煤矿高浓度瓦斯巷道排放方法的探讨_煤矿排放瓦斯措施

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煤矿高浓度瓦斯巷道排放方法的探讨

魏达翔

神华乌海能源有限公司骆驼山煤矿，内蒙古乌海市，016000 摘要: 由于巷道内积聚了高浓度的有害气体，需要科学、安全的排放，以便于开展后期工作。本论文阐述了煤矿井下独头巷道瓦斯排放几种方法,对于避免局扇独头巷道违章排放瓦斯,防止“一风吹”。特别是对于长时间封闭的高浓度有害气体的独头巷道需要排放瓦斯时，吸收了各排放瓦斯方法的优缺点，从而形成了操作方便、安全可靠的风筒接头调节风量逐段排放法。

关键词:有害气体；积聚；独头巷道；排放瓦斯；局扇；一风吹； 1 问题提出

神华乌海能源有限公司骆驼山煤矿由于3.1透水事故，导致井下各系统瘫痪，各巷道内瓦斯积聚。经过了启用主要通风机后，进风井、主要大巷、车场、硐室内的有害气体排到了地面，而即将形成工作面的两条顺槽还是独头巷道，且掘进距离较长。经过有害气体检查，0901回风顺槽口瓦斯浓度达到了70%。为恢复巷道内正常作业，需要排放巷道内高浓度的有害气体，满足人员作业。矿井概况

骆驼山井田位于内蒙古乌海市海南区，北距乌海市海勃湾区14km，南距宁夏回族自治区石嘴山市约50km。矿井于2006年5月开工建设，设计生产能力150万t/a，本井田主采煤层自上而下分别为9-2号、10号、16-1号和16-2号四层煤，倾角8～12°，均稳定可采。受到井下奥灰水透水影响，至今停建。

根据《骆驼山煤矿901采区三维地震勘探报告》，11采区共发现断层56条，其中原勘探报告发现的2条，新发现断层54条。按断层性质分，正断层51条，逆断层5条；按可靠程度分，可靠断层49条，较可靠断层7条；按落差分，落差大于等于20m的断层2条，落差小于20m大于等于10m的断层5条，落差小于10m大于等于5m的断层30条，落差小于5m的断层19条。因此，地质构造内赋存的瓦斯给矿井安全生产造成一定的威胁。

矿井通风方式为中央分列式，通风方法为抽出式，形成两进一回通风系统，即主、副斜井进风，回风立井回风。其中回风立井装有2台轴流式风机，型号为FBCDE-8NO-28-05，电机容量为630KW，启动一台主扇的一级风机总回风量约为5200 m3/min,巷道风阻小，通风网络简单、可靠。9煤层最短自然发火期为63天；16煤层最短自燃发火期为50天，两个煤层自燃倾向性等级为二级，属于易燃煤层。矿井瓦斯地质

根据地质报告显示，随着煤层埋深的增加，骆驼山煤矿瓦斯含量逐步增高，垂深250m左右为瓦斯过渡带。在井田北部钻孔采样数据显示井田内煤层中瓦斯含量变化很大（0～14.7mL/g）以远的902号钻孔，16号煤层中瓦斯含量最高达24.90ml/g。与井田相邻的平沟煤矿开采9号煤层时，相对瓦斯涌出量最大达10.86m3/t，故本矿井应属高瓦斯矿井。但是，经过沈阳研究院于二0一0年二月所做的瓦斯基数参数确定及矿井瓦斯涌出量预测研究报告，骆驼山9号煤层+1059m的瓦斯压力为：0.47Mpa,瓦斯含量为：2.22 m3/t。16煤在+880m的瓦斯压力为：1.65Mpa，瓦斯含量为7.01 m3/t。煤炭科学研究总院重庆研究院二0一一年七月所做的鉴定报告显示煤尘爆炸指数为9号煤层为34.25%，16号煤层为26.57%。各煤层爆炸指数均大于10%，属有煤尘爆炸危险性。根据煤炭科学研究总院沈阳研究院所做的瓦斯突出鉴定报告,骆驼山煤矿16煤最高瓦斯压力为1.1Mpa,被定义为瓦斯突出煤层，矿井为瓦斯突出矿井。独头巷道瓦斯情况

0901回风顺槽巷道宽4.1m,高3.55m,长度700m，坡度8-12°.经过实测，巷道口内瓦斯浓度达到了70%，由于瓦斯密度比空气轻,在倾斜巷道的上部会形成局部高浓度瓦斯积聚。在巷道长时间不通风的情况下，独头巷道迎头的瓦斯不断的散逸，压力较外部压力高,所以在独头巷道的迎头瓦斯浓度相比较巷道中部瓦斯浓度低一些。总之，0901回风顺槽内的瓦斯浓度已远远超出安全范围，必须采取科学、合理的方法进行排放，杜绝瓦斯事故。恢复生产的措施

为恢复0901回风顺槽内的局部通风，首先要排放巷道内高浓度的有害气体。本着技术上可行，安全上可靠，经济上合理的原则，排放瓦斯时，借用巷道内原有的风筒，由乌海能源公司矿山救护大队执行瓦斯排放任务，骆驼山煤矿相关部门、人员协助。

