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淺析瓦斯排放的安全措施

作者:漆旺生 李華煒等  
評(píng)論: 更新日期:2009年12月09日

  摘要:瓦斯排放是煤礦處理積聚瓦斯最常見的措施,我國不少煤礦曾在瓦斯排放過程中由于管理不善導(dǎo)致了惡性事故。就瓦斯排放的安全措施的編制、審查和實(shí)施等有關(guān)問題作探討。
  關(guān)鍵詞:瓦斯排放 安全措施 瓦斯?jié)舛?

  《煤礦安全規(guī)程》(1992年版)及《〈煤礦安全規(guī)程〉1992年版執(zhí)行說明》(以下簡稱《規(guī)程》和《執(zhí)行說明》)對(duì)獨(dú)頭巷道停風(fēng)和恢復(fù)通風(fēng)、送電的安全措施作了原則性的規(guī)定。但筆者認(rèn)為,有些條文欠具體,《規(guī)程》與《執(zhí)行說明》在個(gè)別問題上存在些矛盾,現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行過程中,各單位對(duì)有關(guān)規(guī)定的理解存在些差異,處理不妥,很有可能導(dǎo)致事故。瓦斯排放涉及問題多,實(shí)施時(shí),各部門必須協(xié)調(diào)配合,才能做到萬無一失?! ?/span>

1 關(guān)于排放瓦斯?jié)舛鹊目刂?/span>

1.1 瓦斯?jié)舛鹊目刂?/span>

  《規(guī)程》第146條規(guī)定,如果停風(fēng)區(qū)中,瓦斯?jié)舛瘸^1%或二氧化碳濃度超過1.5%時(shí),必須制定排除瓦斯或二氧化碳的安全措施,控制風(fēng)流,使排出的風(fēng)流在同全風(fēng)壓風(fēng)流混合處的瓦斯和二氧化碳濃度都不得超過1.5%,回風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)還必須停電撤人。只有經(jīng)過瓦斯檢查,證實(shí)恢復(fù)通風(fēng)的巷道風(fēng)流中瓦斯?jié)舛炔怀^1%和二氧化碳濃度不超過1.5%時(shí),方可人工恢復(fù)局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)的巷道中一切電氣設(shè)備的供電。而《執(zhí)行說明》第42條規(guī)定,必須使獨(dú)頭巷道排出的風(fēng)流在全風(fēng)壓風(fēng)流混合處的瓦斯?jié)舛炔怀^1%,二氧化碳濃度不超過1.5%。對(duì)于全風(fēng)壓混合處瓦斯?jié)舛鹊囊?guī)定,《規(guī)程》與《執(zhí)行說明》規(guī)定不一,現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)也不一樣。應(yīng)當(dāng)說明,排出風(fēng)流中瓦斯?jié)舛仍降驮桨踩?,但相?yīng)的排放時(shí)間較長,對(duì)于一些瓦斯涌出量較大的掘進(jìn)工作面,正常生產(chǎn)時(shí),回風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛染徒咏?%,排放過程中獨(dú)頭巷道本身尚有大量瓦斯涌出,若將全風(fēng)壓混合處瓦斯?jié)舛劝床怀^1%來執(zhí)行,所需要的排放時(shí)間過長,對(duì)井下其它地方生產(chǎn)的影響更大,有些礦井基本上到了無法執(zhí)行的地步,于是出現(xiàn)一些抵觸情緒,干脆不按規(guī)定執(zhí)行,快速排放,濃度也就無數(shù)值上的控制,處理不妥就可能釀成事故。筆者認(rèn)為,將全風(fēng)壓混合處瓦斯?jié)舛葒?yán)格控制在1.5%以下,比較現(xiàn)實(shí),辦法是在混合處設(shè)瓦斯探頭,進(jìn)行報(bào)警斷電。  

1.2 控制排放瓦斯的方法

  為使排放瓦斯風(fēng)流在同全風(fēng)壓風(fēng)流混合后,其中的瓦斯?jié)舛炔怀?,必須采取控制排放方法,?yán)禁“一風(fēng)吹”,現(xiàn)場(chǎng)采取的控制方法主要有:

  (1)增阻限風(fēng)法。增阻限風(fēng)法的實(shí)質(zhì)就是增加局部通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)阻,以限制局部通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量,達(dá)到控制排放瓦斯的目的。主要方法有2種,一是在局部通風(fēng)機(jī)入風(fēng)口用木板阻擋;二是在風(fēng)機(jī)出風(fēng)側(cè)用繩子捆綁。

