李博勤

(銅川市耀州區(qū)煤炭工業(yè)局，陜西 銅川 727100)

0 引言

煤炭的開采和應用在創(chuàng)造巨大價值的同時，也伴隨著各類生產(chǎn)事故的發(fā)生，而瓦斯災害是最為常見的事故之一[1-3]。礦井瓦斯在經(jīng)處理后可以作為燃料和工業(yè)原料，有一定的經(jīng)濟價值，進行有效開發(fā)和利用還能為環(huán)境保護事業(yè)作出貢獻。因此，許多礦井開展了瓦斯抽放工作，以降低開采時的瓦斯涌出量預防各類瓦斯事故，且可以減少通風系統(tǒng)負擔間接提升礦井生產(chǎn)效益[4-6]。然而，在技術(shù)條件和工程背景不能滿足瓦斯抽放需要時，直接進行瓦斯排放不考慮瓦斯的回收利用，就成為了保證人員安全的必然選擇[7-9]。例如，因種種原因造成的部分區(qū)域瓦斯積聚時，即需要進行瓦斯排放；比較典型的情境為主通風機停電或停風后，在井下全風壓通風的采掘工作面瓦斯?jié)舛瘸霭踩a(chǎn)的規(guī)定值。

為此，針對一定條件下的瓦斯積聚，具體分析瓦斯排放的作業(yè)計劃和流程，并對排放方法進行探究，以期減少瓦斯災害，更好地保障礦井安全生產(chǎn)。

1 編制作業(yè)計劃

1.1 作業(yè)計劃內(nèi)容

在作業(yè)計劃或是作業(yè)方案中，首先應確定參加瓦斯排放的人員及負責人，明確職責范圍及協(xié)調(diào)配合機制。在排放方法的選擇中，瓦斯排放針對的是因種種原因造成的瓦斯積聚，區(qū)別于瓦斯抽放的以能源利用為目的，瓦斯排放更注重保證礦井作業(yè)環(huán)境的安全性；因此，瓦斯排放方法的選擇主要應結(jié)合作業(yè)位置和瓦斯的具體來源。此外，排放作業(yè)過程中的停電及撤人范圍、站崗警戒地點、警戒人員及匯報地點、風流第1混合點瓦斯監(jiān)測、參加排放的人員及職責等都應做出明確規(guī)定，并繪制排放瓦斯示意圖，圖中應標明瓦斯排放風流路線、站崗警戒地點等內(nèi)容。

結(jié)合工程實踐，針對采掘工作面、硐室等處的瓦斯積聚，瓦斯排放的一般作業(yè)流程如圖1所示，圖中組織機構(gòu)因礦企自身設置不同而略有差異。

圖1 瓦斯排放作業(yè)流程

1.2 技術(shù)要點

在作業(yè)計劃定稿前，應當對排放區(qū)瓦斯積存量、排放瓦斯所需時間進行估算，瓦斯積存量按式(1)估算，所需時間的計算參照式(2)[10-12]。

Q=S·L·ω

(1)

式中，Q為預計排放瓦斯量，m3；S為巷道斷面面積，巷道變形率取50%，m2；L為排放區(qū)巷道的長度，m；ω為平均瓦斯?jié)舛龋?。

T=Q/(Q扇×1%)

(2)

式中，T為排放瓦斯所需時間，min；Q為預計排放瓦斯量，m3；Q扇為局部通風機供風量，排放瓦斯時風筒出口風量，m3/min。

所有參加排放瓦斯人員必須認真學習排放瓦斯措施，明確各自職責，全面認真檢查儀器、儀表及裝備,確保完好。瓦斯排放前，要撤出排放瓦斯巷道內(nèi)回風流經(jīng)區(qū)域的全部人員，切斷回風區(qū)域一切電源。全風壓風流混合處懸掛甲烷傳感器或便攜式甲烷檢測報警儀，報警濃度設為1%。通風機及開關附近10 m范圍內(nèi)風流中的瓦斯?jié)舛戎挥性?.5%以下時，方可開啟通風機。排放瓦斯前應向調(diào)度室匯報。

