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电气自动化在智能建筑中的应用摘要][关键词]随着我国国民经济的迅猛发展，高档智能化建筑已成为当今建筑的主流。文章就电气自动化在智能建筑中的应用谈一下自己的观点。电气自动化智能建筑接地一、TN-S系统二、TN-C-S系统三、交流工作接地四、安全保护接地五、屏蔽接地与防静电接地六、直流接地七、防雷接地八、结束语TN-S系统是把中性线N和保护接地线PE严格分开的低压配电系统，是一个三相四线加PE线的接地系统。中性线N与保护接地线PE除在变压器中性点共同接地外，两线不再有任何的电气连接。系统正常运行时，中性线N带电，而PE线不带电。该接地系统具备安全可靠的基准电位，PE线不允许断线，对地没有电压，故设备金属外壳接在PE线上安全、可靠。因此，TN-S系统可作为智能建筑的电气接线系统。在智能建筑里，单相用电设备较多，单相负荷比重较大，三相负荷通常是不平衡的，因此在中性线N中带有随机电流。另外，由于大量采用荧光灯照明，其所产生的三次谐波叠加在N线上，加大了N线上的电流量，如果将N线接到设备外壳上，会造成电击或火灾事故；如果在TN-S系统中将N线与PE线连在一起再接到设备外壳上，那么危险更大，凡是接到PE线上的设备，外壳均带电；会增加电击事故的范围；如果将N线、PE线、直流接地线均接在一起除会发生上述的危险外，电子设备将会受到干扰而无法工作。因此智能建筑应设置电子设备的直流接地，交流工作接地，安全保护接地及普通建筑也应具备的防雷保护接地。此外，由于智能建筑内多设有具有防静电要求的程控交换机房、计算机房、消防及火灾报警监控室以及大量易受电磁波干扰的精密电子仪器设备，所以在智能楼宇的设计和施工中，还应考虑防静电接地和屏蔽接地的要求。TN-C-S系统由两个接地系统组成，第一部分是TN-C系统，第二部分是TN-S系统，分界面在N线与PE线的连接点。该系统一般用在建筑物的供电由区域变电所引来的场所，进户之前采用TN-C系统，进户处做重复接地，进户后变成TN-S系统。TN-S接地系统明显提高了人及物的安全性。同时只要我们采取接地引线，各自都从接地体一点引出，及选择正确的接地电阻值使电子设备共同获得一个等电位基准点等措施，因此TN-C-S系统可以作为智能型建筑物的一种接地系统。工作接地主要指的是变压器中性点或中性线（N线）接地。N线必须用铜芯绝缘线。在配电中存在辅助等电位接线端子，等电位接线端子一般均在箱柜内。必须注意，该接线端子不能外露；不能与其它接地系统，如直流接地，屏蔽接地，防静电接地等混接；也不能与PE线连接。在高压系统里，采用中性点接地方式可使接地继电保护准确动作并消除单相电弧接地过电压。中性点接地可以防止零序电压偏移，保持三相电压基本平衡，这对于低压系统很有意义，可以方便使用单相电源。安全保护接地就是将电气设备不带电的金属部分与接地体之间作良好的金属连接。即将大楼内的用电设备以及设备附近的一些金属构件，用PE线连接起来，但严禁将PE线与N线连接。在现代建筑内，要求安全保护接地的设备非常多，有强电设备，弱电设备，以及一些非带电导电设备与构件，均必须采取安全保护接地措施。当没有做安全保护接地的电气设备的绝缘损坏时，其外壳有可能带电。如果人体触及此电气设备的外壳就可能被电击伤或造成生命危险。我们知道：在一个并联电路中，通过每条支路的电流值与电阻的大小成反比，即，接地电阻越小，流经人体的电流越小，通常人体电阻要比接地电阻大数百倍，经过人体的电流也比流过接地体的电流小数百倍。当接地电阻极小时，流过人体的电流几乎等于零。实际上，由于接地电阻很小，接地短路电流流过时所产生的压降很小，所以设备外壳对大地的电压是不高的。人站在大地上去碰触设备的外壳时，人体所承受的电压很低，不会有危险。加装保护接地装置并且降低它的接地电阻，不仅是保障智能建筑电气系统安全，有效运行的有效措施，也是保障非智能建筑内设备及人身安全的必要手段。在现代建筑中，屏蔽及其正确接地是防止电磁干扰的最佳保护方法。可将设备外壳与PE线连接；导线的屏蔽接地要求屏蔽管路两端与PE线可靠连接；室内屏蔽也应多点与PE线可靠连接。防静电干扰也很重要。在洁净、干燥的房间内，人的走步、移动设备，各自磨擦均会产生大量静电。例如在相对湿度10～20%的环境中人的走步可以积聚万伏的静电电压，如果没有良好的接地，不仅仅会产生对电子设备的干扰，甚至会将设备芯片击坏。将带静电物体或有可能产生静电的物体（非绝缘体）通过导静电体与大地构成电气回路的接地叫防静电接地。防静电接地要求在洁静干燥环境中，所有设备外壳及室内（包括地坪）设施必须均与PE线多点可靠连接。智能建筑的接地装置的接地电阻越小越好，独立的防雷保护接地电阻应≤10Ω；独立的安全保护接地电阻应≤4Ω；独立的交流工作接地电阻应≤4Ω；独立的直流工作接地电阻应≤4Ω；防静电接地电阻一般要求≤100Ω。在一幢智能化楼宇内，包含有大量的计算机、通讯设备和带有电脑的大楼自动化设备。