瓦斯積聚原因:在k2煤運輸大巷掘進至 m,發(fā)生煤層瓦斯大量釋放,造成大巷內(nèi)內(nèi)瓦斯氣體超出允許范圍。
掘進隊值班:
一、瓦斯排放有關(guān)參數(shù)計算
嚴格講,井下條件復(fù)雜,有關(guān)計算屬于估算與實際情況未必完全相符,執(zhí)行時應(yīng)根據(jù)實際情況靈活調(diào)整。
(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————停風時間,min
K————停風后獨頭巷道內(nèi)絕對瓦斯涌出量與正常掘進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,即瓦斯涌出源的構(gòu)成不同而不同,但停風后由于巷道不掘進,CH4涌出量減小,故K<1,一般為0.3~0.7。
(2)獨頭巷道內(nèi)積存的瓦斯?jié)舛?/p>
C=VCH4×100/LS= KQCH4t×100/LS
式中: C————獨頭巷道內(nèi)CH4平均濃度, %
L————獨頭巷道長度,m
S————獨頭巷道平均斷面積,m2
當停風時間很長,即t值很大時,有可能使計算出來的C≥100%,這與實際情況不符,此時取C=100%,從另外一方面講,獨頭巷道內(nèi)CH4分布是不均勻的。
(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————全風壓通風巷道中風量,m3/min
C0————全風壓通風巷道入風風流中攜帶的CH4濃度,%
(4)最大供風量
Qmax=M×100/C= Q0(1.5—C0)/C
式中 Qmax———允許往獨頭巷道內(nèi)供風量的最大值,m3/min
C————獨頭巷道內(nèi)平均CH4濃度,%
(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)時間操作時再定,以上計算是按最大排放量來推算的,實際操作時,排放瓦斯風流同全風壓混合處的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)正常供風與生產(chǎn),故實際排放時間根據(jù)現(xiàn)場實際情況決定。
通過上述方法計算得出:(見下表)
巷道斷面(m2) 積存長度L(m) 積存瓦斯量(m3) 積存瓦斯?jié)舛?% 最大排放量(m3/min) 最大供風量(m3/min) 排放時間T(min)
二、排放瓦斯方法的技術(shù)類比:
為保證安全排放瓦斯,防止排放瓦斯引發(fā)瓦斯燃燒爆炸,對局扇排放瓦斯方法進行技術(shù)對比選定。
局扇排放瓦斯方法是指限量供風、由外向里、逐段排放。限量供風的方法一般有以下4種:
(1)扎風筒法。在啟動局扇前先把局扇前的風筒扎起來,只留小孔,開動局扇,向工作面供風。瓦斯在巷道整體向外推移,進入全風壓處被稀釋,扎風筒的大小按瓦斯量大小確定。排完瓦斯再把扎風筒處全打開。
(2)擋局扇法。在啟動局扇前用木板或皮帶把局扇擋上一部分,再啟動局扇。根據(jù)瓦斯情況調(diào)整擋面的大小,等到排完瓦斯再把擋板或皮帶移開。
(3)接三通風筒排瓦斯。在局扇后接一個三通風筒,需要排瓦斯時把小直徑風筒口打開,再啟動局扇,一部分新風供向工作面,一部分新風直接進入回風巷道。在排放瓦斯過程中,根據(jù)瓦斯情況,逐漸扎緊小直徑風筒口,保證風流混合處的瓦斯體積分數(shù)不得超過1.5%。
(4)斷開風筒法。在啟動局扇前,排瓦斯人員向工作面方向檢查瓦斯,在瓦斯體積分數(shù)達到1%處,將風筒斷開,直接啟動局扇,根據(jù)瓦斯?jié)舛葘L筒半對接,一人在斷開風筒后方5m~10m處檢查瓦斯,體積分數(shù)不準超過1.5%,超過了就把風筒移開一些,多些新風,瓦斯體積分數(shù)降下來就把風筒多對上點,如此反復(fù)直到瓦斯不超就全部接上風筒。前三種方法的優(yōu)點是簡單易行,省事。它的原理都是減少向工作面供風,瓦斯整體向外推移,瓦斯倒全風處得到稀釋。缺點:一供風量少,瓦斯向外移動慢,如果一條巷道幾百米或上千米排放瓦斯時間過長。二是高濃度瓦斯什么時候倒全風壓處不易掌握,要經(jīng)常檢查瓦斯,人容易接觸高濃度瓦斯。三是開始排放瓦斯時,供風大又是一風吹。四是調(diào)節(jié)風量都是在局扇附近,噪音大,聯(lián)系不方便。
