（已批）高压脉动注碱治理硫化氢技术研究项目立项可行性分析报告（存档）

六项目承担单位和协作单位支撑条件组织措施原辅材料供应企业公用设施等配套条件承担单位保利能源铁新矿协作单位中国矿业大学承担单位与协作单位技术力量概况承担单位技术力量中国保利集团公司成立于年月。

年月，根据党中央国务院中央军委关于军队武警部队和政法机关不再从事经商活动重大决策，中国保利集团公司由原隶属总装备部划归中央大型企业工作委员会领导管理，成为国有重要骨干企业。

年，由国务院国有资及装备方面具有自主知识产权技术成果，煤层硫化氢治理研究方面代表国内领先水平部分领域达到国际先进水平。

这不仅对保利集团铁新矿安全生产具有重要保障作用，而且对全行业技术创新具有示范带动作用。

我国煤炭生产行业灾害十分严重，安全生产技术落后已经成为制约煤炭产业发展瓶颈。

例如本次项目投标单位保利集团铁新矿因硫化氢浓度超限，不仅危害了矿井职工人身安全，同时也制约了矿井生产效率提高。

本项目研究技术将大幅提高高浓硫化氢矿井安全生产技术水平，提高防灾抗灾能力。

项目研究成果应用示范及推广可以显著提高我国煤矿安全技术装备水平，提高我国治理矿井硫化氢能力，减少人员伤亡维护煤炭职工职业健康，培养和锻炼批学科带头人学术骨干和煤炭企业技术人才，具有巨大社会效益。

十项目实施风险分析包括安全评价环境评价市场风险技术风险管理风险分析等项目实施风险分析项目实施能够有效治理煤矿生产中产生硫化氢，减少矿井中硫化氢排放，现场工艺简单可行，能够提高矿井安全生产水平，保障职工人身安全，改善井下生产环境和矿区整体环境。

设备易于操作，设备占用空间小，主要材料价格低廉，货源丰富，治理硫化氢效果好，有较好市场前景。

该项目研究实施过程中，不会因为采用新技术生产方式改变而产生威胁人们生产与生活风险，即无技术风险。

管理过程是可控，加强管理，严格按照煤矿安全生产制度了管理生产，把安全生产摆在第位，管理风险就能够大大降低甚至避免。

十推广应用范围前景及市场分析我国高硫煤分布面很广，几乎遍布各产煤省，尤以山西贵州四川陕西山东高硫煤资源较多，占国有煤矿高硫煤储量。

煤炭经过多年开采，开采深度正在逐步加深，而深部开采时，煤层中硫化氢问题将越来越突出。

同时随着低硫煤炭资源枯竭及脱硫技术不断发展，高硫煤开采势在必行，而高硫煤中含高硫化氢气体可能性增大，越来越多下层煤开采将不同程度地受到硫化氢气体威胁。

因此，硫化氢治理技术具有广阔市场及良好应用前景。

该项技术现场工艺流程简单，易于操作，设备占用空间小，主要材料价格低廉，货源丰富，治理硫化氢效果好，满足矿井开采高硫煤层需要，因此，该技术具有很大推广市场。

项目提出背景在煤矿开采过程中，在些特殊区域的综采工作面会出现硫化氢异常法脉动高压注碱系统研究碱液选择，注碱压力，脉动方式与频率高压多级密封技术等。

创新点脉动高压注液强化注碱，水中碱性物质和煤层硫化氢发生反应，降低了煤层硫化氢含量，源头上控制硫化氢高压脉动注碱单孔影响范围大，减少钻孔施工量，加快煤层开采时间研究高效快速消除硫化氢碱液利用脉动高压注水与钻孔注碱技术相结合提出脉动高压注碱技术研究高压多级密封技术。

六项目承担单位和协作单位支撑条件组织措施原辅材料供应企业公用设施等配套条件承担单位保利能源铁新矿协作单位中国矿业大学承担单位与协作单位技术力量概况承担单位技术力量中国保利集团公司成立于年月。

