吳 斌

（山西潞安化工集團(tuán)司馬煤業(yè)有限公司， 山西 長(zhǎng)治 047500）

1 1218 工作面概述

山西潞安化工集團(tuán)司馬煤業(yè)有限公司1218 工作面為北部為未采區(qū)，西部為井田邊界，東部為未采區(qū)，南部為二采區(qū)1217 工作面采空區(qū)。

1218 工作面走向長(zhǎng)度215 m，工作面可采長(zhǎng)度為486.7 m，平均為486.7 m。總面積為104640 m2。1218 工作面開采煤層屬下二疊統(tǒng)山西組下部的3號(hào)煤層，該煤層賦存穩(wěn)定，煤厚變異較小，煤層結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。煤層平均厚度6.95 m；煤層傾角0°～6°，平均3°，頂?shù)装鍘r性如表1 所示；煤層結(jié)構(gòu)為6.95 m。原始瓦斯含量3.48 m3/t，可解析瓦斯含量1.32 m3/t。

表1 3 號(hào)煤層頂?shù)装鍘r性匯總表

為更好地控制瓦斯事故，根據(jù)抽采部安排，需在1218 軌道、膠墊巷安設(shè)管道抑爆裝置，可快速撲滅爆炸火焰，有效扼制瓦斯爆炸事故的擴(kuò)大，減少災(zāi)害損失。

2 管道抑爆裝置結(jié)構(gòu)及工作原理

2.1 管道抑爆裝置主要結(jié)構(gòu)

1）1218 工作面瓦斯抽采管路安裝的管道抑爆裝置主要由GHYZ5 礦用本安型火焰?zhèn)鞲衅?、JHH-5型接線盒、KYD127/128 礦用隔爆兼本質(zhì)安全直流電源、KXH12 型火焰控制器以及若干個(gè)ZYBG 型礦用本安型管道抑爆器等部分組成[1]，如圖1 所示。

圖1 瓦斯抽采管路管道抑爆裝置結(jié)構(gòu)示意圖

2）管道抑爆裝置中的傳感器一般布置在瓦斯抽采管路出氣口或進(jìn)氣口3～5 m 處，而第一個(gè)抑爆器與傳感器布置間距為60 m，相鄰兩個(gè)抑爆器布置間距為50 m。

3）對(duì)地面瓦斯泵站安裝抑爆裝置時(shí)，傳感器與排孔口布置距離為5.0 m，而抑爆器安裝在距傳感器30～70 m 處，地面瓦斯泵站抑爆器數(shù)量根據(jù)管徑大小進(jìn)行確定。

2.2 管道抑爆裝置工作原理

1）當(dāng)瓦斯抽采管路出現(xiàn)瓦斯或煤層爆炸時(shí)，管道抑爆裝置在最短時(shí)間內(nèi)通過火焰?zhèn)鞲衅鞅O(jiān)測(cè)到瓦斯爆炸及爆炸點(diǎn)，然后將監(jiān)測(cè)信號(hào)傳送至控制盒內(nèi)，控制盒接收數(shù)據(jù)信號(hào)后對(duì)抑爆器發(fā)出指令[2-3]，抑爆器接收指令后啟動(dòng)氣體發(fā)生器，將發(fā)生器內(nèi)的抑爆劑物質(zhì)在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行釋放，降低管道內(nèi)溫度，撲滅火焰，同時(shí)形成抑爆屏障，防止瓦斯爆炸范圍擴(kuò)大，保證瓦斯抽采及設(shè)備安全。

2）當(dāng)瓦斯抽采管路內(nèi)出現(xiàn)火源時(shí)，火焰?zhèn)鞲衅髟?～8 ms 范圍內(nèi)監(jiān)測(cè)到火源及火源點(diǎn)，并發(fā)出警報(bào)，控制器在15 ms 范圍內(nèi)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行處理、分析，并對(duì)抑爆器發(fā)出指令，抑爆器接收指令后在12 ms 范圍內(nèi)啟動(dòng)發(fā)生器進(jìn)行主動(dòng)抑爆。