2 局部通風機排放瓦斯

礦井井下盲巷停電或停風后的獨頭巷道容易引起瓦斯積聚，從而導致瓦斯?jié)舛瘸^規(guī)定值，在此情況下，選擇局部通風機瓦斯排放法較為適宜[13-15]。

2.1 分級管理

2.1.1 級別劃分

經(jīng)檢查巷道內(nèi)最高瓦斯?jié)舛炔怀^1%和最高二氧化碳濃度不超過1.5%，且局部通風機及其開關地點附近10 m以內(nèi)風流中的瓦斯?jié)舛炔怀^0.5%時，即可由當班電工會同瓦斯檢查員人工開啟局部通風機，恢復掘進巷道的通風。當臨時停風的掘進巷道內(nèi)瓦斯?jié)舛瘸^1%或二氧化碳濃度超過1.5%，最高瓦斯?jié)舛群投趸紳舛炔怀^3%時，由通風隊跟班隊長現(xiàn)場組織瓦斯檢查員會同該地點電工采取安全措施，控制風流排放瓦斯。當臨時停風的掘進巷道內(nèi)瓦斯?jié)舛然蚨趸紳舛瘸^3%時，必須成立瓦斯排放領導小組，由總工程師任組長，通防科科長或通風隊隊長任副組長，通風隊、通防科、調(diào)度室、安監(jiān)科、救護隊、機電科、施工區(qū)隊相關人員擔任成員。排放瓦斯時由通防科科長或通風隊隊長現(xiàn)場指揮，礦井總工程師在調(diào)度室指揮，直到排放結(jié)束。

2.1.2 高濃度瓦斯排放前的檢查

當巷道內(nèi)瓦斯?jié)舛然蚨趸紳舛瘸^3%時，排放瓦斯前必須做好以下5點。①總工程師或通防科科長組織對排放瓦斯流經(jīng)區(qū)域內(nèi)回風系統(tǒng)進行全面檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，在回風系統(tǒng)存在較大安全隱患的情況下，嚴禁進行瓦斯排放工作；②必須在排放瓦斯地點兩道反向風門外安裝電話，并保持通訊暢通；③必須在排放瓦斯第1風流混合點下風側(cè)3～5 m處安設甲烷傳感器，當瓦斯?jié)舛冗_到1.5%時，必須及時減小風量，降低瓦斯?jié)舛?；④由總工程師組織有關人員統(tǒng)一學習專項瓦斯排放措施并簽字，瓦斯排放措施上報集團公司審批或備案；⑤電話和甲烷傳感器安設不齊全的，嚴禁進行瓦斯排放。

2.1.3 注意事項

瓦斯排放到巷道末端且第1風流混合點瓦斯?jié)舛确€(wěn)定在1.0%以下30 min后，由排放瓦斯現(xiàn)場指揮人員、瓦檢員和安監(jiān)員共同進入巷道內(nèi)檢查通風、瓦斯等情況，確認無異常后方可結(jié)束瓦斯排放工作。瓦斯排放前、后，現(xiàn)場指揮人員必須及時向礦井調(diào)度室和通風調(diào)度匯報，參加排放的工作人員必須聽從現(xiàn)場指揮人員命令，統(tǒng)一行動，嚴禁擅離職守。所有受停風影響的區(qū)域，必須立即切斷電源，撤出所有作業(yè)人員；制定瓦斯排放措施，逐級恢復掘進工作面的正常通風。

2.2 方法比較

2.2.1 風筒錯口法

對于臨時停風地點或盲巷內(nèi)預留有風筒的巷道，可采取在風門外安設風筒“三通”鎖風控制風流或風筒錯口對接控制風流等瓦斯排放方法。根據(jù)風流第1混合點瓦斯?jié)舛?，通過調(diào)節(jié)風筒“三通”或風筒錯口面積控制排放巷道的風量，確保風流第1混合點瓦斯?jié)舛炔怀^1.5%。在此期間嚴禁任何無關人員進入盲巷及其回風流經(jīng)的區(qū)域。在排放瓦斯與新鮮風流混合回風口下風側(cè)10～15 m處吊掛一個瓦斯便攜儀，安排專人查看，達到或超過1%時及時通知調(diào)節(jié)人員減小供風量。瓦斯排放到巷道末端且第1風流混合點瓦斯?jié)舛确€(wěn)定在1.0%以下30 min后，由排放瓦斯現(xiàn)場指揮人員、瓦檢員和安監(jiān)員共同進入巷道內(nèi)檢查通風、瓦斯等情況，確認無問題后方可結(jié)束瓦斯排放工作。由于此種方法是風機開啟后對接風筒，風機有效風量大，對接困難，不便于操作，但能有效控制回風流中的瓦斯?jié)舛?，是目前排放瓦斯常用的方法?/p>

