2.3 最大排放量
M=Q0(1.5-C0)/100
式中 M——從獨頭巷道中每分鐘最多允許排出的瓦斯量,m3/min;
Q0——全風(fēng)壓通風(fēng)巷道中風(fēng)量,m3/min;
C0——全風(fēng)壓通風(fēng)巷道入風(fēng)流中攜帶的CH4濃度,%。
2.4 最大供風(fēng)量
Qmax=M×100/C=Q0(1.5-C0)/C
式中 Qmax——允許往獨頭巷道內(nèi)供風(fēng)量的最大值,m3/min;
C——獨頭巷道內(nèi)平均CH4濃度,%?!?/span>
2.5 排放時間T
由VCH4+KQCH4T=MT知:
T=VCH4/(M-KQCH4)
式中 T——排放獨頭巷道中瓦斯所需要的時間,min。
嚴格講,排放瓦斯時間T應(yīng)根據(jù)實際操作時再定,以上計算是按最大排放量來推算的,實際操作時,排放瓦斯風(fēng)流同全風(fēng)壓混合處的CH4濃度不可能恒為1.5%,另外還應(yīng)考慮,瓦斯排放完后,必須等30 min,確證無異常變化后,方可恢復(fù)正常供風(fēng)與生產(chǎn),故實際排放時間可參考本礦過去的經(jīng)驗值。
3 關(guān)于排放瓦斯時停電、撤人的范圍
排放瓦斯時,為防止發(fā)生瓦斯爆炸,一是要嚴格控制排放瓦斯風(fēng)流中CH4的濃度;二是要堅決杜絕排放瓦斯風(fēng)流流經(jīng)線路上一切火源,故必須確定停電撤人范圍;三是一旦發(fā)生事故,為最大限度地減少人員傷亡并防止人員誤入危險區(qū),一定要明確撤人范圍。關(guān)于這一點《規(guī)程》及《執(zhí)行說明》只作了些原則性規(guī)定,即要求獨頭巷道的回風(fēng)系統(tǒng)必須停電撤人,但在現(xiàn)場執(zhí)行時存在很多問題,主要焦點在于什么是獨頭巷道的回風(fēng)系統(tǒng)。
對于如圖1所示的角聯(lián)風(fēng)網(wǎng),假如正常通風(fēng)時期各分支風(fēng)流方向如圖中箭頭所示,分支6為獨頭巷道,內(nèi)部積存了大量CH4需要排放,AB分支5屬角聯(lián)巷道,風(fēng)向為A→B,排放瓦斯時,排放瓦斯風(fēng)流通過分支2進入回風(fēng)系統(tǒng)而不會進入分支5,但當(dāng)1、2、3、4四條分支的風(fēng)阻有變化時,角聯(lián)分支5的風(fēng)量及風(fēng)流方向均有可能發(fā)生變化,排放瓦斯風(fēng)流就有可能由B點進入,侵蝕分支5,通過A點再侵蝕分支4(若忽略局部通風(fēng)機作用,只要R1R4<R2R3就會使分支5的風(fēng)流方向變?yōu)锽→A),可以設(shè)想,一旦分支2不暢通,或分支4的風(fēng)門在排放瓦斯時突然被打開,排放瓦斯風(fēng)流都可能侵蝕分支5和分支4。這樣就會出現(xiàn)一個問題,分支5和分支4平時本身不屬于分支6的回風(fēng)系統(tǒng),但當(dāng)條件發(fā)生變化時,又有可能變?yōu)榛仫L(fēng)系統(tǒng),在制定排放瓦斯措施時,分支5和分支4是否該停電撤人?在實際操作時就存在對“獨頭巷道回風(fēng)系統(tǒng)”這一概念理解上的分歧。
圖1
煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)較復(fù)雜,井巷通風(fēng)參數(shù)發(fā)生暫時或長時間的變化后(如風(fēng)門開閉、井巷有效通風(fēng)斷面發(fā)生變化引起風(fēng)阻變化、局部通風(fēng)機運轉(zhuǎn)狀態(tài)發(fā)生變化,主要通風(fēng)機及其附屬裝置發(fā)生變化等),通風(fēng)系統(tǒng)中各分支的風(fēng)量、風(fēng)向都可能變化,雖然要強調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,但做到任何條件下都不出問題,很不現(xiàn)實。
筆者認為,(88)煤安字第153號文件對排放瓦斯時停電撤人的規(guī)定較全面,即“凡是受排放瓦斯影響的硐室、巷道和被排放瓦斯風(fēng)流切斷安全出口的采掘工作面,必須撤人停止作業(yè),指定警戒人員的位置,禁止其他人員進入。排放瓦斯流經(jīng)巷道內(nèi)的電氣設(shè)備必須指定專人在采區(qū)變電所和配電點兩處同時切斷電源,并設(shè)警示牌和設(shè)專人看管?!比舭创艘?guī)定,圖1中分支5和分支4都必須撤人停止作業(yè),相應(yīng)的電氣設(shè)備必須停電。但現(xiàn)場對此規(guī)定的理解也存在一些差異,一是對“切斷安全出口”這一概念的理解,在多遠距離內(nèi)屬于切斷安全出口。有些礦把凡是處于排放瓦斯巷道回風(fēng)側(cè)的采掘工作面定為被切斷安全出口的采掘工作面,而處于入風(fēng)側(cè)的采掘工作面不屬于此列。有些礦,如淮南礦務(wù)局潘一煤礦,對實行分區(qū)通風(fēng)的各采區(qū),以采區(qū)為界,在一個采區(qū)中,只要有排放瓦斯工程,該采區(qū)內(nèi)所有采掘工作面都必須撤人停止作業(yè),這樣做的安全系數(shù)更大。另外一個問題是,當(dāng)電纜是從排放瓦斯獨頭巷道的回風(fēng)系統(tǒng)敷設(shè)過來時,若回風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)不存在電氣設(shè)備,電纜是否該斷電?若斷電,有時用來排放瓦斯的局部通風(fēng)機也無法開啟,若不斷電,似乎又不符合“停電撤人”的要求。筆者認為,處于規(guī)定范圍內(nèi)的電氣設(shè)備在排放瓦斯時,必須停電。若純屬電纜,本身又無產(chǎn)生電火花的可能性時,可酌情妥善處理。
4 結(jié) 論
瓦斯排放本身是一種消除隱患的安全措施,但執(zhí)行不好也會出問題。為做好這一工作,關(guān)鍵要做好以下幾點:第一,嚴格控制排放濃度,確保排放瓦斯風(fēng)流同全風(fēng)壓混合處風(fēng)流中CH4濃度不超過1.5%,并保證不發(fā)生循環(huán)風(fēng);第二,應(yīng)正確選擇排放線路,必要時應(yīng)對通風(fēng)系統(tǒng)作適當(dāng)調(diào)整,使排放瓦斯風(fēng)流盡量沿最短的線路進入總回風(fēng)系統(tǒng),避免切斷其它硐室和采掘工作面的安全出口,并保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性;第三,對于停電撤人的范圍,一定要適當(dāng)增加安全系數(shù),對于可能影響也可能不影響的區(qū)域,一定要劃為停電撤人的范圍內(nèi),這一方面是為防止發(fā)生爆炸,另一方面是一旦出現(xiàn)事故,能盡可能減少人員傷亡;第四,要加強現(xiàn)場監(jiān)督和管理,各部門要密切合作,防止失誤。