在这些电子设备在进行输入信息、传输信息、转换能量、放大信号、逻辑动作及输出信息等一系列过程中都是通过微电位或微电流快速进行，且设备之间常要通过互联网络进行工作。因此为了使其准确性高，稳定性好，除了需有一个稳定的供电电源外，还必须具备一个稳定的基准电位。可采用较大截面的绝缘铜芯线作为引线，一端直接与基准电位连接，另一端供电子设备直流接地。该引线不宜与PE线连接，严禁与N线连接。智能化楼宇内有大量的电子设备与布线系统，如通信自动化系统、火灾报警及消防联动控制系统、楼宇自动化系统、保安监控系统、办公自动化系统、闭路电视系统以及他们相应的布线系统。这些电子设备及布线系统一般均属于耐压等级低、防干扰要求高、最怕受到雷击的部分。不管是直击、串击、反击都会使电子设备受到不同程度的损坏或严重干扰。因此，智能化楼宇的所有功能接地，必须以防雷接地系统为基础，并建立严密、完整的防雷结构。智能建筑多属于一级负荷，应按一级防雷建筑物的保护措施设计，接闪器采用针带组合接闪器，避雷带采用25×4(mm)镀锌扁钢在屋顶组成≤10×10(m)的网格，该网格与屋面金属构件作电气连接，与大楼柱头钢筋作电气连接，引下线利用柱头中钢筋、圈梁钢筋、楼层钢筋与防雷系统连接，外墙面所有金属构件也应与防雷系统连接，柱头钢筋与接地体连接，组成具有多层屏蔽的笼形防雷体系。这样不仅可以有效防止雷击损坏楼内设备，而且还能防止外来的电磁干扰。电气自动化在智能建筑的应用在我国还是一个新兴的技术领域，随着更多智能建筑的出现，将有更加先进的技术补充到这一领域中，使这一技术更加成熟、完善。参考文献[1]朱甫泉。论电气技术与智能建筑[J]建筑电气，[2]刘胜荣，史美芳，姜圣天。防雷技术在智能建筑中的应用[J]智能建筑电气技术，
1、是指甲烷。 在生产正常的情况下，进行等级鉴定时测出甲烷，风量、以及当月的产煤量等按按照公式计算，根据得出的绝对和相对瓦斯涌出量对照《规程》来判定矿井瓦斯等级。2、现阶段只要自己矿上的人经过煤炭管理局组织的培训，取得资格证的人员就可以进行鉴定，可能到2010年以后，各矿就不再自己进行鉴定，而由上级单位组织进行。
1瓦斯绝对涌出量 单位时间内从煤层和岩层以及采落的煤(岩)所涌出的甲烷量，单位为m3／min或m3／d。 2 瓦斯相对涌出量 平均每采一吨煤所涌出的瓦斯量称为相对瓦斯涌出量 矿井瓦斯等级的划分 矿井瓦斯等级是以相对瓦斯涌出量的大小来划分的。《煤矿安全规程》规定，在一个矿井中，只要有一个煤(岩)层发现瓦斯，该矿井即定为瓦斯矿井，并依照矿井瓦斯等级工作制度进行管理。 矿井瓦斯等级，根据矿井相对瓦斯涌出量、矿井绝对瓦斯涌出量和瓦斯涌出形式划分为： (1)低瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量小于或等于10立方米／吨且矿井绝对瓦斯涌出量小于或等于40立方米／分。 (2)高瓦斯矿井：矿井相对瓦斯涌出量大于10立方米／吨且矿井绝对瓦斯涌出量大于40立方米／分。 (3)煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出矿井。 什么是瓦斯喷出和煤(岩)与瓦斯突出？ 瓦斯喷出和煤(岩)与瓦斯突出是瓦斯的特殊涌出形式。瓦斯的涌出形式分为普通涌出和特殊涌出。 普通涌出，是指瓦斯从煤层或岩层表面非常细微的缝隙中缓慢、均匀而持久地涌出。其涌出的面积广、时间长，是瓦斯涌出的主要形式。 特殊涌出可以分为瓦斯喷出和煤(岩)与瓦斯突出两种。 瓦斯喷出是指大量瓦斯突然喷出的现象，喷出的时间可长、可短(数天或数年)。每昼夜的喷出量可达数百立方米。 煤(岩)与瓦斯突出(简称突出)，是在一瞬间(几秒钟或几分钟)突然喷出大量瓦斯和煤炭(岩石)，并伴随有强烈的声响和强大的冲击动力现象。 什么是瓦斯突出？ 瓦斯突出是指随着煤矿开采深度的增加、瓦斯含量的增加，在煤层中形成了在地应力作用下，瓦斯释放的引力作用下，使软弱煤层突破抵抗线，瞬间释放大量瓦斯和煤而造成的一种地质灾害。煤矿开采深度越深，瓦斯瞬间释放的能量也会越大。煤和瓦斯突出主要发生在煤层平巷掘进、上山掘进和石门揭煤时，有的矿井在回采工作面也发生煤和瓦斯突出。瓦斯突出和瓦斯爆炸是两个概念，但灾害都来自于瓦斯。瓦斯突出是一种地质灾害，在大量的有害气体瞬间涌入后，会形成窒息，但不一定会发生爆炸事故。但如果出现以下三种情况后，会引发爆炸事故，一是与空气中氧气含量达到12％以上，二是瓦斯浓度达到5％至16％之间，三是遇到明火，点火温度达到650度以上。
1、一级标题指的是序号为【一、】的标题，也是最大的标题，是4号黑体，单独一行，也不加标点符号；
2、二级标题指的是序号为【（一）】的标题，一般和正文字体大小一样，单独一行，也不加标点符号；
3、三级标题指的是序号为【1. 】的标题，一般和正文字体大小一样，字体一样；
设置分标题的主要目的是为了清晰地显示文章的层次。有的用文字，一般都把本层次的中心内容昭然其上；也有的用数码，仅标明“一、二、三”等的顺序，起承上启下的作用。需要注意的是：无论采用哪种形式，都要紧扣所属层次的内容，以及上文与下文的联系紧密性。
