《煤礦安全規(guī)程》(2007年版)明確規(guī)定:停風(fēng)區(qū)域中瓦斯?jié)舛群投趸紳舛瘸^3.0%時,必須制定安全排放瓦斯技術(shù)措施,同時要求在排放瓦斯的過程當(dāng)中,排出的瓦斯與全風(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%,嚴(yán)禁無顧于規(guī)程“一風(fēng)吹”排放瓦斯。在我礦大力宣讀各大煤礦因排放瓦斯過程中引發(fā)的一起起瓦斯事故(爆炸)案例,結(jié)合本礦在排放瓦斯中存在的不足和差距,對高值超限的安全隱患和引發(fā)的事故感到很震驚,對我們的教育也極其深刻。面對一起起血的事實,如何杜絕瓦斯事故,徹底清除安全隱患,從根本上創(chuàng)造人身效益、安全效益和經(jīng)濟(jì)效益,實現(xiàn)礦井安全跨越式發(fā)展,是我們大家應(yīng)該共同探討的話題。
1 控制排放瓦斯方法
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?,必須采取控制排放瓦斯的方法,現(xiàn)場采取的控制方法主要有:
1.1 增阻限風(fēng)法:增阻限風(fēng)法實質(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)風(fēng)量,達(dá)到控制排放瓦斯的目的,即在風(fēng)機(jī)出風(fēng)側(cè)用繩子或皮帶捆綁;
1.2 分風(fēng)限風(fēng)法:分風(fēng)限風(fēng)法實質(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,即在風(fēng)機(jī)出風(fēng)側(cè)設(shè)排放“三通”,通過“三通”放風(fēng)來控制進(jìn)入獨頭巷道的風(fēng)量;
1.3 逐段排放法:逐段排放法就是在獨頭巷道內(nèi)風(fēng)筒斷開,將獨頭巷道內(nèi)積存的瓦斯由外向里逐段排放出來。
對上述方法分析如下:增阻限風(fēng)法存在風(fēng)機(jī)處于高風(fēng)阻狀態(tài)下啟動并運(yùn)行易處于不穩(wěn)定狀態(tài)且風(fēng)量控制不易把握;逐段排放法存在排放瓦斯人員處于污濁風(fēng)流中,操作不當(dāng)就會存在安全隱患;而分風(fēng)限風(fēng)法則根據(jù)全風(fēng)壓混合處的瓦斯?jié)舛葋頊?zhǔn)確控制,同時根據(jù)現(xiàn)場實際瓦斯涌出量的大小確保排放瓦斯在同全風(fēng)壓風(fēng)流混合處的瓦斯?jié)舛炔怀^1.5%的前提下,準(zhǔn)確控制風(fēng)量大小,從而不僅能夠排除因?qū)嶋H操作時容易出現(xiàn)風(fēng)量過小而影響排放速度,還能夠排除因?qū)嶋H操作時風(fēng)量過大增加排出的瓦斯量。
2 關(guān)于參數(shù)計算
獨頭掘進(jìn)巷道停風(fēng)后(含舊巷復(fù)用),其內(nèi)部積存的瓦斯量、瓦斯?jié)舛?、排放時最大供風(fēng)量、最大排放量和最短排放時間都必須在排放前制定的安全技術(shù)措施中計算出來。一是有利于排放瓦斯人員在實際操作時做到心中有數(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。
2.1 獨頭巷道內(nèi)積存的瓦斯量:
VCH4=KQCH4t,式中VCH4—獨頭巷道內(nèi)積存的瓦斯量,m3
QCH4——正常時獨頭巷道的絕對瓦斯涌出量,m3/min
t——停風(fēng)時間, min
K——停風(fēng)后獨頭巷道內(nèi)絕對瓦斯涌出量與正常掘進(jìn)時絕對瓦斯涌出量之比值,K值因礦井及獨頭巷道的具體情況,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 獨頭巷道內(nèi)積存的瓦斯?jié)舛龋篊
C=VCH4x100/LS=KQCH4tx100/LS,式中
C——獨頭巷道內(nèi)CH4平均濃度,%
L——獨頭巷道的長度,m
S——獨頭巷道的平均斷面積,m2
2.3 最大排放量:Q
Q=Q1•1.5%,式中,Q——從獨頭巷道中每分鐘最多允許排出的瓦斯量,m3/min,Q1——全風(fēng)壓通風(fēng)巷道中風(fēng)量,m3/min
2.4 最大供風(fēng)量:Qmax
Qmax=Q1•1.5% x100/C=Q•100/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)平均瓦斯?jié)舛龋?
