簡議Y型通風(fēng)治理瓦斯的方法及幾點(diǎn)建議

摘 要：礦井生產(chǎn)要時(shí)刻關(guān)注生產(chǎn)環(huán)境中瓦斯的濃度。如果有大量的瓦斯涌出，很有可能造成人員傷害。瓦斯治理是礦井生產(chǎn)重要的工作內(nèi)容，具體工作中，首先要重視現(xiàn)場的生產(chǎn)環(huán)境，根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境的變化，因地制宜地開展治理工作。如果礦井中的瓦斯?jié)舛纫殉^安全標(biāo)準(zhǔn)，使用均壓技術(shù)是比較有效的，治理超限瓦斯情況，可以獲得良好效果。本文著重研究礦井瓦斯治理中通風(fēng)技術(shù)應(yīng)用方面的問題。

關(guān)鍵詞：礦井通風(fēng);瓦斯治理;策略

中國的能源需求缺口很大，并且仍處于不斷擴(kuò)大的業(yè)態(tài)下，部分企業(yè)無序的開采，導(dǎo)致出現(xiàn)多起瓦斯爆炸事故。在煤礦開采過程中，會(huì)產(chǎn)生一定的瓦斯氣體。如果得不到及時(shí)有效的處理，極易引起瓦斯爆炸，對(duì)采礦人員的安全造成極大威脅，并產(chǎn)生社會(huì)負(fù)面的影響。礦井通風(fēng)是控制瓦斯最有效的方法，可以在一定程度上減少礦井內(nèi)瓦斯?jié)舛取?/p>

1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

1.1 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化

煤礦綜采工作面多個(gè)巷道都采用“Y”型通風(fēng)系統(tǒng)，膠帶和進(jìn)風(fēng)順槽為進(jìn)風(fēng)巷，輔運(yùn)和回風(fēng)槽是回風(fēng)巷，膠帶和進(jìn)風(fēng)道為進(jìn)風(fēng)道，輔助輸送和回流風(fēng)道為進(jìn)風(fēng)道，工作面上的風(fēng)分別流向割眼和尾巷。這種方法有一定的缺點(diǎn)，如在上角采空區(qū)通風(fēng)，大量的氣流進(jìn)入采空區(qū)容易增加安全風(fēng)險(xiǎn)。外Y巷道工程量大，容易增加配風(fēng)量。為了解決采空區(qū)的通風(fēng)問題，必須降低采空區(qū)的安全隱患，優(yōu)化工作面通風(fēng)系統(tǒng)，將其轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌摹癥”通風(fēng)模式。驅(qū)動(dòng)面采用2×30kW旋轉(zhuǎn)式局部通風(fēng)機(jī)，并結(jié)合風(fēng)管壓力式送風(fēng)。雙巷掘進(jìn)工作面隔段連接恒橫川。不斷引入全風(fēng)壓風(fēng)量。礦井生產(chǎn)采用分區(qū)通風(fēng)的方法。每個(gè)采區(qū)都有專門的回風(fēng)巷，工作面采用獨(dú)立通風(fēng)。

1.2 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化后的瓦斯治理

在優(yōu)化的“Y”通風(fēng)方式下，輔助輸送通道內(nèi)每50m設(shè)置一組高位置鉆孔。每個(gè)鉆孔都位于上隅角附近，然后用泵抽送上隅角的瓦斯。沿回風(fēng)順槽管敷設(shè)排放管道，對(duì)瓦斯進(jìn)行抽采;上隅角依靠采空區(qū)在井壁右上角安裝排水治理，形成半封閉的抽排瓦斯。該方法能有效地解決瓦斯聚集問題。

2 造成瓦斯超限的基本原因

工作面帶式輸送機(jī)巷道中出現(xiàn)瓦斯超限時(shí)，其所在位置會(huì)隨著掘進(jìn)工作面推進(jìn)不斷地移動(dòng)。頂板距離掘進(jìn)工作面煤壁通常不會(huì)超過6m。超限點(diǎn)距巷道邊大約200mm的位置，瓦斯?jié)舛韧ǔ２粫?huì)很高，為3%-6%之間，距離頂網(wǎng)零距離的位置，瓦斯?jié)舛纫鄬?duì)較高一些，可以達(dá)到9%-10%之間。軌道巷道掘進(jìn)工作面有效風(fēng)量逐漸降低，從原來400m3/min降低到380m3/min。掘進(jìn)工作面絕對(duì)排氣量有所增加，從原來0.8m3/min增至2.89m3/min。

