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局部瓦斯积聚的处理办法

2020-09-10 14:41:43

瓦斯浓度达到2.0%时,虽然不会发生爆炸,但与瓦斯爆炸下限浓度5.0%比较,安全系数只有2.5。当有煤尘及其他爆炸性气体混入时,可降低瓦斯爆炸下限浓度。如果再考虑到瓦斯和各种有害气体涌出,出现异常变化,以及仪器及检测的误差,其安全系数还要小于2.5,很不安全。同时,体积在0.5m3以上,瓦斯在达到爆炸下限浓度时,遇到高温火源后会引起爆炸。所以,当井下任一地点出现瓦斯浓度达到2.0%,积存瓦斯体积超过0.5m3时,即定为局部瓦斯积聚

井下瓦斯涌出量较大、通风不良或未通风的地点都容易发生局部瓦斯积聚。如工作面隅角处(正常情况为回风上隅角。当采煤工作面采用下行通风时,煤层倾角虽然大于12°,但又不是很大,则瓦斯积聚可能发生在下隅角)、采煤机附近、采煤工作面输送机低槽内、顶板冒落或突出孔洞内、临时停风的局部通风地点、风速较低的巷道顶板附近等。

由于局部瓦斯积聚对安全威胁很大所以必须及时发现,妥善处理,及早消除。下面介绍矿井局部瓦斯积聚常用的一些处理方法,其中大部分方法都是瓦斯检查工应该熟练掌握的。

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一、采煤工作面上隅角局部瓦斯积聚的处理办法

多数采煤工作面都是采用后退式采煤和U型通风系统。U型通风系统虽然简单,但由于该系统为一源一汇流,上隅角处的风速较低,加上瓦斯比空气轻,工作面风流中的瓦斯和采空区涌出来的瓦斯经过上隅角时,一部分便在这里积存下来,有的积存瓦斯浓度很高(南桐局红岩矿采煤工作面上隅角瓦斯浓度高的达到82%),不但对安全威胁极大,也影响采煤工作面正常生产。

广大煤矿工人和工程技术人员在防治瓦斯灾害的过程中,经过多年的实践,总结出了很多处理采煤工作面上隅角局部瓦斯积聚的方法。

(一)风障引风排除法

风障引风排除法是一种操作简便的方法。在工作面上隅角附近设一风障,迫使采煤工作面的一部分风流经上隅角,将积聚的瓦斯排除。这种方法可根据上隅角的体积、积聚的瓦斯量、工作面的风压、工作面控顶距、采空区冒落等诸多因素布置风障,通常在工作面横向或斜向(风障的一头向上隅角倾斜,另一头向煤层倾斜)。为了便于敷设或拆除,一般采用风筒或竹席之类的柔性材料做风障。

(二)风筒导风排除法

风筒导风排除法是利用引射器(气压引射器或水力引射器)或专用局部通风机作为动力,也可以利用矿井全风压的作用,配合风筒导风将上隅角积聚瓦斯排除。

上隅角瓦斯浓度不大,可利用引射器作动力,配合风筒导风排除。其方法是:将风筒的入风口设在上隅角瓦斯积聚处,风筒出口设在回风巷适当位置,风筒内安设一个或若干个引射器的喷射器,喷口向回风巷顺风流方向。由于矿井总风压的作用,风筒内有流速较小的风流流动,喷射器喷出的高压气流增加了风筒内向回风巷顺风流方向的风流速度,从而使工作面中一部分风流经过上隅角进入风筒将瓦斯排除。由于引射器一般动力不大,因此都采用刚性风筒(骨架风筒或不产生静电的塑料管等)导风。

上隅角瓦斯浓度不大,可在回风巷适当位置设二道调节风门,风筒入口设在上隅角瓦斯积聚处,风筒出口一端穿过二道调节风门。在矿井总风压的作用下,工作面中一部分风流经过上隅角进入风筒将瓦斯排除。使用此方法时,在上隅角设风障,风筒入口放在风障里面,若采用刚性风筒导风,其效果更佳。

上隅角积聚的瓦斯量多、浓度大,则利用专用局部通风机作动力导风。其方法是:将风筒入口放在上隅角瓦斯积聚处,风筒出口设在采区回风巷内(有条件可设在专用排瓦斯巷道内),在风筒任意位置(一般在风筒入风侧或出风侧附近)安设专用局部通风机,启动局部通风机,使工作面部分风流经过上隅角进入风筒将瓦斯排除。使用这种方法时,局部通风机入风侧必须使用刚性风筒,出风侧可以使用柔性风筒。

(三)局部通风稀释法

该方法是在风流中安设局部通风机,风筒出口设在上隅角附近(可在风筒出风口分出几个小直径的支风筒,增加风筒的射流面积),向上隅角通风,将瓦斯稀释,达到不积聚瓦斯的目的。

上隅角积聚瓦斯严重时则不宜使用此方法。一方面,风筒送风后,提高了上隅角处的点压,一旦局部通风机停止运转或风筒损坏,上隅角附近的压力突然降低,上隅角及其附近采空区的高浓度瓦斯会大量溢出,很不安全。另一方面,因风筒吹风,积聚瓦斯的地点可能偏移位置,造成假象而被忽视。因此,使用此法时,一是保证局部通风机正常运转(局部通风机实行“三专”),二是要保证使用好风筒,三是设专职瓦斯检查工经常检查上隅角及附近的瓦斯,监视局部通风的情况。

(四)尾巷排除法

尾巷排除法是利用已采过的回风巷的联络眼作为工作面的另一回风道,让工作面一部分风流经采空区、上隅角从联络眼排出,达到消除上隅角瓦斯积聚的目的。如果采空区阻力较大,可在回风巷设二道调节风门增阻,迫使工作面部分风流流经上隅角、采空区。风巷的风门要根据采空区垮冒情况及随着工作面向前推进经常调节,通过控制进入采空区的风量来控制排出的瓦斯浓度。

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