3 管道抑爆裝置安裝注意事項(xiàng)

1）抑爆設(shè)備需安裝在抽采支管路進(jìn)入主抽采管路之前，每套抑爆設(shè)備安裝前需自制長(zhǎng)1 m 鐵管、長(zhǎng)4 m 螺紋鋼管各3 根，連接各組件前需每間隔50 m拆除一根原安裝的長(zhǎng)5 mΦ457 mm 的管路，連接自制1 m 鐵管、4 m 螺紋鋼管，完成管路連接，安裝組件。

2）拆除原安裝的Φ457 管路，拆管前先將管路堵板拆除，空抽10 min 后。檢查瓦斯?jié)舛葘⒅?%后進(jìn)行下一步作業(yè)。利用頂板錨索為起吊點(diǎn)，用起吊用具、手拉葫蘆對(duì)原安裝管路兩端進(jìn)行起吊，手拉葫蘆吃力后拆卸兩端法蘭螺絲[5]。

3）安裝抑爆器時(shí)，其噴嘴方向與安裝軸線調(diào)整一致，然后將抑爆器與底座連接[6]，最后完成固定，安裝時(shí)盡量保證抑爆器于頂板所在水平面垂直。

4）抽采管路內(nèi)瓦斯由工作面向采區(qū)主管路方向流動(dòng)，傳感器安裝在靠近工作面?zhèn)?，兩個(gè)火焰?zhèn)鞲衅魉接谙锏赖装錥7]，相對(duì)安裝，距離抑爆器50 m。

5）設(shè)備組件移動(dòng)到預(yù)定位置固定后，要對(duì)固定情況進(jìn)行檢查，抑爆器與火焰?zhèn)鞲衅鞣謩e安裝在抽采支管路上，間距50 m，檢查無誤，連接各類線束，線束連接時(shí)將設(shè)備外引電源線用接線盒連接127 V電源線分別用接線三通接至二采區(qū)變電所內(nèi)的ZBZ-2.5 A 綜保；線束連接完好，組件固定牢固后通電試運(yùn)行設(shè)備，調(diào)試正常后通電使用。

4 實(shí)際應(yīng)用效果分析

2020 年4 月對(duì)1218 工作面共計(jì)安裝了兩套管道抑爆裝置，分別安裝在1218 膠帶巷抽采支管路和1218 軌道巷抽采支管路上，截止2020 年11 月1218工作面已回采結(jié)束，通過7 個(gè)月實(shí)際應(yīng)用效果來看，管道抑爆裝置整體運(yùn)行良好，未發(fā)生誤保護(hù)動(dòng)作現(xiàn)象，安裝管道抑爆裝置后共計(jì)監(jiān)測(cè)到管道內(nèi)產(chǎn)生火源6 次，成功抑爆6 次，未發(fā)生一起因裝置保護(hù)失效、靈敏度低造成瓦斯抽采管路爆炸事故，大大提高了綜采工作面瓦斯抽采安全性。

5 結(jié)語

瓦斯抽采是高瓦斯礦井避免瓦斯爆炸重要技術(shù)手段，通過瓦斯抽采可降低采掘煤層內(nèi)瓦斯?jié)舛?，從而保證煤礦安全生產(chǎn)，避免瓦斯超限導(dǎo)致瓦斯爆炸事故發(fā)生；但是在煤層瓦斯抽采過程中受摩擦、靜電以及電火花等影響，很容易造成抽放管路產(chǎn)生明火而發(fā)生爆炸事故。司馬礦對(duì)1218 工作面瓦斯抽采管路安裝了管道抑爆裝置后有效解決了瓦斯抽采管路遇明火發(fā)生爆炸等技術(shù)難題，保障了瓦斯抽采安全，取得了顯著應(yīng)用成效。