在采空區(qū)產(chǎn)生的瓦斯通常引起帶式輸送機(jī)巷道掘進(jìn)工作面超限是主要原因，這種現(xiàn)象不是在煤層中形成的。通過深入分析該現(xiàn)象，得出結(jié)論：由于巷道帶式輸送機(jī)工作面直接與礦區(qū)之間有必然聯(lián)系，巷道的回風(fēng)有很小的阻力，絕對(duì)靜壓隧道工作面比較低，就會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象。工作面帶式輸送機(jī)巷道通過回風(fēng)橋?qū)Υ翱诨仫L(fēng)調(diào)節(jié)過程中，通常巷道回風(fēng)的阻力比較大一些，掘進(jìn)工作面絕對(duì)靜壓也相對(duì)較大。兩種巷道采用相同容量的局部風(fēng)機(jī)及同等直徑的風(fēng)道時(shí)，工作面有效風(fēng)量會(huì)存在差異，大約為50m3/min，這就說明，兩種巷道壓力也是存在差異的。由于存在這樣的壓力差，會(huì)使得采空區(qū)中存在氣流發(fā)生流動(dòng)，從軌道巷道通過工作面向帶式輸送機(jī)巷道快速傳輸，將采空區(qū)高濃度氣體帶動(dòng)起來，會(huì)進(jìn)入到巷道掘進(jìn)工作面當(dāng)中。

3 井下通風(fēng)以及瓦斯治理措施

3.1 從井下通風(fēng)系統(tǒng)入手控制瓦斯

井下通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與管理決定了礦山企業(yè)瓦斯管理能力，通風(fēng)系統(tǒng)是瓦斯治理的重要突破口。①任何礦井首先必須要建立完整、獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)，地面需安裝通風(fēng)機(jī)，裝有通風(fēng)機(jī)的進(jìn)氣口必須嚴(yán)加密封;②礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖應(yīng)明確風(fēng)流方向、通風(fēng)設(shè)施安裝位置和風(fēng)量安裝點(diǎn)。通風(fēng)系統(tǒng)圖按季度繪制，每月補(bǔ)充修改;③對(duì)于多煤層同時(shí)開采的礦井，應(yīng)繪制多層系統(tǒng)圖和礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖;礦井采用機(jī)械通風(fēng)方式，安裝相同性能的通風(fēng)機(jī)械設(shè)備兩套。其目的是在發(fā)生故障時(shí)保證通風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行;④通風(fēng)機(jī)需具有逆風(fēng)功能，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)改變巷道內(nèi)風(fēng)向，風(fēng)向改變后，供風(fēng)量要大于正常風(fēng)量，按規(guī)定時(shí)間檢查防風(fēng)措施，進(jìn)行防風(fēng)演練;⑤通風(fēng)機(jī)應(yīng)由專人負(fù)責(zé)日常管理，記錄機(jī)器的運(yùn)行情況，如有異常應(yīng)立即報(bào)告總控制室。配備通風(fēng)機(jī)的主通風(fēng)口應(yīng)設(shè)置防爆門，并定期進(jìn)行檢查和維護(hù);⑥最新安裝的通風(fēng)機(jī)在使用前，應(yīng)先測試通風(fēng)機(jī)的性能，確定符合標(biāo)準(zhǔn)的方可投入使用;進(jìn)回風(fēng)井與主通風(fēng)巷道之間應(yīng)設(shè)置擋土墻，并設(shè)置正、負(fù)風(fēng)門，防止氣流短路;⑦礦井投產(chǎn)前，對(duì)礦井進(jìn)行通風(fēng)阻力試驗(yàn)，當(dāng)換氣情況發(fā)生變化時(shí)，對(duì)礦井的通風(fēng)阻力進(jìn)行重新試驗(yàn)，不斷完善通風(fēng)系統(tǒng)，保證巷道暢通。

3.2 瓦斯治理的相關(guān)措施

完善瓦斯治理與防突管理體系，主要由礦井總工程師負(fù)責(zé)瓦斯治理和防突出的技術(shù)管理，其他崗位負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)范圍內(nèi)的瓦斯治理和防突出工作。礦山設(shè)立通風(fēng)管理部門、生產(chǎn)技術(shù)管理部門、機(jī)電管理部門、安全管理部門、調(diào)度室等，并配備足夠的相關(guān)管理與技術(shù)人員。