年月，根据党中央国务院中央军委关于军队武警部队和政法机关不再从事经商活动重大决策，中国保利集团公司由原隶属总装备部划归中央大型企业工作委员会领导管理，成为国有重要骨干企业。

年，由国务院国有资产监督管理委员会履行出资人职责，中国保利集团公司成为国资委管理大型中央企如下研究工作硫化氢在煤层内部赋存及运移规律与高压注碱消除硫化氢威胁机理煤层内部高浓硫化氢产生原因，煤体应力对硫化氢在煤层内部赋存及运移状态影响研究顺层钻孔高压注碱时压裂起裂机理裂隙发育拓展，主要包括压力水对煤层压裂过程分析弱面扩展延伸力学分析研究裂隙产生后硫化氢在煤层内部赋存及运移状态。

④研究工作面脉动高压注碱消除硫化氢机理。

工作面硫化氢涌出量测试与预测预报技术采用科学手段测试硫化氢在铁新矿工作面赋存状态采用非线性预测与神经网络技术相结合预测预报工作面各区段硫化氢涌出量根据预测预报结果提出相应硫化氢治理方案，综合考虑技术适用性可操作性与经济性。

高压注碱技术研究顺层钻孔裂隙场分布规律钻孔密封段位置合理选择钻孔周围密封介质渗漏规律等。

选用碱液种类浓度消除硫化氢性能等研究高压注碱压力工作面浅孔布孔参数脉动频率与方式确定④高压多级密封技术研究技术指标通过实施该综合治理技术，开发高压脉动注碱技术，提高煤层硫化氢治理水平通过实施该项技术，使煤层工作面硫化氢浓度低于国家规定，保证安全生产。

五项目实施方案技术关键包括技术难点创新点实施方案根据研究内容特点，本课题拟采用相应理论分析数值模拟和现场工业性试验相结合方法研究脉动高压注碱治理硫化氢技术，以降低煤层开采时硫化氢浓度，提高工作面回采速度及施工安全性。

拟采取技术路线为先根据理论分析和数值模拟及现场实测参数，设计或调整确定出设备结构与工艺参数，然后研究脉动高压注碱治理硫化氢技术措施，并进行工业性试验，根据试验结果，对上述研究成果进行验证和修正。

技术难点工作面和顺层钻孔间距倾角影响范围确定从源头上消除硫化氢，碱液均匀大范围在煤层内部渗透简单快速有效抑制硫化氢从煤壁落煤运输等环节解析涌出等法脉动高压注碱系统研究碱液选择，注碱压力，脉动方式与频率高压多级密封技术等。

创新点脉动高压注液强化注碱，水中碱性物质和煤层硫化氢发生反应，降低了煤层硫化氢含量，源头上控制硫化氢高压脉动注碱单孔影响范围大，减少钻孔施工量，加快煤层开采时间研究高效快速消除硫化氢碱液利用脉动高压注水与钻孔注碱技术相结合提出脉动高压注碱技术研究高压多级密封技术。

六项目承担单位和协作单位支撑条件组织措施原辅材料供应企业公用设施等配套条件承担单位保利能源铁新矿协作单位中国矿业大学承担单位与协作单位技术力量概况承担单位技术力量中国保利集团公司成立于年月。

年月，根据党中央国务院中央军委关于军队武警部队和政法机关不再从事经商活动重大决策，中国保利集团公司由原隶属总装备部划归中央大型企业工作委员会领导管理，成为国有重要骨干企业。

年，由国务院国有资产监督管理委员会履行出资人职责，中国保利集团公司成为国资委管理大型中央企业。

保利能源控股有限公司是中国保利集团公司所属保利科技有限公司控股子公司，是保利集团专门从事煤炭和有色金属矿产资源开发投资平台。

公司成立于年月，注册资本亿元。

目前在山西拥有焦煤和无烟煤储量亿吨，焦煤和无烟煤生产能力万吨年，在新疆拥有优质动力煤和化工用煤储量亿多吨和煤炭生产能力万吨年，此外还拥有两个洗煤厂个焦化厂和两个铁路发运站，形成集采掘洗选焦化发运为体产业链。