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要点
(1)引言：引言又称前言、序言和导言，用在论文的开头。引言一般要概括地写出作者意图，说明选题的目的和意义，并指出论文写作的范围。引言要短小精悍、紧扣主题。
(2)论文正文：正文是论文的主体，正文应包括论点、论据、论证过程和结论。主体部分包括以下内容：
a.提出问题-论点；
b.分析问题-论据和论证；
c.解决问题-论证方法与步骤；
d.结论。
为了做到层次分明、脉络清晰，常常将正文部分分成几个大的段落。这些段落即所谓逻辑段，一个逻辑段可包含几个小逻辑段，一个小逻辑段可包含一个或几个自然段，使正文形成若干层次。论文的层次不宜过多，一般不超过五级。
一般的论文不需要四级或者五级标题的，毕竟不是写书。一级标题相当于“章”，二级相当于“节”，三级是“节”下的“小节”，反正就是越来越细化的意思。
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为了点明论文的研究对象、研究内容、研究目的，对总标题加以补充、解说，有的论文还可以加副标题。特别是一些商榷性的论文，一般都有一个副标题，如在总标题下方，添上“与××商榷”之类的副标题。
另外，为了强调论文所研究的某个侧重面，也可以加副标题。如《如何看待现阶段劳动报酬的差别——也谈按劳分配中的资产阶级权利》、《开发蛋白质资源，提高蛋白质利用效率——探讨解决吃饭问题的一种发展战略》等。
标题一般分为一般标题、副标题、副标题。而一个题名与第二个题名与所代表的题名是序号，且字体大小不相同；
设置子标题的主要目的是为了清晰地显示文章的层次结构。有的利用文字，一般水平的中心内容其清楚；也有的用数字，只表示“一、二、三”等顺序，起到承上启下的作用。需要注意的是：无论采用哪种形式，关卡的内容都要紧密相连，以及上面和下面之间的联系。
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另外还有四、五级标题；
四级标题：标题序号为“（1）”与正文字号、字体相同。
五级标题：标题序号为“①”与正文字号、字体相同。
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对于题目的要求，有三点：
第一，要明确。能够揭示主题或参数的范围，这样人们可以阅读标题可以知道文章的大纲，讨论的主要内容和作者的写作意图，但不似是而非的，隐藏的头和尾巴，和读者玩捉迷藏。
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李元建 范云霞
（河南省煤炭地质勘察研究院 郑州 450052）
作者简介：李元建，1953年生，男，河北南宫市人，高级工程师，1976年毕业于焦作矿业学院，现从事煤炭地质勘查、煤层气勘探研究工作。
摘要 煤层气（煤矿瓦斯）是煤的拌生矿产，是一种优质能源，它具有洁净、方便和高效等特点。对煤矿瓦斯的抽放与利用不但能够提供更加充足、洁净、高效能源，而且能够消除瓦斯对煤矿安全生产带来的不利影响，通过对崔庙煤矿二1煤瓦斯地质特征和资源量的分析，采用净现值、内部收益率和投资回收期确定瓦斯抽放的经济可行性。
关键词 煤矿瓦斯 抽放与利用 崔庙煤矿
Feasibility Study on Gas Drainage of Coal beds in Cuimiao Coalmine of Xinggong Coalfield
Li Yuanjian，Fan Yunxia
（Henan Institute of Coal Geology and Survey 450052）
Abstract：As a kind of associate gas with coal，CBM（coal gas）is considered as a high quality energy because of its characteristics of cleanness，convenience and and utilization of coal gas can not only provide clean and high-efficient energy，but also eliminate the bad effect of coal gas on safety production of the analyses of geological feature and total resources of CBM in the coal seam of Cuimiao coalmine，the feasibility on the drainage of coal gas was discussed by the methods of NPV，IRR and Investment return term.
