景 黄陵矿区地层属于华北地层区鄂尔多斯地层分区焦坪 华亭小区 区内地层发育 比较齐全 早三叠世以前具有华北地层区典型的地层层序特征 中三叠世晚期 随 着华北板块东西构造演化分异 板块中西部出现鄂尔多斯盆地雏形 晚三叠世鄂尔 多斯盆地定型以来 黄陵矿区地层层序在鄂尔多斯煤盆地南部沉积充填序列中具有 一定的代表性 早白垩世开始 鄂尔多斯盆地构造古地理呈现南北分异 以黄陵矿 区为代表的盆地南部最先接受河流相红色粗碎屑岩 湖泊相中细粒碎屑沉积 宜君组 洛河组 晚期为大型湖泊相泥沙质建造 盆地北部为山间河流粗碎屑岩 风成砂沉 积 早白垩世晚期盆地整体抬升 湖水退却 沉积作用结束 而强烈的风化剥蚀和 搬运夷平作用占主导地位 新生代 鄂尔多斯盆地解体 代之以断块差异性抬升与 间歇性沉降 风成黄土堆积在新生代地层序列中占到 30 41 2 2 1 2 矿区地层矿区地层 据地表出露和钻探 井巷工程揭露资料 矿区地层由老至新有上三叠统永坪组 瓦窑堡组 下侏罗统富县组 中侏罗统延安组 直罗组 安定组 下白垩系宜君组 洛河组 环河华池组 新近系上新统 第四系中 上更新统 全新统 1 上三叠统永坪组 上三叠统永坪组 T3y 出露于矿区东南部沮河 鲁寺 白石 张湾 东村 腰坪一带 岩石组合以灰 绿色 黄绿色厚层状细粒砂岩为主 夹薄层油页岩 泥岩和粉砂岩 砂岩具直线型 收敛型斜层理 油页岩具水平层理 页理发育 含油 层面有虫孔构造 砂岩中多 黄陵矿业集团有限公司矿井抽采瓦斯综合利用可行性研究 第二章 黄陵矿区概况 15 实丹尼蕨 陕西支脉蕨 蔡耶贝尔脑蕨 陕西舌叶等植物化石丰富 厚度不详 2 下侏罗统富县组 下侏罗统富县组 J1f 主要分布于本区北部 南部零星见及 下部为灰绿 灰白色中粒砂岩或砂砾岩 中部为杂色泥岩 上部为灰绿色粉砂岩 杂色团块状泥岩 含菱铁矿鲕粒 含植物 化石碎片 局部断续有油迹 本组厚度 0 85 30m 一般 5 20m 平均 9 05m 北厚 南薄 北部厚度约 70m 中部厚度 10 30m 南部厚度 3 5m 该组平行不整合于上 三叠统永坪组之上 3 中侏罗统延安组 中侏罗统延安组 J2y 延安组为本区含煤地层 全矿区均有分布 在沮河 南川河谷及鲁寺一带地表 可以见及 厚度 50 64 150 81m 平均 50 120m 按沉积旋回和含煤性自下而上分为 四段 第一段为主要含煤段 由一个旋回组成 下部为灰 白色中细砂岩 中上部为 灰 灰黑色泥岩及砂质泥岩夹粉砂岩 含 2 号主要可采煤层及 3 号煤层 顶部为黑 色泥岩 厚度 0 48m 一般 15m 左右 延安组含以下化石 Coniopteris hymenophylloides 膜蕨型锥叶蕨 Coniopteris tatungensis 大同锥叶蕨 Phoenicopsis angustifolia 狭叶拟刺葵 Baiera sp 拜拉 Czekanowskia rigida Heer 竖直茨康诺司基叶 Tutuella sp 土园蚌 与下伏富县组呈假整合接触 第二段由三个沉积旋回组成 下部旋回为灰白色细砂岩 上部泥岩含 1 号煤层 中部旋回为深灰色粉细砂岩与泥岩和砂质泥岩互层 