5.1 常用瓦斯排放方法(一)局扇直接排放法

由于独头巷道停风时间较短、瓦斯积聚量不大时,可以采用局扇直接送风，排放独头巷道内的低浓度有害气体。(二)增阻排放法

由于巷道停风时间较长，巷道距离长，瓦斯浓度较大时，可采用增阻排放法。启用局扇前，用木板堵住局扇吸风口，控制局扇送入巷道内的风量，或局扇出风口处将风筒用绳子捆结一定程度,以增加阻力,控制通过风筒的风量,使排出的瓦斯浓度在风流混合处不高于0.75%，符合安全规定。随着回风流有害气体浓度的不断下降,逐渐打开木板或放开绳子,至到最后全部放完。在堵风机口或捆风筒时,应注意不能将风机口堵住太多或风筒捆扎太严，,防止烧坏局扇。

(三)风筒“三通”排放法

在独头巷道风流混合处风筒接头处安设一个三通风筒，在排放瓦斯前，检查有无循环风。当局扇启动后,风筒中的部分风量经过三通的一个出口汇入到了巷道口处，只有一部分风量送入独头巷道内,避免了“一风吹”，杜绝了排出的瓦斯积聚超限。在风流混合处瓦斯浓度低于0.5%以下,可慢慢将“三通”至回风巷一侧的风筒捆起,继续加大独头巷道内的风量。当回风巷的瓦斯长时间稳定在《规程》规定的浓度内时,证明独巷内的瓦斯已经排放完毕。

(四)分段逐次排放法

对于高浓度、长距离的独头巷道，采取很小风量也很难控制瓦斯浓度，很容易造成瓦斯积聚超限。因此,需要逐步连接风筒进行排放，人为的缩小巷道长度，使风流混合处瓦斯浓度控制在0.75%以下。就要采用分段逐次排放法来排放高浓度、长距离的瓦斯巷道。

5.2 瓦斯排放新方法

由于巷道长时间封闭，导致巷道内瓦斯积聚超限，瓦斯浓度甚至能达到70%以上。通过常规方法排放瓦斯，很难控制回风流中瓦斯浓度，即使很小的送入风量也会导致风流混合处瓦斯浓度超限。通过对常规瓦斯排放方法的分析、研究、思考，在此基础上，提出一种新的排放瓦斯方法---风筒接头调节风量逐段排放法。启动局扇排放瓦斯前，在回风口一侧的全风压巷道内（目前全部选择在掘进巷道口处），将风筒接头断开，然后启动局扇，并检查局扇是否循环风。根据瓦斯浓度的大小，将断开的风筒接头以1/10断面直到全断面对接来调节送入掘进工作面的风量，使大部分风量从断开口流出，流入回风巷道内并降低瓦斯浓度，能够直观的控制了风量又降低了作业人员周边环境瓦斯浓度。

巷道口悬挂至少两台完好的多种参数检验仪，一台挂在距顶板300mm处，一台挂在距顶板1.5--1.8m处，操作人员能够时刻掌握瓦斯浓度，风筒接头处能够直观、快捷、无误的控制风量，保证回风流瓦斯浓度不超过0.75%。同时，在送入巷道风量前，结合巷道内瓦斯浓度，吊挂风筒数量从1---10节不等。如瓦斯浓度在1%--2%，可吊挂5--10节，瓦斯浓度在2%以上，可吊挂1—4节，吊挂风筒数量与风筒接头送入风量必须协调、配合到位。每一次循环都要保证回风流中瓦斯浓度降到0.5%以下后方可继续进行。

进入巷道接风筒的作业人员必须佩戴合格、安全的正压呼吸器，配备拆接风筒的铜质钳子等工具。此时，巷道口人员要全部错开风筒，不能给巷道送风，保证接风筒作业人员的安全。待工作人员完成接风筒任务，返回到巷道口处，送风人员方可根据接风筒数量，调节两风筒对口截面，逐步送风。

为保证送风断面的稳定性，避免人为操作的不足，需要制作两个固定风筒接头的架子。这样能够方便、高效、稳定的保障送入巷道内的风量。

按照风筒接头调节风量逐段排放法，直到排完整条掘进巷道内的有害气体，瓦斯排放工作结束。结论

经过实践证明，对于长时间封闭的高瓦斯浓度的独头巷道，采取风筒接头调节风量逐段排放瓦斯的方法，操作简单，容易控制风量，在整个排放过程中，没有出现失误，没有造成新的危险源，并且各项工作流程，技术参数都符合规程规定。在瓦斯管理方面，值得推广使用，杜绝瓦斯事故，保障矿井安全生产。

参考文献：

【1】张子敏、张玉贵．瓦斯地质规律与瓦斯预测【M】．煤炭工业出版社

【2】刘桂平、宋厚飞．煤炭工程【M】．煤炭工业出版社 【3】煤矿安全规程【M】．煤炭工业出版社

作者简介：魏达翔（1978—），男，安全工程师，现供职于神华乌海能源公司骆驼山煤矿生产技术部，主管“一通三防”技术和管理工作。电话：***，E-mail：ltcjsb@shwhny.com,邮编：016000，详细邮寄地址：内蒙古乌海市海勃湾区新华东街24号神华乌海能源 公司骆驼山煤矿。