Keywords：Coal gas；Drainage and utilization；Cuimao coalmine
煤层气（煤矿瓦斯）是煤的伴生矿产，是一种优质能源，它具有洁净、方便和高效等特点。对煤矿瓦斯的抽放不但能够提供更加充足、洁净、高效能源，而且能够消除瓦斯对煤矿安全生产带来的不利影响，因此，国发办已将煤层气（煤矿瓦斯）抽采和利用列入“十一五”规划，提出煤层气（煤矿瓦斯）开发、抽放和利用方面的16条意见，明确了鼓励瓦斯抽采和利用的配套法规，提出了资金补助支持和税收优惠政策，为瓦斯抽放和利用工作指明了方向。本文以荥巩煤田崔庙煤矿为例，探讨二1煤层瓦斯抽放的可行性。
1 崔庙煤矿地质简况
崔庙煤矿位于荥阳市崔庙镇邵寨村，北距荥阳市16km，东距郑州市36km。东西走向长，南北倾斜宽，面积，南部以二1煤层露头风化带为界，北部以马泉沟断层（落差25m）为界。二叠系山西组二1煤层为区内主要可采煤层，煤层厚度变化较大，煤厚～，平均煤厚，属中～厚煤层，二1煤地质储量2028×104t，可采储量×104t，后备储量13000×104t。采用一对立井上下山开拓方式，经技改后采用两立一斜开拓方式，目前未进行开采，具体开采方案等设计通过后确定。二1煤层顶板普遍为构造破碎带，为泥岩或炭质泥岩，一般厚10m，而且自煤层顶板面往上岩石破碎程度逐渐减弱。水平方向上，在底板标高-100m 水平以上，岩体结构类型属不稳定的散体结构，在-100～-300m水平范围，岩体结构类型属稳定性较差的碎裂岩体结构，在-300m水平附近以深，属于基本稳定的层状岩体结构，直接底板多为泥岩或砂质泥岩，间接底板为中细粒砂岩或粉砂岩，属稳定底板。
2 矿井瓦斯
二1煤层煤体结构以粉煤为主，属于全层构造软煤，煤层原生结构遭到强烈破坏，呈挤压、揉搓构造特征，偶尔夹块煤也是粉煤压固而成，强度极低，指压可碎，破坏类型为Ⅳ。瓦斯含量～，煤层瓦斯压力～3MPa，煤的瓦斯放散初速度（∆P）为11～46，平均，煤的坚固性系数（f）为～，平均，突出危险性综合指标K=118，有煤与瓦斯突出危险。二1煤层相对瓦斯涌出量为。瓦斯含量每百米增加。回采工作面瓦斯涌出量为186×104m3，采空区瓦斯涌出量为34×104m3。该矿曾发生两次煤与瓦斯突出，2002年12月在掘进11031下顺槽揭石门过程中发生一次发生煤与瓦斯突出，突出煤量430 t；2004年9月29日11031在下顺槽掘进过程中发生一次发生煤与瓦斯突出，突出煤量800 t。两次突出标高均在+20m 水平，一般在+50m以浅为煤与瓦斯一般突出，+50m以下则为煤与瓦斯严重突出危险区，突出强度随开采深度增大而增大，矿井二1煤与瓦斯突出频率高，以中、小型突出为主，几乎是有掘必突；突出多发生在顶层掘进煤巷之中，其次是石门揭煤，采煤工作面偶有突出；在断层附近20m范围最容易发生突出。
3 抽放瓦斯必要性
从煤与瓦斯突出现状看抽放瓦斯的必要性
煤矿安全规程对开采煤与瓦斯突出危险的煤层，必须建立地面永久抽放瓦斯系统或井下临时瓦斯抽放系统，崔庙煤矿开采的二1煤近两年有多次煤与瓦斯突出，符合建立瓦斯抽放系统的必要条件。
从资源利用和环保的角度看抽放瓦斯的必要性
煤层气是赋存在煤层中以甲烷（CH4）为主要成分的非常规天然气，矿井瓦斯实际上就是煤层气和空气的混合气体，热值与常规天然气相当，发热量在8000大卡至9000大卡以上，是通用煤气的2～5倍，燃烧后很少产生污染物，属优质洁净气体能源。清洁发展机制（CDM）是《京都议定书》所规定的缔约方在境外实现部分减排承诺的一种履约机制。其目的是协助未列入缔约方实现可持续发展以及《气候变化框架公约》的最终目标，并协助缔约方遵守《京都议定书》第三条规定的限制和减少排放的定量承诺。CDM的核心是允许发达国家和发展中国家进行基于投资项目的“经证明的减排量（CE R）”的转让与获得。煤层气开发是实施CDM项目的重要领域，煤矿瓦斯的利用将会收到增加清洁能源供应，改善煤矿安全和保护全球环境的多重效益。崔庙煤矿二1煤层的瓦斯储量为×108m3，可抽瓦斯量为×108m3，这说明崔庙煤矿瓦斯资源较为丰富，为瓦斯开发利用提供了较为充足的资源条件。
抽放瓦斯的可行性
由于煤层中原始瓦斯含量并不可能100%地被抽出，目前更多的是采用矿井瓦斯抽放率和相对瓦斯抽放量来衡量钻孔抽放煤层瓦斯的效果。煤层瓦斯抽放效率的大小主要取决于钻孔自然排放和实抽瓦斯量的大小。钻孔抽放煤层瓦斯的难易程度主要取决于两个方面：其一是煤体本身所具备的条件，主要包括煤层原始瓦斯压力和煤体透气性的大小；其二是取决于抽放瓦斯的技术条件，主要包括：钻孔密度、封孔技术和抽放时间。因此，钻孔抽放煤层瓦斯的可行性指标严格而言并不具备统一的标准，而是与矿井的生产状态、抽放设备、工艺水平等方面因素有关，崔庙煤矿二1煤层的煤层透气性系数为8m2/MPa2·d，百米钻孔瓦斯涌出量。属可以抽放类型。