  (2)分風(fēng)限風(fēng)法。分風(fēng)限風(fēng)法的實(shí)質(zhì)是讓風(fēng)流分岔,只讓部分風(fēng)流通過風(fēng)筒進(jìn)入獨(dú)頭巷道以排放瓦斯,另一股風(fēng)流則同全風(fēng)壓風(fēng)流一起稀釋排放出來的瓦斯。主要有2種:一是在風(fēng)機(jī)出風(fēng)側(cè)設(shè)“三通”,通過調(diào)節(jié)2個(gè)閥門的開啟程度來控制進(jìn)入獨(dú)頭巷道的風(fēng)量;另一種是將風(fēng)筒在風(fēng)機(jī)出風(fēng)口斷開,調(diào)節(jié)對(duì)口位置以控制送入獨(dú)頭巷道的風(fēng)量。

  (3)逐段排放法。逐段排放法是指在獨(dú)頭巷道內(nèi)將風(fēng)筒斷開,將獨(dú)頭巷道內(nèi)積存的瓦斯由外向里逐段排放出來。

  上述三類控制排放瓦斯的方法各有優(yōu)缺點(diǎn),增阻限風(fēng)法缺點(diǎn)是風(fēng)機(jī)處于高風(fēng)阻狀態(tài)下啟動(dòng)并運(yùn)行,易處于不穩(wěn)定狀態(tài),且風(fēng)量控制不易把握。分風(fēng)限風(fēng)法缺點(diǎn)也在于風(fēng)量不易根據(jù)全風(fēng)壓混合處的瓦斯?jié)舛葋頊?zhǔn)確控制,實(shí)際操作時(shí)容易出現(xiàn)風(fēng)量過小而影響排放速度,風(fēng)量過大又增加了排出的瓦斯量,使全風(fēng)壓混合處瓦斯?jié)舛瘸蓿裟芡ㄟ^設(shè)在全風(fēng)壓混合處的探頭自動(dòng)控制往獨(dú)頭巷道中的送風(fēng)量,則此法也比較理想。逐段排放法的缺點(diǎn)在于排放瓦斯人員處于濁風(fēng)中,操作不當(dāng)就會(huì)存在不安全隱患。若排放人員有一定的工作經(jīng)驗(yàn),能嚴(yán)格控制排放量,安全問題是能解決的,此方法的優(yōu)點(diǎn)在于風(fēng)機(jī)吸入的風(fēng)量全部用于排放并稀釋瓦斯,所以在停風(fēng)區(qū)內(nèi)積聚的瓦斯?jié)舛雀咔胰L(fēng)壓風(fēng)量又不太大時(shí),采用逐段排放比較好。  

2 有關(guān)參數(shù)計(jì)算

  獨(dú)頭掘進(jìn)巷道停風(fēng)后,其內(nèi)部積存的瓦斯量、瓦斯?jié)舛取⑴欧艜r(shí)最大供風(fēng)量、最大排放量和最短的排放時(shí)間都很有必要在排放前制定的安全措施報(bào)告中計(jì)算出來,這樣一是有利于排放瓦斯人員在實(shí)際操作時(shí)做到心中有數(shù),二是有利于妥善安排停電撤人區(qū)域內(nèi)各部門的工作。嚴(yán)格講,井下條件復(fù)雜,有關(guān)計(jì)算屬于估算,與實(shí)際情況未必完全相符,執(zhí)行時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)整。

2.1 獨(dú)頭巷道內(nèi)積存的瓦斯量

VCH4=KQCH4t

式中 VCH4——獨(dú)頭巷道內(nèi)積存的瓦斯量,m3;

   QCH4——正常時(shí)獨(dú)頭巷道的絕對(duì)瓦斯涌出量,m3/min;

   t——停風(fēng)時(shí)間,min;

   K——停風(fēng)后獨(dú)頭巷道內(nèi)絕對(duì)瓦斯涌出量與正常掘進(jìn)時(shí)絕對(duì)瓦斯涌出量之比值,K值因礦井及獨(dú)頭巷道的具體情況,即瓦斯涌出源的構(gòu)成不同而不同,但停風(fēng)后由于巷道不掘進(jìn),CH4涌出量減小,故K<1,一般為0.3~0.7。

2.2 獨(dú)頭巷道內(nèi)積存的瓦斯?jié)舛?/span>

C=VCH4×100/LS=KQCH4t×100/LS

式中 C——獨(dú)頭巷道內(nèi)CH4平均濃度,%;

   L——獨(dú)頭巷道長度,m;

   S——獨(dú)頭巷道平均斷面積,m2

  當(dāng)停風(fēng)時(shí)間很長,即t值很大時(shí),有可能使計(jì)算出的C≥100%,這與實(shí)際情況不符,此時(shí)取C=100%,從另一方面講,獨(dú)頭巷道內(nèi)CH4分布是不均勻的?! ?/span>

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