淺談煤礦瓦斯積聚的安全處理方法

楊　錦　劉文鋒　曹世民

摘要：石板溝煤礦屬煤與瓦斯突出礦井，在處理瓦斯積聚方面采取諸多有效方法，并積累了成功經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：礦井通風(fēng) 瓦斯積聚 瓦斯?jié)舛?風(fēng)筒

中圖分類號：TD712.54 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1673-1069（2009）01-0000-00

0 引言

瓦斯排放前，凡是排出瓦斯流經(jīng)的巷道和被排放瓦斯風(fēng)流切斷安全出口的采掘工作面、硐室等地點(diǎn)，必須切斷電源，撤出人員，并設(shè)專人進(jìn)行警戒。頂板冒落空硐、回采工作面上隅角、采煤機(jī)附近、低風(fēng)速的巷道頂板附近以及有瓦斯噴出的地點(diǎn)，均易積聚瓦斯。防止瓦斯積聚的主要措施是加強(qiáng)礦井通風(fēng)管理，對超限和積聚瓦斯的處理，歸納起來，主要有稀釋排除、封閉隔絕和抽排3種方法。

1 排除盲巷積聚瓦斯方法

1.1 盲巷外斷開風(fēng)筒接頭調(diào)節(jié)法 排瓦斯時，在盲巷口外全風(fēng)壓供風(fēng)的新鮮風(fēng)流中，把風(fēng)筒接頭斷開，利用改變風(fēng)筒對合面的間隙大小，調(diào)節(jié)送入盲巷的風(fēng)量，以達(dá)到有節(jié)制地排放巷道積聚瓦斯的目的。排放瓦斯過程中，隨著兩個風(fēng)筒接頭由錯開而逐漸對合，直至全部接合，送入盲巷的風(fēng)量亦由小到大，直至局部通風(fēng)機(jī)排出全部風(fēng)量。最后，經(jīng)檢查確認(rèn)安全可靠時即可恢復(fù)送電送風(fēng)。

1.2 利用風(fēng)筒預(yù)留的三通調(diào)節(jié)法 在風(fēng)機(jī)出口與導(dǎo)風(fēng)筒之間，接一段三通風(fēng)筒短節(jié)。掘進(jìn)巷道正常通風(fēng)時，把三通風(fēng)筒的分支導(dǎo)風(fēng)筒用繩子捆死，此時風(fēng)機(jī)的全部風(fēng)量都送入掘進(jìn)工作面。當(dāng)需排除巷道積聚的瓦斯時，打開三通的分支導(dǎo)風(fēng)筒，同時用繩子捆住主導(dǎo)風(fēng)筒，捆的程度根據(jù)巷道內(nèi)積聚的瓦斯?jié)舛却_定：部分風(fēng)量仍送入掘進(jìn)工作面，另一部分風(fēng)量進(jìn)入盲巷，稀釋并排出盲巷內(nèi)積聚的瓦斯。

1.3 開啟局部通風(fēng)機(jī)附近的風(fēng)門調(diào)節(jié)法 局部通風(fēng)機(jī)安設(shè)在采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷內(nèi)，回風(fēng)直接進(jìn)入采區(qū)回風(fēng)巷，兩巷之間的聯(lián)絡(luò)巷中留有通車、行人的風(fēng)門。掘進(jìn)巷道正常通風(fēng)時，風(fēng)門全部處于關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)需排放聯(lián)絡(luò)巷中積聚的瓦斯時，通過風(fēng)門的開啟狀態(tài)(半開或全開)調(diào)節(jié)風(fēng)量，稀釋聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)的瓦斯，使其在回風(fēng)口處不超限。

1.4 稀釋筒調(diào)節(jié)法 該稀釋筒是用鋼板焊制的三通風(fēng)筒。其上有兩套閥門及控制把手。稀釋筒安裝在掘進(jìn)巷道口外全風(fēng)壓通風(fēng)巷道中，瓦斯探頭用來測定排出并經(jīng)稀釋的瓦斯?jié)舛?，根?jù)該濃度的大小來控制和調(diào)節(jié)稀釋筒閥門的開度。