4 煤层瓦斯合理预抽方式
崔庙煤矿瓦斯主要来源于二1煤层，根据预测，回采工作面瓦斯涌出占35%，掘进工作面瓦斯涌出占45%，采空区瓦斯涌出占20%。可以采取本煤层顺层钻孔抽放、底板岩巷穿层钻孔抽放瓦斯技术。
本煤层顺层钻孔抽放
顺层钻孔的钻场位于二1煤层的煤巷内，抽放钻孔沿着二1煤层布置，钻孔之间可互相平行，也可交叉。
底板岩巷穿层钻孔抽放
穿层钻孔的钻场布置在二1煤层底板距二1煤层10～20m左右，选择薄煤层开半煤岩巷作为专用瓦斯巷，在该巷每隔20m 开凿钻场。掘凿半煤岩巷和钻场可以采用宽幅掘采煤体，巷旁多余煤体的被采出空间用断面内岩石回填法处理，这样不仅多采出了煤炭、降低了掘进成本，又实现了无矸石运输的绿色开采。该岩巷可兼探水、疏水、堵水工程的施工巷，可预处理开采期间底板水患，保证生产安全。
5 抽放设备选型
瓦斯抽采泵的选型十分重要，选型的原则是既要满足瓦斯流量的需要，又要满足煤矿安全生产的需要，同时还要考虑经济效益，既不能过大，也不能过小，如果没有特别要求，所需泵的流量可以根据下面公式计算：
中国煤层气勘探开发利用技术进展：2006年煤层气学术研讨会论文集
式中：Q——泵的额定流量，m3/min；∑Q纯——最大纯瓦斯量之和，m3/min；X——泵入口处的瓦斯浓度，可取30%；H——泵的机械效率，取80%；K——综合系数，一般取。
所需泵的压力可以根据下面公式计算：
P=（H总+P孔）×K
式中：P——泵压，Pa；H总——管路总阻力，Pa；P孔——单孔负压（取 13340），Pa；K——备用系数，取。
管材选择
瓦斯抽采管路的选型主要根据流量和管路负压来选取，管径取决于瓦斯流量的大小，管材则取决于管路的负压。抽放管材的选择和管径确定抽放主管选用HW—KF G矿用玻璃钢（有安全许可标志），直径为DN350×9mm，分支管路选择热轧无缝钢管，支管管径为D159×。
抽放管路管径计算
根据抽放管道的范围和所负担的抽放量的大小，管径的选取可根据下列公式计算：
中国煤层气勘探开发利用技术进展：2006年煤层气学术研讨会论文集
式中：D——管道内径，m；Q——管内混合流量，m3/min；V——管内瓦斯流速（取10～15），m/s。
6 经济评价的方法、依据和评价指标
评价方法及指标
采用现金流量分析法作为本次经济评估的基本方法。评价的过程是以每一年度作为基本时间单元，计算出该年总收入及各项支出，用收入减去支出，求出每一年度的纯收入，最后综合计算出评价期限内的净现值、内部收益率和投资回收期，以这三个主要指标来确定瓦斯抽放的经济可行性。
经济效益评价
崔庙煤矿可抽出二1煤层瓦斯资源量×108m3，若将抽出瓦斯的60%加以利用，可利用瓦斯资源量×108m3，可实现销售收入31374万元，崔庙矿服务年限为年，瓦斯抽放生产周期按20年计算，投入开发后内部收益率为，大于基准收益率12%，投资回收期年，小于基准回收期6年，财务净现值为1569万元，从以上分析结果可以看出，在瓦斯气价格元/m3的情况下，投入开发项目在经济上是可行的，并且具有良好的经济效益。
7 结语
崔庙煤矿二1煤瓦斯资源量为×108m3，其中可抽出瓦斯资源量为×108m3，年平均可抽采资源量为×108m3。据该煤矿二1煤瓦斯抽放参数预抽该煤层瓦斯还是可行的，抽放基本条件也是成熟的，瓦斯抽放有利于改善目前矿井安全状况，提高煤炭产量，将抽出的瓦斯作为能源加以利用，可减少矿区环境污染，取得良好的环境效益，以净现值、内部收益率和投资回收期，计算将取得十分显著的社会效益、经济效益。
参考文献
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【摘 要】华晋瓦斯发电厂的一、二期工程为公司带来巨大经济效益与社会效益，正在实施的CDM项目为企业环保发展再添活力，煤矿大力发展瓦斯综合利用大有发展前景。【关键词】煤层气；瓦斯发电；CDM；瓦斯抽放；节能减排 1 煤层气抽采利用的重要意义 （1）煤层气俗称煤矿瓦斯，是宝贵的能源资源。我国高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井多，而且煤矿瓦斯一直是煤矿安全生产的重大隐患。充分利用瓦斯气，可以变废为宝，提高煤矿开采安全性。 （2）增加清洁能源供应。我国煤层气资源丰富，居世界第3位。根据新一轮资源评价，我国埋深2000 m以浅煤层气地质资源量约36万亿m3，可采资源量约10万亿m3。随着抽采利用技术不断成熟和扶持政策逐步到位，煤层气开发利用将成为前景广阔的新兴能源产业。煤层气作为汽车燃料，每立方米煤层气发热量相当于1 L高标号汽油。煤层气作为居民燃气、锅炉和工业燃料，每立方米煤层气发热量相当于 kg标准煤。 （3）有利于保护生态环境。据测算，每年,我国煤炭开采、加工、运输过程中释放瓦斯约150亿m3。利用1000 m3瓦斯，相当于减排约15 t二氧化碳。按年排空150亿m3瓦斯全部利用估算，每年可减少排放二氧化硫76万t、烟尘186万t。 （4）提高煤矿生产力。在高瓦斯矿区，能否把煤矿瓦斯治理好，对高产高效矿井建设至关重要。通过提前预抽、边采边抽和采空区抽采，可以从根本上解放煤矿生产力。如淮南矿区，10年前年煤炭产量只能维持在1000万t左右，大力开展瓦斯抽采利用后，年产量提高到现在的3000万t。 2 华晋瓦斯发电厂项目介绍及开展情况 沙曲瓦斯电厂位于山西省柳林县境内。项目规划总规模为76 MW，其中一期规模14 MW已经建成，二期扩建新增装机容量62MW。二期扩建工程中的首批建设装机容量为31MW。 项目概况 （1）一期工程：建设总投资6600万元，占地面积12660 m2，装机容量14 MW(20×700 kW)，并网电压35 kV，发电机出口电压400 V，厂内升压站设6台3150 kVA，10/ kV升压变压器及1台2000 kVA，10/ kV升压变压器。配置4台 MW余热利用锅炉。该工程于2007年11月30日并网发电，所发电量全部供矿井使用。 （2）二期工程：装机容量62 MW，现首批建设装机容量为31 MW，投资总额亿元，采用14台2000 kW卡特彼勒进口燃气发电机组，1台3 MW汽轮发电机组，配置3台余热锅炉，产生余热向沙曲矿居民区和瓦斯抽放站供热。该项目于2010年5月10日正式开工，投产后年均发电量达亿kWh，年利用瓦斯气3920万m3（标准量），每年可产生CO2减排量64万t。发电主要供矿井生产使用，全部上网。 （3）火炬与气柜:沙曲矿井抽采改造，瓦斯气抽采量大大增加。针对矿井瓦斯流量和浓度波动大的问题，增加火炬项目建设工程。火炬项目于2010年7月26日开工建设，2010年9月1日1#、2#火炬对接成功并正式点火运行。同时，火炬项目是瓦斯发电厂CDM（清洁发展机制）项目的重要组成部分，已将瓦斯焚烧部分计入电厂二期CDM减排中。 华晋公司瓦斯生产与利用情况 华晋公司共有南、北翼两个瓦斯抽放站，瓦斯利用分为发电、瓦斯锅炉、民用等3部分。北翼抽放站的瓦斯气主要供瓦斯发电厂，所发电量全部供沙曲矿井使用；南翼抽放站的瓦斯气主要供选煤厂燃气锅炉使用。选煤厂锅炉房原有4台6 t的燃煤锅炉，于2007年底改造为燃气锅炉，主要用于厂区、矿井的风井以及办公楼的供暖，沙曲矿、选煤厂洗澡用水，食堂做饭用蒸汽、瓦斯气等。 现已建设南北翼联网工程，将南翼高浓度瓦斯气输送至北翼气柜，供发电使用。 （1）CDM（清洁发展机制）项目：沙曲瓦斯发电厂作为公司的新能源产业、环保项目，已得到国家发改委批准并成功申报CDM项目，并于2008年12月公司与来宝碳资产有限公司签订CDM减排量购买协议，具有显著的经济效益。 一期CDM项目于2010年10月4日注册成功，开始进入监测期；二期CDM项目于2011年2月21日获得联合国气候框架公约组织正式注册，于2011年9月开始进入监测期。根据做出的PDD文件预测，沙曲瓦斯发电厂一、二期项目正常运行后，每年可产生CERs（经核证减排量）170～200万t。 瓦斯电厂投产以来的各项经济指标完成情况 （1)自2007年底并网发电以来，截止2011年10月,累计总发电量万kWh；累计瓦斯总消耗量万m3。 （2）碳减排量：截止2011年10月，共产生碳减排量万t。 （3）余热利用：瓦斯发电厂一期余热锅炉已充分运行，二期余热锅炉正在完善中。一期产生的余热有效解决了电厂办公楼，生产厂区、沙曲矿新建6#职工公寓楼供暖。用传统的燃煤锅炉供热，每年至少燃烧800 t标准煤，每吨标准煤按700元计算，一年可节约×700=56（万元）。随着瓦斯发电厂二期机组的投运，余热利用的范围将进一步加大，全面解决沙曲矿区整个生产、生活区域供暖与热水供应。 3 瓦斯发电项目建设的全面推广 目前，国内煤矿企业瓦斯发电项目逐渐增多，在淮南、晋城、阳泉等地规模较大，瓦斯发电技术、管理已相对成熟，在各大煤矿已成功推广。 华晋瓦斯发电厂结合晋煤、阳煤等几家瓦斯发电厂管理制度，逐步的建立健全管理体制，强化队伍建设，打造出一批高素质、高水平的人才技术队伍，瓦斯发电厂已初具规模，各项工作安全、稳定、高效推进。在创造经济利益最大化的同时，推动了节能环保产业化发展。为建设绿色矿区、环保矿区填色增彩。 从瓦斯发电厂的项目建设、运行管理、技术方面出发，已经从传统的探索、研究、试运行等方面发生了很大的转变，已经全面推广开来，在各大煤矿企业中已充分应用。可以说，已经成为煤矿转型发展、科学发展、环保发展，煤层气综合利用中最直接、最有效的节能减排项目之一。 综上所述，随着社会日新月异的发展，保护环境，节能减排，建设绿色矿山，对煤炭企业人而言，这不仅仅是义务，更是一种责任，是社会赋予的使命，是企业安全、高效、稳定发展的必然。要节能环保，就得实现煤矿转型发展，采煤采气一体化，对煤层气的充分利用，是实现矿井安全发展、科学发展、环保节能发展的基础。煤层气综合利用是煤炭企业实现转型发展、跨越发展的一个新亮点。瓦斯发电厂项目技术已接近成熟，有必要在各大煤矿企业中全面推广；同时，我们将有能力、有信心，将瓦斯发电项目做得更好，打造成煤层气综合利用中的一个亮点。 作者简介： 白晋,男，2006年毕业于湖北工业大学测控技术与仪器专业，现于华晋焦煤煤层气瓦斯发电厂生产技术科工作。