2.5 排放時間:T
T=VCH4/Q,式中,T——排放獨頭巷道中瓦斯所需時間,min,Q——從獨頭巷道中每分鐘最多允許排出的瓦斯量,m3/min
嚴(yán)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30min,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照經(jīng)驗值。
3 安全技術(shù)要求
3.1 排放要求:
3.1.1 停風(fēng)區(qū)中瓦斯?jié)舛瘸^1.0%但不超過3.0%時,必須采取安全措施,控制風(fēng)流排放瓦斯。因為停風(fēng)區(qū)內(nèi)需要排放的瓦斯量并不大,嚴(yán)格采取控制風(fēng)流措施,完全可以做到安全排放,所以,一般情況下不必制定專門排放瓦斯安全技術(shù)措施。但必須有瓦檢員、安監(jiān)員、電工等有關(guān)人員在現(xiàn)場監(jiān)督管理,并采取控制風(fēng)流措施。
3.1.2 停風(fēng)區(qū)中瓦斯?jié)舛瘸^3.0%時,必須制定安全排放瓦斯技術(shù)措施,并報總工程師批準(zhǔn)后,嚴(yán)格執(zhí)行安全技術(shù)措施排放瓦斯。
3.2 瓦斯排放前的系統(tǒng)調(diào)整:排放前必須調(diào)整好風(fēng)量,必須要有滿足要求的稀釋風(fēng)量。
3.3出于風(fēng)筒承受能力及控制風(fēng)流操作程序的難易程度考慮,原則上采用單級局扇排放瓦斯。
3.4 安全排放:首先,全部敞開排放“三通”,在啟動局扇前先把局扇前的風(fēng)筒用皮帶或繩索捆扎起來限制獨頭巷道供風(fēng),只留安全孔徑,開動單級局扇向工作面供風(fēng),一部分風(fēng)直接進(jìn)入回風(fēng)巷道。瓦斯在巷道整體向外推移,進(jìn)入全風(fēng)壓混合處被稀釋,在此過程中如何進(jìn)行優(yōu)化調(diào)控,從客觀上排除風(fēng)量過小影響排放速度,風(fēng)量過大增大排出瓦斯量的弊端,從而確保獨頭巷道排出的瓦斯在全風(fēng)壓風(fēng)流混合處的瓦斯?jié)舛群投趸紳舛染怀^1.5%,是我們瓦斯排放安全技術(shù)措施中的主導(dǎo)和安全核心,那么如何操作風(fēng)筒,利用孔徑大小,確保向獨頭巷道提供安全風(fēng)量,現(xiàn)舉例說明如下:
捆綁處控制獨頭巷道最大允許供風(fēng)量:Qmax=Q1•1.5%x100/C=Q•100/C=8.25X100/20=41.25 m3/min,另此處局扇供風(fēng)量為400m3/min,則直接進(jìn)入回風(fēng)道的“三通”排放量為358.75m3/min,又此處風(fēng)筒直徑為800mm,其斷面積為0.5m2,所以捆綁處風(fēng)筒控制斷面為0.057m2,從而我們知道風(fēng)筒控制直徑d為0.269m也即d為269mm,是非常安全的。此后在隨著時間的推移,根據(jù)現(xiàn)場實際排放過程中涌出的瓦斯變化情況,進(jìn)行風(fēng)量調(diào)整,逐漸收斂排放“三通”,直至瓦斯排放工作結(jié)束并確認(rèn)無誤后方可完全扎緊排放“三通”。
3.5 安全注意事項:①嚴(yán)格停電撤人范圍及警戒位置,排放期間任何人不得進(jìn)入該區(qū)域;②明確排放瓦斯參加人員及其分工;③設(shè)置排放基地,基地應(yīng)設(shè)在進(jìn)風(fēng)側(cè)的新鮮風(fēng)流中;④排放瓦斯方法、步驟及限風(fēng)措施都必須在措施中明確規(guī)定;⑤恢復(fù)通風(fēng)前,必須先檢查瓦斯包括巷道內(nèi)電器設(shè)備(開關(guān)腔)的檢查,確認(rèn)無誤后恢復(fù)供電系統(tǒng);⑥有下列情況之一的不允許排放瓦斯:a無批準(zhǔn)的措施或措施與現(xiàn)場情況不符;b排放措施未貫徹,未落實責(zé)任;c無排放組織人員或現(xiàn)場負(fù)責(zé)人;d應(yīng)參加排放的現(xiàn)場人員不齊;e排放瓦斯區(qū)域和受影響區(qū)段的停電、撤人、警戒范圍沒有完全標(biāo)注在排放瓦斯系統(tǒng)圖上。
4 結(jié)語
瓦斯排放本身是一種消除隱患的安全措施,但執(zhí)行不好就會引起事故的發(fā)生,因此,我們在排放瓦斯的過程中必須嚴(yán)格制定專門的安全技術(shù)措施并落實“三個責(zé)任”,即落實撤人、設(shè)警戒斷電范圍及電器設(shè)備的檢查以及排放瓦斯現(xiàn)場指揮的責(zé)任;執(zhí)行“三個原則”,即撤人、斷電、限量的原則,強(qiáng)化排放瓦斯工作管理,確保煤礦的安全生產(chǎn)。