1.5 自控排瓦斯裝置 自控排瓦斯裝置，主要由控制主機(jī)、稀釋筒和液壓泵站組成?？刂浦鳈C(jī)和液壓泵站均安設(shè)在進(jìn)風(fēng)巷內(nèi)的風(fēng)機(jī)附近，稀釋筒則安裝在獨(dú)頭巷道口內(nèi)10～15m處，其兩端均用柔性導(dǎo)風(fēng)筒相連，液壓泵站與稀釋筒用高壓膠管連接。在稀釋筒附近、掘進(jìn)巷口下風(fēng)側(cè)10～15m處、風(fēng)機(jī)附近，分別安裝3臺甲烷傳感器。排瓦斯原理：上述系統(tǒng)中的甲烷傳感器把檢測到的瓦斯?jié)舛刃盘杺鬏斀o控制主機(jī)，主機(jī)經(jīng)判斷后，指令三位四通電磁閥左導(dǎo)通或右導(dǎo)通，油路導(dǎo)通后，使油缸活塞伸縮，驅(qū)動稀釋筒的調(diào)節(jié)門轉(zhuǎn)動，根據(jù)調(diào)節(jié)風(fēng)門的開閉程度進(jìn)行風(fēng)量分配。一部分通過風(fēng)筒送至掘進(jìn)工作面排出高濃度瓦斯，另一部分由稀釋筒的風(fēng)門排至巷道，稀釋排出的高濃度瓦斯，使之混合均勻且不超限，達(dá)到自動安全排放瓦斯的目的。

2 密閉巷道積聚瓦斯的排放方法

長期停掘的巷道，在其巷口已構(gòu)筑了密閉墻，內(nèi)部積聚的瓦斯較多。在排除瓦斯前需安裝風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒。排除這類巷道積存的瓦斯，采用分段排放法。

2.1 檢查密閉墻外瓦斯是否超限，若超限就啟動風(fēng)機(jī)吹散稀釋；若不超限，就在密閉墻上角開兩個洞，隨之開啟風(fēng)機(jī)吹風(fēng)。開始時，風(fēng)筒不要正對密閉墻吹，要視吹出的瓦斯?jié)舛雀叩瓦M(jìn)行風(fēng)向控制。

2.2 密閉拆除后，瓦檢員和其他工作人員進(jìn)入巷道檢查瓦斯，隨后延長風(fēng)筒排除瓦斯。在巷道中風(fēng)筒出口附近瓦斯?jié)舛冉抵两缦拗聲r，可將風(fēng)筒口縮小以加大風(fēng)流射程，將前方的高濃度瓦斯吹出；當(dāng)瓦斯?jié)舛冉迪聛砗?，接上一個短節(jié)風(fēng)筒，同樣，加大風(fēng)流射程排除前方的瓦斯；取下短風(fēng)筒并接上長風(fēng)筒繼續(xù)排放前方的積聚瓦斯，直到掘進(jìn)工作面。

3 頂板冒落空洞積聚瓦斯的處理

在巷道或回采工作面發(fā)生冒頂，其頂部形成空硐(冒高)時，由于冒頂處通風(fēng)不良，往往積存著高濃度的瓦斯。對該處積聚瓦斯的處理方法，一般有兩種。

3.1 充填空硐法 充填空硐法是，先在冒高處的棚上鋪上木板或荊笆，然后再用黃土將冒落空硐填滿，或用注漿泵將聚氨脂攪拌后注入空硐內(nèi)，發(fā)泡膨脹，填滿空硐。這樣，可以消除瓦斯積聚的空間，免于瓦斯積存。通常，在冒頂面積不大的情況下使用。

