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致了惡性事故。就瓦斯排放的安全措施的編制、審查和實施等有關問題作探討。
關鍵詞: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》)對獨頭巷道停風和恢復通風、送電的安全措施作了原則性的規(guī)定。但筆者認為,有些條文欠具體,《規(guī)程》與《執(zhí)行說明》在個別問題上存在些矛盾,現(xiàn)場執(zhí)行過程中,各單位對有關規(guī)定的理解存在些差異,處理不妥,很有可能導致事故。瓦斯排放涉及問題多,實施時,各部門必須協(xié)調配合,才能做到萬無一失?! ?/span>
1 關于排放瓦斯?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,如果停風區(qū)中,瓦斯?jié)舛瘸^1%或二氧化碳濃度超過1.5%時,必須制定排除瓦斯或二氧化碳的安全措施,控制風流,使排出的風流在同全風壓風流混合處的瓦斯和二氧化碳濃度都不得超過1.5%,回風系統(tǒng)內還必須停電撤人。只有經(jīng)過瓦斯檢查,證實恢復通風的巷道風流中瓦斯?jié)舛炔怀^1%和二氧化碳濃度不超過1.5%時,方可人工恢復局部通風機供風的巷道中一切電氣設備的供電。而《執(zhí)行說明》第42條規(guī)定,必須使獨頭巷道排出的風流在全風壓風流混合處的瓦斯?jié)舛炔怀^1%,二氧化碳濃度不超過1.5%。對于全風壓混合處瓦斯?jié)舛鹊囊?guī)定,《規(guī)程》與《執(zhí)行說明》規(guī)定不一,現(xiàn)場執(zhí)行的標準也不一樣。應當說明,排出風流中瓦斯?jié)舛仍降驮桨踩?,但相應的排放時間較長,對于一些瓦斯涌出量較大的掘進工作面,正常生產時,回風流中的瓦斯?jié)舛染徒咏?%,排放過程中獨頭巷道本身尚有大量瓦斯涌出,若將全風壓混合處瓦斯?jié)舛劝床怀^1%來執(zhí)行,所需要的排放時間過長,對井下其它地方生產的影響更大,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。筆者認為,將全風壓混合處瓦斯?jié)舛葒栏窨刂圃?.5%以下,比較現(xiàn)實,辦法是在混合處設瓦斯探頭,進行報警斷電?! ?/span>
1.2 控制排放瓦斯的方法
為使排放瓦斯風流在同全風壓風流混合后,其中的瓦斯?jié)舛炔怀蓿仨毑扇】刂婆欧欧椒?,嚴?span lang="EN-US">“一風吹”,現(xiàn)場采取的控制方法主要有:
(1)增阻限風法。增阻限風法的實質就是增加局部通風機的工作風阻,以限制局部通風機的風量,達到控制排放瓦斯的目的。主要方法有2種,一是在局部通風機入風口用木板阻擋;二是在風機出風側用繩子捆綁。
(2)分風限風法。分風限風法的實質是讓風流分岔,只讓部分風流通過風筒進入獨頭巷道以排放瓦斯,另一股風流則同全風壓風流一起稀釋排放出來的瓦斯。主要有2種:一是在風機出風側設“三通”,通過調節(jié)2個閥門的開啟程度來控制進入獨頭巷道的風量;另一種是將風筒在風機出風口斷開,調節(jié)對口位置以控制送入獨頭巷道的風量。
(3)逐段排放法。逐段排放法是指在獨頭巷道內將風筒斷開,將獨頭巷道內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,增阻限風法缺點是風機處于高風阻狀態(tài)下啟動并運行,易處于不穩(wěn)定狀態(tài),且風量控制不易把握。分風限風法缺點也在于風量不易根據(jù)全風壓混合處的瓦斯?jié)舛葋頊蚀_控制,實際操作時容易出現(xiàn)風量過小而影響排放速度,風量過大又增加了排出的瓦斯量,使全風壓混合處瓦斯?jié)舛瘸蓿裟芡ㄟ^設在全風壓混合處的探頭自動控制往獨頭巷道中的送風量,則此法也比較理想。逐段排放法的缺點在于排放瓦斯人員處于濁風中,操作不當就會存在不安全隱患。若排放人員有一定的工作經(jīng)驗,能嚴格控制排放量,安全問題是能解決的,此方法的優(yōu)點在于風機吸入的風量全部用于排放并稀釋瓦斯,所以在停風區(qū)內積聚的瓦斯?jié)舛雀咔胰L壓風量又不太大時,采用逐段排放比較好?! ?/span>
2 有關參數(shù)計算
獨頭掘進巷道停風后,其內部積存的瓦斯量、瓦斯?jié)舛?、排放時最大供風量、最大排放量和最短的排放時間都很有必要在排放前制定的安全措施報告中計算出來,這樣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)域內各部門的工作。嚴格講,井下條件復雜,有關計算屬于估算,與實際情況未必完全相符,執(zhí)行時應根據(jù)實際情況靈活調整。
2.1 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。
2.2 獨頭巷道內積存的瓦斯?jié)舛?/span>
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,有可能使計算出的C≥100%,這與實際情況不符,此時取C=100%,從另一方面講,獨頭巷道內CH4分布是不均勻的?! ?/span>