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局部瓦斯積聚的處理辦法

2020-09-10 14:41:43

瓦斯濃度達到2.0%時,雖然不會發生爆炸,但與瓦斯爆炸下限濃度5.0%比較,安全系數只有2.5。當有煤塵及其他爆炸性氣體混入時,可降低瓦斯爆炸下限濃度。如果再考慮到瓦斯和各種有害氣體涌出,出現異常變化,以及儀器及檢測的誤差,其安全系數還要小于2.5,很不安全。同時,體積在0.5m3以上,瓦斯在達到爆炸下限濃度時,遇到高溫火源后會引起爆炸。所以,當井下任一地點出現瓦斯濃度達到2.0%,積存瓦斯體積超過0.5m3時,即定為局部瓦斯積聚。

井下瓦斯涌出量較大、通風不良或未通風的地點都容易發生局部瓦斯積聚。如工作面隅角處(正常情況為回風上隅角。當采煤工作面采用下行通風時,煤層傾角雖然大于12°,但又不是很大,則瓦斯積聚可能發生在下隅角)、采煤機附近、采煤工作面輸送機低槽內、頂板冒落或突出孔洞內、臨時停風的局部通風地點、風速較低的巷道頂板附近等。

由于局部瓦斯積聚對安全威脅很大所以必須及時發現,妥善處理,及早消除。下面介紹礦井局部瓦斯積聚常用的一些處理方法,其中大部分方法都是瓦斯檢查工應該熟練掌握的。

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一、采煤工作面上隅角局部瓦斯積聚的處理辦法

多數采煤工作面都是采用后退式采煤和U型通風系統。U型通風系統雖然簡單,但由于該系統為一源一匯流,上隅角處的風速較低,加上瓦斯比空氣輕,工作面風流中的瓦斯和采空區涌出來的瓦斯經過上隅角時,一部分便在這里積存下來,有的積存瓦斯濃度很高(南桐局紅巖礦采煤工作面上隅角瓦斯濃度高的達到82%),不但對安全威脅極大,也影響采煤工作面正常生產。

廣大煤礦工人和工程技術人員在防治瓦斯災害的過程中,經過多年的實踐,總結出了很多處理采煤工作面上隅角局部瓦斯積聚的方法。

(一)風障引風排除法

風障引風排除法是一種操作簡便的方法。在工作面上隅角附近設一風障,迫使采煤工作面的一部分風流經上隅角,將積聚的瓦斯排除。這種方法可根據上隅角的體積、積聚的瓦斯量、工作面的風壓、工作面控頂距、采空區冒落等諸多因素布置風障,通常在工作面橫向或斜向(風障的一頭向上隅角傾斜,另一頭向煤層傾斜)。為了便于敷設或拆除,一般采用風筒或竹席之類的柔性材料做風障。

(二)風筒導風排除法

風筒導風排除法是利用引射器(氣壓引射器或水力引射器)或專用局部通風機作為動力,也可以利用礦井全風壓的作用,配合風筒導風將上隅角積聚瓦斯排除。

上隅角瓦斯濃度不大,可利用引射器作動力,配合風筒導風排除。其方法是:將風筒的入風口設在上隅角瓦斯積聚處,風筒出口設在回風巷適當位置,風筒內安設一個或若干個引射器的噴射器,噴口向回風巷順風流方向。由于礦井總風壓的作用,風筒內有流速較小的風流流動,噴射器噴出的高壓氣流增加了風筒內向回風巷順風流方向的風流速度,從而使工作面中一部分風流經過上隅角進入風筒將瓦斯排除。由于引射器一般動力不大,因此都采用剛性風筒(骨架風筒或不產生靜電的塑料管等)導風。

上隅角瓦斯濃度不大,可在回風巷適當位置設二道調節風門,風筒入口設在上隅角瓦斯積聚處,風筒出口一端穿過二道調節風門。在礦井總風壓的作用下,工作面中一部分風流經過上隅角進入風筒將瓦斯排除。使用此方法時,在上隅角設風障,風筒入口放在風障里面,若采用剛性風筒導風,其效果更佳。

上隅角積聚的瓦斯量多、濃度大,則利用專用局部通風機作動力導風。其方法是:將風筒入口放在上隅角瓦斯積聚處,風筒出口設在采區回風巷內(有條件可設在專用排瓦斯巷道內),在風筒任意位置(一般在風筒入風側或出風側附近)安設專用局部通風機,啟動局部通風機,使工作面部分風流經過上隅角進入風筒將瓦斯排除。使用這種方法時,局部通風機入風側必須使用剛性風筒,出風側可以使用柔性風筒。

(三)局部通風稀釋法

該方法是在風流中安設局部通風機,風筒出口設在上隅角附近(可在風筒出風口分出幾個小直徑的支風筒,增加風筒的射流面積),向上隅角通風,將瓦斯稀釋,達到不積聚瓦斯的目的。

上隅角積聚瓦斯嚴重時則不宜使用此方法。一方面,風筒送風后,提高了上隅角處的點壓,一旦局部通風機停止運轉或風筒損壞,上隅角附近的壓力突然降低,上隅角及其附近采空區的高濃度瓦斯會大量溢出,很不安全。另一方面,因風筒吹風,積聚瓦斯的地點可能偏移位置,造成假象而被忽視。因此,使用此法時,一是保證局部通風機正常運轉(局部通風機實行“三?!保?,二是要保證使用好風筒,三是設專職瓦斯檢查工經常檢查上隅角及附近的瓦斯,監視局部通風的情況。

(四)尾巷排除法

尾巷排除法是利用已采過的回風巷的聯絡眼作為工作面的另一回風道,讓工作面一部分風流經采空區、上隅角從聯絡眼排出,達到消除上隅角瓦斯積聚的目的。如果采空區阻力較大,可在回風巷設二道調節風門增阻,迫使工作面部分風流流經上隅角、采空區。風巷的風門要根據采空區垮冒情況及隨著工作面向前推進經常調節,通過控制進入采空區的風量來控制排出的瓦斯濃度。

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