2.2.2 逐段排放瓦斯法

瓦斯排放時分別采用長度5 m、10 m、20 m的風筒，逐步從回風口向巷道深處排放。具體作業(yè)時，采用風筒錯口法先接一節(jié)5 m長的風筒，取下5 m風筒；采用風筒錯口法接10 m長的風筒，采用風筒錯口法再接一節(jié)5 m長的風筒，取下15 m風筒，采用風筒錯口法接20 m長的風筒。每一步驟結(jié)束后，必須檢查風筒出風口后側(cè)回風流中的瓦斯?jié)舛?，小?.5%時方準進行下一步驟。以巷道回風口為起點，由外向里逐段排放，重復如上瓦斯排放程序直到排放完畢。采用風筒錯口法直接接上10 m或20 m風筒操作時，必須確保風流混合點瓦斯?jié)舛炔怀^1.0%。該方法能有效減少高濃度瓦斯區(qū)域內(nèi)長距離往返運送風筒的工作量，然而在瓦斯由高濃度向低轉(zhuǎn)化時增加了轉(zhuǎn)換次數(shù)，因此安全系數(shù)較小，需結(jié)合現(xiàn)場情況研判后謹慎使用。

3 主通風機排放瓦斯

3.1 瓦斯積聚原因及應急處置

3.1.1 瓦斯積聚原因

主要通風機檢修、礦井反風等原因造成全礦井或區(qū)域通風有計劃或無計劃停止供風,礦井因故障導致主通風機停電或停風后，在井下全風壓通風的采掘工作面、鉆場、硐室等全風壓通風巷道可能會發(fā)生瓦斯積聚，從而引起瓦斯?jié)舛瘸^規(guī)定值。

3.1.2 應急處置基本原則

所有受停風影響的區(qū)域，必須立即切斷電源，撤出所有作業(yè)人員。應立即打開井口防爆蓋和有關風門，充分利用自然風壓通風。恢復礦井正常通風后，制定瓦斯排放措施，逐級恢復變電所、機電硐室和掘進工作面的正常通風。

3.2 風流短路法排放瓦斯

3.2.1 應用條件

當?shù)V井井下主要巷道瓦斯?jié)舛炔怀耷抑饕L機出風口處瓦斯?jié)舛炔怀?%時，可直接啟動主要通風機恢復礦井通風系統(tǒng)，否則啟動主要通風機前，應首先打開防爆門或井上下其他風門，采用風流短路的方法進行排放瓦斯，當主要通風機出風口瓦斯?jié)舛炔怀?%時，逐漸減小短路風流至關閉。

3.2.2 操作流程

在采用主通風機排放礦井瓦斯時，應首先打開防爆門(防爆門若未開啟)或其他風門。接著應確保主風機房內(nèi)所有電器設備10 m范圍內(nèi)瓦斯?jié)舛刃∮?.5%，才能開啟主通風機，通過調(diào)節(jié)防爆門或風門開啟大小控制風量短路大小，達到控制排放風流中瓦斯?jié)舛却笮〉哪康?。礦井通風系統(tǒng)恢復工作后，應由瓦檢員在瓦斯?jié)舛冉抵?%以下時首先入井，在通風情況檢查結(jié)果良好時，才能允許其他人員有序進入(瓦斯?jié)舛鹊陀?.75%)。

4 結(jié)語

排放瓦斯結(jié)束后，應由救護隊、通風部門、安監(jiān)部門等共同負責全面檢查瓦斯排放區(qū)域內(nèi)瓦斯情況，確認安全后，向調(diào)度室匯報，經(jīng)煤礦總工程師同意后，方可進行其它工作?；謴驼ＭL后，由專職電工對巷道內(nèi)電氣設備進行安全性防爆檢查，確認安全后，方可恢復送電。瓦斯排放本身就是一種消除安全隱患的安全措施，同樣也是一件危險性大、影響面廣、十分復雜的安全技術(shù)性工作，故從制定瓦斯排放措施開始,就必須引起高度重視，確保每次排放的安全，杜絕排放過程中的瓦斯事故。