完善現(xiàn)場控制機(jī)制，應(yīng)加強(qiáng)重點(diǎn)崗位、重點(diǎn)領(lǐng)域的管理，及時(shí)整改問題：從分工、檢查、管理、考核等方面，密切關(guān)注安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)管理，把握責(zé)任，構(gòu)建規(guī)范長效機(jī)制。

做好瓦斯地質(zhì)信息分析工作，加強(qiáng)對(duì)瓦斯地質(zhì)信息分析的管理，由礦山總工程師負(fù)責(zé)，每周召開瓦斯地質(zhì)討論分析會(huì)議，相關(guān)部門工程師及礦山相關(guān)人員參與，研究挖掘現(xiàn)場的實(shí)際工作和問題，并制定相應(yīng)措施;建立健全泵鉆管理制度，經(jīng)相關(guān)管理人員審核后方可施工;建立工作面瓦斯預(yù)警管理方法，分析相關(guān)異常情況，啟動(dòng)相應(yīng)預(yù)警狀態(tài)，并且根據(jù)預(yù)警狀態(tài)來采取高標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)充措施。

3.3 瓦斯超限的治理方案

礦井生產(chǎn)中，當(dāng)瓦斯?jié)舛仍黾右呀?jīng)超過規(guī)定規(guī)定限度，就需要采用增強(qiáng)阻力的方法。在帶式輸送機(jī)用薄木板和風(fēng)筒布在巷回風(fēng)口快速構(gòu)建兩個(gè)臨時(shí)的擋板，對(duì)瓦斯可以起到阻擋作用。S1-5帶式輸送機(jī)車道連接兩個(gè)節(jié)流閥，打開一扇門，巷道返回空氣阻力會(huì)有所增加，絕對(duì)靜壓巷也會(huì)相應(yīng)地增加，帶式輸送機(jī)巷道掘進(jìn)面的壓力增強(qiáng)。然后在風(fēng)道上打開直徑200mm的“三通”，工作面進(jìn)風(fēng)量就會(huì)明顯減少，從而獲得減壓的效果。完成調(diào)壓工作之后，帶式輸送機(jī)巷道掘進(jìn)工作面瓦斯含量很快降低，通常會(huì)低于0.12%，兩個(gè)掘進(jìn)工作面都沒有發(fā)現(xiàn)有異常瓦斯涌出。待兩條巷道貫通之后，工作面上有全風(fēng)壓通風(fēng)形成，此時(shí)就可以拆除調(diào)風(fēng)設(shè)施。

4 采用這種治理方法的優(yōu)點(diǎn)

其一，這種治理方法速度快。從確定方案到空調(diào)工程竣工通常不會(huì)超過2h，瓦斯存留時(shí)間縮短了，燃?xì)馐鹿蕦?duì)生產(chǎn)影響也大大降低，不會(huì)對(duì)人體健康造成影響。其二，這種治理方法成本低。整個(gè)調(diào)整工作中，不需要投入大量人財(cái)物，只用幾塊木板就可以解決，也可用舊的筒布解決，還能相應(yīng)減少材料消耗量。其三，這種治理方法有很好的靈活性。工作面帶式輸送機(jī)巷道絕對(duì)靜壓可通過調(diào)節(jié)連接巷道風(fēng)門開關(guān)度的方法治理通風(fēng)問題。通過調(diào)節(jié)輸送帶巷道中的風(fēng)門，對(duì)回風(fēng)阻力進(jìn)行調(diào)節(jié)，也可以對(duì)巷道中絕對(duì)靜壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。風(fēng)道工作面有效風(fēng)量的調(diào)節(jié)也能夠發(fā)揮軌道車道風(fēng)道上“三通”作用，對(duì)巷道絕對(duì)靜壓有效調(diào)節(jié)。

總而言之，做好相關(guān)瓦斯治理工作，完善相關(guān)的瓦斯治理管理辦法，有利于礦井企業(yè)的發(fā)展，通過專業(yè)的瓦斯治理培訓(xùn)工作，強(qiáng)化開采人員的安全意識(shí)，最大程度地保證開采人員的人身安全。

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作者簡介：

張東九（1976- ），本科，通風(fēng)助理工程師，副隊(duì)長，一礦通風(fēng)工區(qū)二隊(duì)。