浅议煤矿煤层的开采技术摘要：由于煤层的自然条件和采用的机械不同，完成回采工作各工序的方法也就不同，并且在进行的顺序、时间和空间上必须有规律地加以安排和配合。这种在采煤工作面内按照一定顺序完成各项工序的方法及其配合，称为采煤工艺。在一定时间内，按照一定的顺序完成回采工作各项工序的过程，称为采煤工艺过程。关键词：开发技术 煤炭工艺 煤炭一、煤炭开采的主要形式（一）井下采煤井下采煤的顺序。对于倾角10°以上的煤层一般分水平开采，每一水平又分为若干采区，先在第一水平依次开采各采区煤层，采完后再转移至下一水平。开采近水平煤层时，先将煤层划分为几个盘区，立井于井田中心到达煤层后，先采靠近井筒的盘区，再采较远的盘区。如有两层或两层以上煤层，先采第一水平最上面煤层，再自上而下采另外煤层，采完后向第二水平转移。按落煤技术方法，地下采煤有机械落煤、爆破落煤和水力落煤三种，前二者称为旱采，后者称为水采，我国水采矿井仅占。旱采包括壁式采煤法和柱式采煤法，以前者为主。壁式采煤法工作面长，一般100～200 m，可以容纳功率大，生产能力高的采煤机械，因而产量大，效率高。柱式采煤法工作面短，一般6～30 m，由于工作面短，顶板易维护，从而减少了支护费用，主要缺点是回采率低。（二）露天采煤移走煤层上覆的岩石及覆盖物，使煤敞露地表而进行开采称为露天开采，其中移去土岩的过程称为剥离，采出煤炭的过程称为采煤。露天采煤通常将井田划分为若干水平分层，自上而下逐层开采，在空间上形成阶梯状。其主要生产环节：首先用穿孔爆破并用机械将岩煤预先松动破碎，然后用采掘设备将岩煤由整体中采出，并装入运输设备，运往指定地点，将运输设备中的剥离物按程序排放于堆放场；将煤炭卸在洗煤厂或其他卸矿点。主要优缺点优点为生产空间不受限制，可采用大型机械设备，矿山规模大，劳动效率高，生产成本低，建设速度快。另外，资源回采率可达90%以上，资源利用合理，而且劳动条件好，安全有保证，死亡率仅为地下采煤的1/30左右。主要缺点是占用土地多，会造成一定的环境污染，而且生产过程需受地形及气候条件的制约。在资源方面，对煤赋存条件要求较严，只宜在埋藏浅，煤层厚度大的矿区采用。二、采煤方法与工艺在发展现代采煤工艺的同时，继续发展多层次、多样化的采煤工艺，建立具有中国特色的采煤工艺理论。我国长壁采煤方法已趋成熟，放顶煤采煤的应用在不断扩展，应用水平和理论研究的深度和广度都在不断提高，急倾斜、不稳定、地质构造复杂等难采煤层采煤方法和工艺的研究有很大空间，主要方向是改善作业 条件，提高单产和机械化水平。（一）开采技术开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术。以 提高工作面单产和生产集中化为核心，以提高效率和经济效益为目标，研究开发各种条件下 的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺，简单、高效、可靠的生产系统和开采布置，生产过 程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术，发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化，进一步改进工艺和装备，提高应用水平和扩大应用范围，提高采煤机械化的程度和水平。（二）解决难题开发“浅埋深、硬顶板、硬煤层高产高效现代开采成套技术”，主要解决以下技术难题。硬顶板控制技术，研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术，主要通过岩层定向水力 压裂、倾斜深孔爆破等顶板快速处理技术，使直接顶能随采随冒，提高顶煤回收率，且基本 顶能按一定步距垮落，既有利于顶煤破碎，又保证工作面的安全生产。硬厚顶煤控制技术，研究开发埋深浅、支承压力小条件硬厚顶煤的快速处理技术，包括高压 注水压裂技术和顶煤深孔预爆破处理技术，使顶煤体能随采随冒，提高其回收率。顶煤冒放性差、块度大的综放开采成套设备配套技术，研制既有利于顶煤破碎和顶板控制， 又有利于放顶煤的新型液压支架，合理确定后部输送机能力。 