上部旋回为一套灰黑 黑色泥 岩 厚度 0 73 m 一般 40 50m 第三段由一个沉积旋回组成 底部为细粒砂岩 下部为粉砂岩夹泥岩 含 0 号 煤层 中上部为一套灰黑 黑色泥岩 夹薄层砂质泥岩 粉砂岩 细粒砂岩 厚度 0 55m 一般 20 30m 第四段仅分布在矿区北部 由灰 灰白色细砂岩 深灰 灰绿色泥岩 粉砂岩组 成 岩性组合呈下细上粗特点 厚度 0 22m 一般 10m 左右 4 中侏罗统直罗组 中侏罗统直罗组 J2z 全区分布 厚 0 215 00m 平均 140 00m 东部因后期剥蚀仅保存 25m 左右 西 部一般厚 120m 左右 按岩性特征分为两段 下段 厚 23 54 100 90m 平均厚 黄陵矿业集团有限公司矿井抽采瓦斯综合利用可行性研究 第二章 黄陵矿区概况 16 71 19m 与下伏延安组地层呈假整合接触 下部为灰绿 灰白色厚层状中 粗粒砂岩 上部为灰绿色粉砂岩夹薄层细砂岩 上段地层厚度 33 36 139 93m 平均 93 66m 与 下伏地层呈整合接触 底部为紫红色 紫灰色细 粗粒砂岩或砂砾岩 富含浅红色长 石砾为特征 上部为灰绿 紫红色泥岩 砂质泥岩夹细砂岩薄层 5 中侏罗统安定组 中侏罗统安定组 J2a 分布于矿区西北部 在石灰沟 养马峪及李章河沟脑零星分布 下部为黑色页 片状泥岩或油页岩 中部为紫灰 浅黄色泥岩夹紫灰 浅红色白云质泥灰岩 钙质 粉砂岩 上部为暗紫 紫灰色泥岩和钙质泥岩互层 与下伏直罗组整合接触 厚度 0 54 00m 一般 25m 左右 含裸珠蚌 鱼鳞 鱼刺及介形虫等化石 6 下白垩统宜君组 下白垩统宜君组 K1y 由灰色 紫灰色厚层状砾岩夹砂岩组成 角度不整合于下伏地层之上 厚 0 36 84m 平均 13 00m 砾石成分以石英岩 灰岩砾为主 岩石呈硅 钙质胶结 致密坚硬 7 下白垩统洛河组 下白垩统洛河组 K1l 基本全区分布 在区内东南部石窑子沟和塘浴沟 王村沟支沟等河谷两岸出露 地貌呈陡坎状 其岩性单一 为一套紫红 棕红色巨厚层状中粒长石石英砂岩 局 部夹紫红色泥岩 粉砂岩和紫灰色砾岩透镜体 砂岩中发育大型板状斜层理 与下 伏地层呈整合接触 厚度 8 10 222 72m 平均 84 37 m 由西向东厚度渐变薄 8 下白垩统环河华池组 下白垩统环河华池组 K1h 本组地层多已剥蚀 出露零星 下部为紫灰色薄层细粒砂岩夹粉砂岩与泥岩 上部以紫灰 紫红色粉砂岩为主 间夹同色泥岩和细粒砂岩 泥岩和粉砂岩具水平 层理 层面多含白云母片 易风化 呈板状或薄片状 鳞片状 细粒砂岩中两组节 理发育 含矽化木 裂隙常被方解石充填 与下伏地层整合接触 厚度 15 0 38 7m 平均 29 75m 9 新近系上新统保德组 新近系上新统保德组 N2b 零星出露于矿区北部 岩性为浅红色 棕红色钙质结核粘土 砂质粘土 底部 为杂褐色复成份砾石 岩石胶结松散 与下伏地层呈不整合接触 厚度 0 60 13m 平均 30 60m 黄陵矿业集团有限公司矿井抽采瓦斯综合利用可行性研究 第二章 黄陵矿区概况 17 10 第四系上更新统马兰组 第四系上更新统马兰组 Qp3m 主要出露于山梁 