第四種方法的優(yōu)點是用全部局扇的風量稀釋瓦斯,排放時間段,瓦斯?jié)舛热菀卓刂?,人不接觸高濃度瓦斯,高濃度瓦斯僅存于高瓦斯區(qū)域。缺點是需要斷開風筒,然后到外邊開啟局扇,遇有突然停電,人員應(yīng)立即撤出掘進巷道。撤人是比較安全的,因外邊瓦斯全在1.5%以下。
如果巷道瓦斯涌出量特別大,整個掘進巷道內(nèi)全部瓦斯超限,必須在全風壓處控制瓦斯?jié)舛龋趩语L機時采區(qū)特殊措施。即:用皮帶或木板吧風機集風器口擋上,啟動風機后再把擋的皮帶或者木板根據(jù)瓦斯情況逐漸移開。
三、排放瓦斯的安全注意事項
(1)檢查局部通風機及其開關(guān)附近10m以內(nèi)風流中的瓦斯體積分數(shù),不超過0.5%時才準人工啟動局部通風機。
(2)排放瓦斯期間,采區(qū)回風系統(tǒng)內(nèi)必須停電撤人,其他地點的停電撤人范圍應(yīng)在措施中明確規(guī)定。凡能進入危險區(qū)的巷道口必須派專人把守,排放瓦斯期間任何人不得進入該區(qū)域。
(3)確定排放起始點。由兩名瓦檢員間隔4 m,由外向里循環(huán)前進,循環(huán)檢查,當瓦斯體積分數(shù)達l%或二氧化碳體積分數(shù)達到1.5%或氧氣體積分數(shù)低于17%時,立即停止前進,撤到安全地點。此地點需要瓦斯體積分數(shù)小于l%,二氧化碳體積分數(shù)小于1.5%,氧氣體積分數(shù)大于17%,并以此地點作為排放起始點,這樣可以避免因局部通風機啟動,使巷道中的瓦斯大量集中涌出,造成不安全隱患。
(4)一切準備工作就緒后,現(xiàn)場負責人向地面組織指揮者報告并請示開始排放,得到許可后,下令排放。
(5)啟動局部通風機,從起始點開始,由外向里,逐段排放,控制風筒出口風量,嚴禁一風吹。
(6)在排放瓦斯過程中,保證排出的瓦斯與全風壓風流混合處的瓦斯和二氧化碳體積分數(shù)都不得超過1.5%。
(7)在排放瓦斯的實際過程中,風筒出口前方的瓦斯?jié)舛仍诙虝r間內(nèi)會降到《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的范圍以內(nèi),但在后方的獨頭排放巷道內(nèi),隨排放工作向前推進,瓦斯?jié)舛韧陆岛苈?,為此要采取二次稀釋的方法,人為地使風筒接頭處離縫漏風,以便降低瓦斯?jié)舛?。只有風筒出口前方5m內(nèi),風筒后方排放巷道內(nèi),以及排放風流同全風壓風流混合處的瓦斯?jié)舛榷挤弦?guī)定時,才能向前接風筒排放,如此進行直到迎頭。
(8)排放過程中應(yīng)派專人看管局部通風機。
(9)排放瓦斯后不應(yīng)急于送電復(fù)工,只有當瓦斯體積分數(shù)小于l%,二氧化碳體積分數(shù)小于1.5%,且穩(wěn)定30h后,瓦斯?jié)舛葲]有變化,方可恢復(fù)局部通風機供風巷道內(nèi)的正常通風。
(10)恢復(fù)通風后,經(jīng)電工檢查巷道內(nèi)電器設(shè)備完好無失爆現(xiàn)象時,方可人工恢復(fù)局部通風機供風巷道內(nèi)電器設(shè)備的供電和采區(qū)回風系統(tǒng)內(nèi)的供電。
(11)嚴禁現(xiàn)場操作過程中采用斷斷續(xù)續(xù)停風機份額方法排放瓦斯。因風筒吊掛采用鐵絲,開風機導(dǎo)風筒抖動力量很大,風筒吊環(huán)與鐵絲很容易撞擊摩擦產(chǎn)生火花,引爆瓦斯。