两硬条件下放顶煤开采快速推进技术，研究合适的综放开采回采工艺，优化工序，缩短放煤 时间，提高工作面的推进度，实现高产高效。5～宽煤巷锚杆支护技术，通过宽煤巷锚 杆支护技术的研究开发和应用，有利于综采配套设备的大功率和重型化，有助于连续采煤机 的应用，促进工作面的高产高效。（三）缓倾斜薄煤层长壁开采主要研究开发：体积小、功率大、高可靠性的薄煤层采煤机 、刨煤机；研制适合刨煤机综采的液压支架；研究开发薄煤层工作面的总体配套技术和高效开采技术。（四）缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁综采应进一步加强完善支架结构及强度，加 强 支架防倒、防滑、防止顶梁焊缝开裂和四连杆变形、防止严重损坏千斤顶措施等的研究，提高支架的可靠性，缩小其与中厚煤层(采高3m左右)高产高效指标的差距。（五）各种综采高产高效综采设备保障系统要实现高产高效，就要提高开机率，对“支架—围岩”系统、采运设备进行监控。今后研究的重点是：通过电液控制阀组操纵支架和改善“支架—围岩”系统控制，进一步完善液压信息、支架位态、顶板状态、支护质量信息的自动采集系统；乳化液泵站及液压系统运行状态的检测诊断；采煤机在线与离线相结合的“油 —磨屑”监测和温度、电信号的监测；带式输送机、刮板输送机全面状态监控。三、主要的开采技术（一）深矿井开采技术深矿井开采的关键技术是：煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等；需要攻关研究的是：深井围岩状态和应力场及分布状态的特征；深井作业场所工作环境的变化；深井巷道（特别是软岩巷道）快速掘进与支护技术与装备；深井冲击地压防治技术与监测监控技术；深矿井高产高效开采有关配套技术；深矿井开采热害治理技术与装备。（二）“三下”采煤技术提高数值模拟计算和相似材料模拟等，深入研究开采上覆岩层运动和地表下陷规律，研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理的开采系统和优化参数，发展沉降控制理念和关键技术，包括用地表废料向垮落法工作面采空区充填的系统；研究与应用各种充填技术和组合充填技术，村庄房屋加固改造重建技术，适于村庄保护的开采技术；研究近水体开采的开采设计，工艺参数优化和装备，提出煤炭开采与煤炭城市和谐统一的开采沉陷控制、开采村庄下压煤、土地复垦和矿井水资源化等关键技术。（三）优化巷道布置，减少矸石排放的开采技术改进、完善现有采煤方法和开采布置，以实现开采效益最大化为目标，研究开发煤矿地质条件开采巷道布置及工艺技术评价体系专家系统，实现开采方法、开采布置与煤层地质条件的最优匹配。实行全煤巷布置单一煤层开采，矸石基本不运出地面，生产系统要减化，同时实现中采与中掘同走发展，生产效率大幅提高的经验的同时，重点研究高产高效矿井，开拓部署与巷道布置系统的优化，减化巷道布置，优化采区及工作面参数，研究单一煤层集中开拓，集中准备、集中回采的关键技术，大幅度降低岩巷掘进率，多开煤巷，减少出矸率；研究矸石在井下直接处理、作为充填材料的技术，既是减少污染的一项有利措施，又减化了生产系统，有利于高产高效集中化开采，应加紧研究。采煤方法和工艺的进步和完善始终是采矿学科发展的主题。采煤工艺的发展将带动煤炭开采各环节的变革，现代采煤工艺的发展方向是高产、高效、高安全性和高可靠性，基本途径是使采煤技术与现代高新技术相结合，研究开发强力、高效、安全、可靠、耐用、智能化的采 煤设备和生产监控系统，改进和完善采煤工艺。
此刊物前身为《系统工程理论方法应用》，多年来一直属于国家自然科学基金委认可的重要刊物，但是却不在CSSCI和CSCD的核心版，这次终于列入CSSCI来源刊物。
管理学报-期刊级别： CSSCI南大核心期刊 北大核心期刊
《管理学报》华中科技大学主办的管理类综合性学术期刊，CSSCI南大核心期刊，综合影响因子：。管理学报以加强管理学科学术交流，介绍国际先进管理理念为宗旨，力助中国管理学派成长，推动管理学科不断发展。
期刊名称： 系统管理学报 外文名称： Systems Engineering-Theory Methodology Application 语言： 中文 主管单位： 中华人民共和国教育部 主办单位： 上海交通大学 编辑单位： 上海市 创刊时间： 1992 出版周期： 双月 国内刊号： 31-1977/N 国际刊号： 1005-2542系统管理学报是综合性学术期刊。择优刊登博士论文摘要。并介绍相关科研机构与学术团体和著名专家、优秀中青年学者。另有科技简讯及时报道各种学术动态，包括学术会议、学术交流、重大科研项目以及书评、书讯等。为高校的师生和科研人员服务。