山坡地带 岩性以灰黄色亚粘土 亚砂土为主 夹多层钙质 结核层和古土壤层 与下伏地层不整合接触 厚度 0 203 20m 平均 66 46m 11 第四系全新统冲洪积层 第四系全新统冲洪积层 Qhal 分布于李章河 王村沟等及各大支流沟谷地带 下部为砂砾石层沉积 分选性 极差 粒径大小不一 大者可达 20cm 上部以灰褐色亚沙土 沙土为主 与下伏地 层不整合接触 厚度 0 8 87m 平均 5 73m 2 2 1 3 矿区地质构造矿区地质构造 黄陵矿区地处华北板块鄂尔多斯盆地陕北斜坡带庆阳单斜东南角 南与彬长坳 褶 带毗邻 北与延安单斜和榆林单斜接壤 总体构造格架为褶皱包络面向北西缓 倾斜的单斜构造 图 2 2 1 黄陵矿业集团有限公司矿井抽采瓦斯综合利用可行性研究 第二章 黄陵矿区概况 18 图图 2 2 1 黄陵矿区构造位置图黄陵矿区构造位置图 庆阳单斜位于天环拗陷之东 渭北隆起之北 延安单斜之西和榆林单斜之南 属于陕北斜坡带东南角的一个次级构造单元 该区地表出露基岩有洛河组和环河 华 池组 地层倾向北西 倾角 1 5 区内西部有早古生代隆起 庆阳 洛阳隆起 和 石炭纪 二叠纪煤系底面隆起 杭锦旗 庆阳隆起 石炭 二叠纪煤系东厚西薄 并向 西超覆于奥陶系不同层位之上 侏罗纪含煤岩系底面构造由北部樊家川 西部演武 和东部子午岭等三个隆起及夹于其间的合道川 华池两个坳陷构成 其中 两个坳 陷明显地受到近东西向和北东向基底断裂控制 合道川坳陷为古富县和古延安河通 过部位 延安组含煤性中等 宁县以东煤层变薄 多不可采 区内地面次级构造稀少 仅在庆阳之北见到一些近东西向小型断裂出现在白垩 黄陵矿业集团有限公司矿井抽采瓦斯综合利用可行性研究 第二章 黄陵矿区概况 19 系之中 受早期燕山运动影响 延安组上部遭受强烈剥蚀 2 2 2 煤层及煤质煤层及煤质 2 2 2 1 煤层煤层 1 煤系含煤地层 黄陵矿区含煤地层为侏罗系中统延安组 J2y 全区分布 出露于一号井田的 沮河 鲁寺一带 属一套生油含煤内陆碎屑河 湖沼相沉积 厚度 7 44 150 81m 平 均约 92 30m 北厚南薄 西厚东薄 与下伏富县组地层呈假整合接触 岩相特征从 下部的河流相到最后以湖滨三角洲相结束 全组地层从下至上可分为四段六个沉积 旋回 各旋回底部以灰白色砂岩开始 向上为深灰色粉砂岩及灰黑色泥岩 含煤四 层 自上而下编号为 0 1 2 3 号煤层 其中 2 号煤层为本区主要可采煤层 区内 各煤层特征简况见下表 表表 2 2 1 黄陵矿区煤层特征汇总表黄陵矿区煤层特征汇总表 井 田煤层编号 煤层厚度 m 夹矸 层数 煤层结构稳定程度可采程度 0 煤0 01 0 050结构简单极不稳定不可采 1 煤 0 1 1 75 0 39 0结构简单较稳定不可采 2 煤 0 3 4 84 2 32 0 1结构简单稳定全区可采 一号井田 3 煤 0 02 1 83 0 45 0 4结构复杂不稳定不可采 0 煤0 04 0 350结构简单极不稳定不可采 1 煤0 15 0 400结构简单极不稳定不可采 2 煤 0 05 6 75 3 91 0 1结构简单稳定全区可采 二号井田 3 煤