3.2 風(fēng)流吹散法 ①風(fēng)流吹散法處理積聚瓦斯，是普遍采用的措施。在冒高小于2m、體積不超過6m3、巷道風(fēng)速大于0.5m/s條件下，可采用風(fēng)障導(dǎo)風(fēng)法，風(fēng)障的材料可用木板、帆布或風(fēng)筒布等制作。②在冒高大于2m、冒高體積超過6m3、巷道風(fēng)速低于0.5m/s，同時又有局部通風(fēng)機(jī)送風(fēng)的地點(diǎn)，可采用分支風(fēng)筒導(dǎo)風(fēng)法，將主導(dǎo)風(fēng)筒上引出分支小風(fēng)筒，利用風(fēng)機(jī)送至冒頂處，吹散積聚的瓦斯。

4 回采工作面上隅角瓦斯積聚的預(yù)防和處理

預(yù)防回采工作面上隅角積聚瓦斯的最根本措施，是合理地選擇通風(fēng)系統(tǒng)。W型、Y型、U+L型通風(fēng)系統(tǒng)可以很好地預(yù)防和處理上隅角的瓦斯積聚。

4.1 引導(dǎo)風(fēng)流稀釋帶走 引導(dǎo)風(fēng)流稀釋的實(shí)質(zhì)是，把新鮮風(fēng)流引入到回采工作面的上隅角，將該處積聚的瓦斯稀釋并帶走。①風(fēng)障法：當(dāng)回采工作面上隅角積聚的瓦斯范圍不大和濃度不高(低于3％)情況下采用此法。②尾巷法：用于瓦斯涌出較大、超限嚴(yán)重的場所。在工作面的回風(fēng)中布置兩條巷道：一是最高允許濃度為1.0％的回風(fēng)巷，另一條是瓦斯?jié)舛茸罡呖蛇_(dá)2.5％的專用回風(fēng)尾巷。部分風(fēng)流從工作面的前方進(jìn)入回風(fēng)巷，另一部分風(fēng)流則從工作面的后方不經(jīng)上隅角上，直接進(jìn)入尾巷。

4.2 抽排上隅角瓦斯 采用抽排風(fēng)機(jī)或移動瓦斯抽放泵站，利用通風(fēng)負(fù)壓引排上隅角瓦斯，將瓦斯引入鐵風(fēng)筒或伸縮性風(fēng)筒中，風(fēng)筒直鋪設(shè)到回風(fēng)巷的安全地點(diǎn)，利用風(fēng)筒兩端的壓差連續(xù)不斷地排放上隅角瓦斯。

5 積聚瓦斯的其他處理方法

5.1 頂板附近瓦斯層狀積聚的處理 所謂瓦斯層，就是瓦斯懸浮于巷道頂板附近并形成較穩(wěn)定的帶狀積聚，可在不同形式支護(hù)和任意斷面中形成。防止和消除瓦斯層的主要方法是：增加巷道內(nèi)的風(fēng)速；增大巷道頂板附近的風(fēng)速；用旋流風(fēng)筒處理積聚的瓦斯；封閉隔絕瓦斯源。

5.2 采煤機(jī)附近積聚的瓦斯處理 回采工作面，在采煤機(jī)截割附近和機(jī)體與煤壁之間易出現(xiàn)瓦斯積聚。通常，在采煤機(jī)上安裝瓦斯自動檢測報警斷電儀，一旦瓦斯超限就切斷電源，停止割煤。加大工作面風(fēng)量，提高機(jī)道和采煤機(jī)附近的風(fēng)速，以消除其局部瓦斯積聚。當(dāng)工作面風(fēng)速不能滿足防止采煤機(jī)附近瓦斯積聚時，應(yīng)采用提高局部地點(diǎn)風(fēng)速的辦法，通常用小引射器加大采煤機(jī)附件的風(fēng)速。

總之，高瓦斯礦井瓦斯積聚的處理是日常瓦斯管理的重要內(nèi)容，只有堅(jiān)持科學(xué)的方法，結(jié)合煤礦實(shí)際，才能保證礦井的安全生產(chǎn)。