瓦斯積聚原因:在k2煤運輸大巷掘進(jìn)至 m,發(fā)生煤層瓦斯大量釋放,造成大巷內內瓦斯氣體超出允許范圍。
掘進(jìn)隊值班:
一、瓦斯排放有關(guān)參數計算
嚴格講,井下條件復雜,有關(guān)計算屬于估算與實(shí)際情況未必完全相符,執行時(shí)應根據實(shí)際情況靈活調整。
(1)獨頭巷道內積存的瓦斯量
VCH4=KQCH4t
式中:VCH4————獨頭巷道內積存的瓦斯量,m3
QCH4————正常時(shí)獨頭巷道的絕對瓦斯涌出量,m3/min
t————停風(fēng)時(shí)間,min
K————停風(fēng)后獨頭巷道內絕對瓦斯涌出量與正常掘進(jìn)時(shí)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)獨頭巷道內積存的瓦斯濃度
C=VCH4×100/LS= KQCH4t×100/LS
式中: C————獨頭巷道內CH4平均濃度, %
L————獨頭巷道長(cháng)度,m
S————獨頭巷道平均斷面積,m2
當停風(fēng)時(shí)間很長(cháng),即t值很大時(shí),有可能使計算出來(lái)的C≥100%,這與實(shí)際情況不符,此時(shí)取C=100%,從另外一方面講,獨頭巷道內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(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)風(fēng)流中攜帶的CH4濃度,%
(4)最大供風(fēng)量
Qmax=M×100/C= Q0(1.5—C0)/C
式中 Qmax———允許往獨頭巷道內供風(fēng)量的最大值,m3/min
C————獨頭巷道內平均CH4濃度,%
(5)排放時(shí)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(shí)間 min
嚴格講,排放瓦斯時(shí)間T應根據時(shí)間操作時(shí)再定,以上計算是按最大排放量來(lái)推算的,實(shí)際操作時(shí),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%,另外還應考慮,瓦斯排放完后,必須等30min,確證無(wú)異常變化后,方可恢復正常供風(fēng)與生產(chǎn),故實(shí)際排放時(shí)間根據現場(chǎng)實(shí)際情況決定。
通過(guò)上述方法計算得出:(見(jiàn)下表)
巷道斷面(m2) 積存長(cháng)度L(m) 積存瓦斯量(m3) 積存瓦斯濃度 % 最大排放量(m3/min) 最大供風(fēng)量(m3/min) 排放時(shí)間T(min)
二、排放瓦斯方法的技術(shù)類(lèi)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(jìn)行技術(shù)對比選定。
局扇排放瓦斯方法是指限量供風(fēng)、由外向里、逐段排放。限量供風(fēng)的方法一般有以下4種:
(1)扎風(fēng)筒法。在啟動(dòng)局扇前先把局扇前的風(fēng)筒扎起來(lái),只留小孔,開(kāi)動(dòng)局扇,向工作面供風(fēng)。瓦斯在巷道整體向外推移,進(jìn)入全風(fēng)壓處被稀釋?zhuān)L(fēng)筒的大小按瓦斯量大小確定。排完瓦斯再把扎風(fēng)筒處全打開(kāi)。
(2)擋局扇法。在啟動(dòng)局扇前用木板或皮帶把局扇擋上一部分,再啟動(dòng)局扇。根據瓦斯情況調整擋面的大小,等到排完瓦斯再把擋板或皮帶移開(kāi)。
(3)接三通風(fēng)筒排瓦斯。在局扇后接一個(gè)三通風(fēng)筒,需要排瓦斯時(shí)把小直徑風(fēng)筒口打開(kāi),再啟動(dòng)局扇,一部分新風(fēng)供向工作面,一部分新風(fēng)直接進(jìn)入回風(fēng)巷道。在排放瓦斯過(guò)程中,根據瓦斯情況,逐漸扎緊小直徑風(fēng)筒口,保證風(fēng)流混合處的瓦斯體積分數不得超過(guò)1.5%。
