摘要：以某集團(tuán)煤層氣輸送工程為例，對(duì)煤層氣加壓輸送的可行性進(jìn)行了分析并提出了相應(yīng)的解決措施。本文的一些技術(shù)措施具有一定的通用性，可為今后煤層氣的加壓輸送提供工程參考。

關(guān)鍵詞：煤層氣；爆炸極限；高壓輸送； 安全性分析；

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Abstract:?Taking the utilization project of coal-bed gas of one Coal Company for example， the feasibility of compressed coal-bed gas transmission is analyzed， and corresponded measures are put forward. Some technology measures of this article can be used at other similar projects， and it can offer project reference to compressed coal-bed transmission for the future.

Key Words: coal-bed gas; explosive limit; gas transmission; safety analysis

0 引言
??? 近年來(lái)，隨著煤炭產(chǎn)量和開(kāi)采深度的不斷加大，煤層氣問(wèn)題越來(lái)越突出，煤層氣爆炸和煤層氣突出事故在煤礦重大惡性事故中一直占有很大比重，煤層氣事故已構(gòu)成煤礦安全的最大威脅。每年因煤層氣爆炸和煤層氣突出事故死亡約2000人，直接經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)500億元。抽放煤層氣是減少礦井煤層氣涌出量，防止煤層氣爆炸和突出事故的根本性措施^[1－4]。
??? 煤層氣是一種混合氣體，組分為CH₄、N₂、O₂及少量的H₂、CO₂。隨著井下煤層氣利用規(guī)模的不斷加大，對(duì)于CH₄體積分?jǐn)?shù)大于50%的煤層氣采用壓力管道輸送至城市利用的工程越來(lái)越多。例如，山西沁水煤田煤層氣利用工程。
??? 在采用壓力管道輸送煤層氣時(shí)，由于有大量的O₂存在以及煤層氣加壓的同時(shí)伴有溫度的升高，因此有可能存在煤層氣在爆炸極限范圍內(nèi)運(yùn)行的情況。為保證煤層氣加壓過(guò)程的安全運(yùn)行，有必要對(duì)煤層氣加壓過(guò)程的爆炸極限進(jìn)行深入的研究，這對(duì)于煤層氣輸送工程的安全性和經(jīng)濟(jì)性有著十分重要的意義。
??? 本文對(duì)某集團(tuán)煤層氣在輸送過(guò)程中，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后壓力變?yōu)?.3～1.7MPa，溫度為100～120 ℃(壓縮機(jī)出口)，經(jīng)空冷器冷卻后，溫度變?yōu)?0～60 ℃時(shí)，煤層氣爆炸極限(上限和下限)的范圍以及壓力、溫度等對(duì)煤層氣爆炸極限的影響進(jìn)行探討，并提出相應(yīng)的解決措施。
??? 1 輸送工況下煤層氣爆炸極限分析
??? 1.1 常溫常壓下的爆炸極限
??? 本工程煤層氣組分為46%甲烷，54%空氣的混和氣。根據(jù)文獻(xiàn)^[5]的計(jì)算方法，經(jīng)計(jì)算在常溫常壓下煤層氣的爆炸上限為15%，爆炸下限為5%。由計(jì)算結(jié)果可知，常溫常壓下晉城煤業(yè)煤層氣遠(yuǎn)離爆炸極限。
??? 1.2? 壓力對(duì)爆炸極限的影響
??? 壓力對(duì)爆炸上限的影響采用如下公式進(jìn)行修正[5]：

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??? 由圖1可以看出，煤層氣的溫度越高，爆炸極限范圍越大，即：爆炸下限降低，上限增高。因?yàn)橄到y(tǒng)溫度升高，其分子內(nèi)能增加，使更多的氣體分子處于激發(fā)態(tài)，原來(lái)不燃的混合氣體成為可燃、可爆系統(tǒng)，所以溫度升高使爆炸危險(xiǎn)性增大。
??? 常壓下溫度為100℃～120℃時(shí)，甲烷的爆炸極限范圍相應(yīng)為4.68%～16.06%到4.60%～16.30%。
??? 1.4? 綜合溫度壓力對(duì)煤層氣爆炸極限的影響
??? 對(duì)于爆炸上限，采用如下綜合公式進(jìn)行修正^[5]：
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