公司发展战略是以煤炭和有色金属开发为主业，以实业投资和资本运作为主要手段，联合业内有实力合作伙伴，高起点大规模地拓展能源资源领域，实现超常规跨越式发展，力争年内把保利能源打造成为保利集团继军民品贸易房地产开发文化艺术经营之后第四大主业，成为国内有影响力综合性能源上市企业。

灵石县两渡镇铁新煤矿有限公司地处美丽汾河之畔巍巍吕梁山麓。

矿井面积平方公里，煤种为炼焦煤，原煤年生产能力万吨，经过年改扩建现已投产，未来可扩建成年产万吨煤矿。

协作单位技术力量中国矿业大学是所早期进入工程全国重点高校和优势学科建设高校，其安全技术及工程学科具有博士学位授予权和获准设置长江学者奖励计划特聘教授学术岗位并且在年和年连续被评为国家级重点学科，排名全国第。

有煤炭资源与安全开采国家重点实验室和煤矿瓦斯治理国家工程研究中心，拥有许多国际先进水平安全实验装备。

在矿井瓦斯治理方面，开展了瓦斯防治及预测预报技术煤与瓦斯突出机理及其比例将逐年增加，因而研究硫化氢治理是大势所趋。

国内现有工作基础我国很多矿区赋存有高硫煤层，随着低硫煤炭资源枯竭及脱硫技术不断发展，高硫煤开采势在必行，而高硫煤中含高硫化氢气体可能性增大。

目前高浓度非均匀分布硫化氢成功治理研究目前尚属空白，主要措施仍采用煤层注水及喷洒水雾等。

中国矿业大学瓦斯防治研究所长期致力于硫化氢治理技术研究，开发了内外目前主要防治措施有增加风量和喷洒碱性溶液。

喷洒碱性溶液用于吸收煤层中硫化氢，以减少采掘和运输过程中硫化氢涌出量，是项效果明显措施。

可在落煤同时或在装载点喷洒或预先向煤体打钻注入。

乌克兰顿巴斯矿区采用苏打水溶液加入表面活性剂喷洒液，使空气中硫化氢浓度降低了。

中国新疆西山煤矿在采掘地点喷洒石灰水溶，使硫化氢浓度降低了以上。

上述硫化氢治理方法般用于低浓度均匀分布硫化氢治理。

铁新矿煤工作面开采过程中，也采了喷洒水雾加强通风个体防护浅孔注碱等措施，实践证明效果不明显。

分析认为该矿硫化氢治理过程中可能存在问题为硫化氢分布不均匀，只在靠近运输巷道巷帮米范围，且呈跳跃性分布。

工作面注碱钻孔深度有限，封孔段短，导致注液压力不高，效率较低。

所注碱液对硫化氢有效中和吸收能力有限，湿润煤壁时难以有效降低硫化氢含量二项目立项必要性及市场需求分析项目立项必要性我国煤炭经过多年开采，开采深度正在逐步加深，而深部开采时，些矿井煤层中硫化氢问题将越来越突出。

煤对吸附实验表明，被吸附物质吸附能力随气体沸点增高而增大。

气体最低沸点为，高于等气体，因此，煤对其具有很强吸附能力生物降解微生物硫酸盐还原作用形成原生气体只可能存在泥炭褐煤阶段，因泥炭褐煤水分含量较高，气体多溶于水，般不会造成异常。

但个别干旱地区，褐煤中水分含量较低时，可能会出现气体异常。

微生物硫酸盐还原作用形成次生气体可能存在泥炭焦煤阶段，但硫酸盐还原菌繁殖靠地表水下渗灌入煤层，即使生成，也多溶于水，并被地下水带走。

煤及围岩中热化学分解成因硫酸盐热化学还原成因形成气体不多，部分溶于煤层水中，部分被煤层吸附或充填于煤内孔裂隙之中。

若煤层已被等饱和，般不会造成气体异常当煤层在抬升过