(4)斷開(kāi)風(fēng)筒法。在啟動(dòng)局扇前,排瓦斯人員向工作面方向檢查瓦斯,在瓦斯體積分數達到1%處,將風(fēng)筒斷開(kāi),直接啟動(dòng)局扇,根據瓦斯濃度將風(fēng)筒半對接,一人在斷開(kāi)風(fēng)筒后方5m~10m處檢查瓦斯,體積分數不準超過(guò)1.5%,超過(guò)了就把風(fēng)筒移開(kāi)一些,多些新風(fēng),瓦斯體積分數降下來(lái)就把風(fēng)筒多對上點(diǎn),如此反復直到瓦斯不超就全部接上風(fēng)筒。前三種方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行,省事。它的原理都是減少向工作面供風(fēng),瓦斯整體向外推移,瓦斯倒全風(fēng)處得到稀釋。缺點(diǎn):一供風(fēng)量少,瓦斯向外移動(dòng)慢,如果一條巷道幾百米或上千米排放瓦斯時(shí)間過(guò)長(cháng)。二是高濃度瓦斯什么時(shí)候倒全風(fēng)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(kāi)始排放瓦斯時(shí),供風(fēng)大又是一風(fēng)吹。四是調節風(fēng)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(diǎn)是用全部局扇的風(fēng)量稀釋瓦斯,排放時(shí)間段,瓦斯濃度容易控制,人不接觸高濃度瓦斯,高濃度瓦斯僅存于高瓦斯區域。缺點(diǎn)是需要斷開(kāi)風(fēng)筒,然后到外邊開(kāi)啟局扇,遇有突然停電,人員應立即撤出掘進(jìn)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(gè)掘進(jìn)巷道內全部瓦斯超限,必須在全風(fēng)壓處控制瓦斯濃度,要在啟動(dòng)風(fēng)機時(shí)采區特殊措施。即:用皮帶或木板吧風(fēng)機集風(fēng)器口擋上,啟動(dòng)風(fēng)機后再把擋的皮帶或者木板根據瓦斯情況逐漸移開(kāi)。
三、排放瓦斯的安全注意事項
(1)檢查局部通風(fēng)機及其開(kāi)關(guān)附近10m以?xún)蕊L(fēng)流中的瓦斯體積分數,不超過(guò)0.5%時(shí)才準人工啟動(dòng)局部通風(fēng)機。
(2)排放瓦斯期間,采區回風(fēng)系統內必須停電撤人,其他地點(diǎn)的停電撤人范圍應在措施中明確規定。凡能進(jìn)入危險區的巷道口必須派專(zhuān)人把守,排放瓦斯期間任何人不得進(jìn)入該區域。
(3)確定排放起始點(diǎn)。由兩名瓦檢員間隔4 m,由外向里循環(huán)前進(jìn),循環(huán)檢查,當瓦斯體積分數達l%或二氧化碳體積分數達到1.5%或氧氣體積分數低于17%時(shí),立即停止前進(jìn),撤到安全地點(diǎn)。此地點(diǎn)需要瓦斯體積分數小于l%,二氧化碳體積分數小于1.5%,氧氣體積分數大于17%,并以此地點(diǎn)作為排放起始點(diǎn),這樣可以避免因局部通風(fēng)機啟動(dòng),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,現場(chǎng)負責人向地面組織指揮者報告并請示開(kāi)始排放,得到許可后,下令排放。
(5)啟動(dòng)局部通風(fēng)機,從起始點(diǎn)開(kāi)始,由外向里,逐段排放,控制風(fēng)筒出口風(fēng)量,嚴禁一風(fēng)吹。
(6)在排放瓦斯過(guò)程中,保證排出的瓦斯與全風(fēng)壓風(fēng)流混合處的瓦斯和二氧化碳體積分數都不得超過(guò)1.5%。
(7)在排放瓦斯的實(shí)際過(guò)程中,風(fēng)筒出口前方的瓦斯濃度在短時(shí)間內會(huì )降到《煤礦安全規程》規定的范圍以?xún)?,但在后方的獨頭排放巷道內,隨排放工作向前推進(jìn),瓦斯濃度往往下降很慢,為此要采取二次稀釋的方法,人為地使風(fēng)筒接頭處離縫漏風(fēng),以便降低瓦斯濃度。只有風(fēng)筒出口前方5m內,風(fēng)筒后方排放巷道內,以及排放風(fēng)流同全風(fēng)壓風(fēng)流混合處的瓦斯濃度都符合規定時(shí),才能向前接風(fēng)筒排放,如此進(jìn)行直到迎頭。
(8)排放過(guò)程中應派專(zhuān)人看管局部通風(fēng)機。
(9)排放瓦斯后不應急于送電復工,只有當瓦斯體積分數小于l%,二氧化碳體積分數小于1.5%,且穩定30h后,瓦斯濃度沒(méi)有變化,方可恢復局部通風(fēng)機供風(fēng)巷道內的正常通風(fēng)。
(10)恢復通風(fēng)后,經(jīng)電工檢查巷道內電器設備完好無(wú)失爆現象時(shí),方可人工恢復局部通風(fēng)機供風(fēng)巷道內電器設備的供電和采區回風(fēng)系統內的供電。
(11)嚴禁現場(chǎng)操作過(guò)程中采用斷斷續續停風(fēng)機份額方法排放瓦斯。因風(fēng)筒吊掛采用鐵絲,開(kāi)風(fēng)機導風(fēng)筒抖動(dòng)力量很大,風(fēng)筒吊環(huán)與鐵絲很容易撞擊摩擦產(chǎn)生火花,引爆瓦斯。
