预防瓦斯爆炸的几项措施 众所周知,瓦斯爆炸需要三个条件,而在井下生产过程中,氧气浓度大于 12%这个基本条件是时刻存在的。因此,杜绝瓦斯事故,关键是防止瓦斯积聚 及瓦斯积聚后采取正确的措施处理和杜绝高温热源的存在。 现以低瓦斯的新汶矿 区为例,研究预防瓦斯事故的关键措施。 1 防止瓦斯积聚的措施 矿井在生产过程中,健全合理、稳定、可靠的通风系统,保证工作面有充足 的供风量,是防止瓦斯积聚的前提条件。 1.1 健全稳定、合理、可靠的通风系统 从 1995 年开始, 新汶矿区对通风系统进行了大规模的优化改造, 使通风系统 匹配合理, 高效稳定, 主通风机在合理区域内运行。 一是制定通风系统管理标准, 根据各项指标对通风系统 可靠性进行评价;二是从源头上把住设计关,杜绝通 风系统中平面交叉、采区内部上下两头 进风、不合理串联通风、扩散通风、老 塘通风;三是对现有的通风系统进行优化改造,更换低效高耗主通风机,对总回 风巷进行扩修降阻,根据管理标准调整优化采区系统,减少通风设施;四是巷道 贯通后及时调整通风系统,防止风流紊乱。? 1.2 保证工作面有充足的风量 保证工作面充足的供风量是有效冲淡瓦斯、防止瓦斯积聚的重要手段。一是 矿井坚决执行以 风定产,严禁超通风能力开采;二是明确工作面配风标准,对 确定为瓦斯异常区的采、掘工作面在正常配风量标准的基础上再增加 10%;三 是严格掘进供风管理,保证风筒出口到迎头 距离不超过 5m,杜绝风筒出现破 口、积压、接头漏风现象,对瓦斯异常区及长距离、大断面的掘进工作面配备使 用高效低耗对旋式通风机和大直径风筒。? 1.3 杜绝掘进工作面无计划停风 据有关资料统计,掘进巷道的瓦斯积聚有 80%是由于通风不好引起的,且有 70%的瓦斯事故发生在掘进工作面,事故原因大都是因为局扇无计划停风、工 作面风量小引起。新汶矿区发生的两起瓦斯事故都是因为局扇停止运转造成的。 加强掘进工作面供风管理, 杜绝无计划停风的主要措施: 一是实行采掘供电分开, 掘进工作面供风实行双风机双电源,如果主风机停止运转,则备用风机自动进行 切换运转,杜绝工作面停风现象。目前矿区内各掘进工作面装备 基本实现了双 风机双电源, 并设专职局扇司机,每班交接班前对风机自动切换情况进行试验 ; 二是执行有计划停风制度,对需要检修停风的工作面提前编制有计划停风通知 书,撒出全部人员、设备停电后,方可停风,恢复通风前,按规定排放瓦斯。? 1.4 积极开展瓦斯地质研究,确定瓦斯异常区装备管理标准 预防瓦斯事故要积极进行瓦斯地质研究。1999 年与焦作工学院合作开展了瓦 斯地质研究, 在全矿区选取有代表性的煤层和地点进行采样,对数据进行分析处 理,研究得出瓦斯地质数学模型,预测未采区域瓦斯含量情况。另外,对各煤层 内炮眼瓦斯进行定期监测,并记录建档,得出实际的瓦斯含量曲线。? 根据瓦斯涌出情况和瓦斯地质研究数学模型,划分确定瓦斯异常区,如根据 模型推算、实测数据和现场开采经验,确定 F7 断层下盘 200m 以内为瓦斯异常 区。 制定瓦斯异常区装备管理标准, 在开采异常区域时, 按照标准进行装备管理, 提高工作面供风量,安设瓦斯监测探头,配备专职瓦斯检查员,对掘进工作面安 装使用双风机双电源等。 2 瓦斯积聚的处理 在矿井生产过程中,因地质条件、开采技术和通风管理等因素的影响,不可 避免地会出现瓦斯积聚现象。瓦斯积聚一般发生在采煤面上隅角、停风的巷道、 巷道高冒区等地点, 出现瓦斯积聚现象并不可怕,关键是采取正确的措施进行处 理。 2.1 采煤面上隅角瓦斯积聚的处理 由于风流在采煤面上隅角形成涡流,同时该处风速较低,而瓦斯比重比空气 小,浮在空气上部,生产过程中涌出的瓦斯易积聚在上隅角,不易被风流带走, 因此上隅角最易发生瓦斯积聚。11 层煤、19 层煤在回采时上隅角瓦斯浓度经常 在 1%左右,高时达 5%以上,已达到爆炸下限。但由于措施得力,方法得当, 因此近几年已成功处理超限 40 余次。一是在回风巷安设抽出式风机和长度为 100m 的负压风筒,强制将上隅角高浓度瓦斯排到回风巷风流中进行稀释 ;二 是加强安全监测管理, 在采面上出口 5m 处和抽出式风机出风口 20m 处各安设 1 台瓦斯监测探头,随时监测瓦斯情况,超限时及时切断工作面电源;三是加强瓦 斯检查,配备业务水平高、责任心强的专职瓦斯检查员,每班检查次数由 2 次增 加为 3 次,并在抽出式风机出风口 20 m 处增设瓦斯检查点;四是加大采煤面倾 斜方向与回风巷的角度,使风流流经上隅角的面积 尽可能的大一些;五是对上 隅角切顶排支柱提前回掉一排,并及时放顶;六是加强超前支护,保证回风巷通 风断面不低于原设计断面的 80%;七是在上隅角安设喷雾设施,及时消灭产生 的摩擦火花。 2.2 掘进工作面瓦斯积聚的处理 掘进工作面只要供风充足,涌出的瓦斯会随风流及时排出,一般不会发生瓦 斯积聚, 但对个别涌出量较大的煤层,采取正常的通风方式不会解决瓦斯积聚问 题。如潘西矿十九层煤后五 回风巷在掘进时瓦斯涌出异常,炮眼瓦斯高达 100%, 采用一般的通风方式迎头还经常发生瓦斯积聚, 对该区域进行分析发现, 煤层内瓦斯压力小,不适宜采用瓦斯抽放,经研究采取了如下综合治理措施,保 证了安全生产。一是对该掘进工作面配备使用了两套双风机双电源 ,其中两台 主机为 30×2kW 的对旋式风机,使用直径为 600mm、每节长度增加至 20m 的 风筒, 迎头风量达 600m2/min,及时稀释了涌出的高浓度瓦斯;二是在离迎 头 5m 处回风侧和距 全 风压 5m 的回风流中各安设一台瓦斯监测探头,将监测 数据及时传送到地面中心站,监测探头 增设断电功能,保证瓦斯超限时立即切 断巷道内所有电器设备的电源;三是为防止静电火花 的出现,风筒吊挂全部改 用布条;四是放炮使用二级乳化炸药,提高了爆破安全性:五是因电煤钻防爆性 差,因此取消电煤钻打眼,改用风钻打眼。? 2.3 启封盲巷瓦斯积聚的处理 近几年,新汶矿区在启封盲巷探查瓦斯时,发现有些盲巷瓦斯浓度接近、达 到甚至超过瓦斯 爆炸下限,对这些巷道排放瓦斯恢复通风时,如果处理不当, 后果将不堪设想。因此在启封盲巷恢复通风时,执行严格的瓦斯排放制度,保证 了瓦斯安全排放。