煤矿瓦斯治理探究

煤矿瓦斯治理探究

乔勇1谢冬冬2

1、贵州煤矿安全监察局毕节监察分局贵州毕节551713

2、毕节市工业学校贵州毕节551700

摘要:煤矿瓦斯又称煤层瓦斯、煤层气,是从煤和围岩中逸出的甲烷、二氧化碳和氮等组成的混合气体。瓦斯是煤矿生产中的有害因素,它不仅污染空气,而且当空气中瓦斯含量为5%~16%时,遇火会引起爆炸,造成事故,但瓦斯爆炸是可以预防的,瓦斯突出也是可以预测的。在20m巷道范围内,涌出瓦斯量大于或等于1.0m3/min,且持续时间在8h以上时,该采掘区域即定为瓦斯喷出危险区域。瓦斯抽采对于煤矿企业而言也至关重要。本文主要简述了造成瓦斯爆炸的原因,又提出了治理煤矿瓦斯爆炸的策略,旨在提高煤矿安全生产工作,保障矿区工作人员人身安全。

关键词:瓦斯抽采;问题;治理现状;通风;监控监测

一、煤矿瓦斯抽采平衡概述

根据《煤矿安全监察条例》的规定进行瓦斯抽采的煤层必须先抽采瓦斯,抽采效果达到标准要求后方可安排采掘作业;煤矿瓦斯抽采应当坚持“应抽尽抽、多措并举、抽掘采平衡”的原则。其中,泵站的装机能力和管网能力应当满足瓦斯抽采达标的要求,备用泵能力不得小于运行泵中最大一台单泵的能力;运行泵的装机能力不得小于瓦斯抽采达标时应抽采瓦斯量对应工况流量的2倍,即预抽瓦斯钻孔的孔口负压不得低于13kPa,卸压瓦斯抽采钻孔的孔口负压不得低于5kPa。具体保持矿井瓦斯抽采能力与采掘布局协调平衡如下所示:煤层瓦斯抽采工程要做到与采掘工程同步设计,超前施工、超前抽采,超前预抽时间要满足煤层预抽效果达标的要求;矿井企业生产计划的编制应以矿井瓦斯抽采达标煤量为限,计划开采煤量不得超过瓦斯抽采达标煤量;应抽采瓦斯的矿井生产安排必须与瓦斯抽采达标煤量禁止匹配,保持抽采达标煤量和生产准备及回采煤量相平衡,使采掘生产活动始终在抽采达标的区域内进行。瓦斯对于煤矿企业而言,是一把双刃剑,如果不能科学合理抽采,则是一个安全隐患。容易引发后果难以估量的事故。然而由于它本身就是一种资源,如果能科学抽采,提高利用率,则能为企业带来可观的经济效益。

二、当前煤矿瓦斯治理现状

1.瓦斯积聚,通风和排水系统不完善。在煤矿开采过程中,通风系统不完善,瓦斯积聚是导致瓦斯爆炸的直接原因。通风系统不合理和局部通风管理不善是瓦斯积聚的主要原因,通风系统不合理,存在风流短路、多次串联和循环风,造成供风地点风量不足,而引起瓦斯积聚;局部通风机安装位置不当、风筒未延伸到供风点或脱落引起供风点有效风量不足,而造成瓦斯积聚;停电停风而引起瓦斯积聚;盲巷积聚的瓦斯被引爆。在矿井通风方面,部分矿井的新采区并没有形成完善的通风和排水系统,就急于实行开采,这样很容易导致事故的发生。有些矿井在增加开采深度后,仍然采用中央并列式或使用浅部风井回风方法,风速的超限,使得矿井通风系统抗灾能力减弱。治理瓦斯的基础是通风,通风系统的稳定可靠可以有效的减少重大瓦斯事故的发生情况,因而要进一步在降低通风阻力、保证通风断面、完善系统这些重大问题上进行提高。

2.漠视瓦斯防护投入,瓦斯处理装备老化陈旧。煤矿行业利润很可观的,而为了使自己的收益更大些,很多从事煤矿开采的企业减少瓦斯治理的投入,以获取更高经济效益,最终使瓦斯安全隐患的不断产生。与此同时,将本该用在培训专业的瓦斯防护知识方面的资金通通投资在煤矿的其他生产方面,这些生产者只为追求高额利润,完全漠视瓦斯防护投入或瓦斯处理装备老化陈旧,这样一来,更为瓦斯安全事故出现埋下隐患。目前,我国各大煤矿开采区普遍采用单一井下抽放的瓦斯抽放方法,它的瓦斯抽放设备也跟不上时代的发展。现阶段,陈旧的瓦斯抽放设备根本无法满足抽放的需要,大大降低了煤矿采矿的效率,提高了瓦斯灾害的发生率。此外,我国相关专家对瓦斯抽放形式的研究少之又少,使得瓦斯抽放形式缺乏灵活性,间接加剧了瓦斯治理工作的难度。

3.煤矿瓦斯监控体系不完善。煤矿瓦斯治理作为一个系统工程,需要不断更新和完善的监控体系,以治理瓦斯爆炸问题。目前,虽然安全监测监控系统在多数煤矿里的建立,在使用上,有些问题在上还存在着不足:尽管实现了矿井内局域联网的连接,但相应的配套设施不全,如信息化管理和应急处置在使用上的差距,故而造成联网效果不理想;在瓦斯超限等现场应急分析处理不及时时,现场管理和维护技术人员严重稀缺,以及操作和维护人员整体素质偏低的情况,从而造成系统维护不到位的后果;在《煤炭安全规程》要求中,一氧化碳传感器和监测分站配置数量没能达到要求,也使得安全监控系统传感器普遍配置的相对简单化。最后,现阶段使用的安全监测设备过于简单,无法为大量的矿区提高所需的数据,严重违反了煤炭安全生产的相关法律法规。?

三、煤矿瓦斯治理新思路

1.优化煤矿开采通风系统,稳定风向流动。在瓦斯治理中,优化通风系统是基础,通过实际操作,完善通风设备,适当降低通风阻力提高通风能力,才能从本质上达到安全生产的要求。在煤矿开采前,瓦斯防治工程与采掘工程必须同时设计,超前施工,同时投入使用。矿井隔爆装置是控制瓦斯爆炸的最后一道屏障,当瓦斯爆炸发生后,依靠预先设置的装置可以阻止爆炸的传播,限制火焰的传播范围,主要有被动式隔爆棚和自动抑爆装置。被动式隔爆棚中隔爆岩粉棚、隔爆水槽棚和隔爆水袋棚因成本低、安装方便,因而得到了广泛的使用,其中隔爆水袋棚的使用最为广泛。自动式抑爆装置使用压力或温度传感器,在爆炸发生时探测爆炸波,及时将预先放置的水、岩粉、N2、CO2等喷洒到巷道中,从而达到抑制爆炸火焰传播的目的。如ZGB-Y型自动隔爆装置采用高压氮气引射消焰剂,能将爆炸限制在距爆源40-60m之内;YBW-1型无电源触发式抑爆装置,适合安装在距爆源20-45m的巷道中;ZYB-S型自动产气式抑爆装置采用实时产气原理,当传感器接收到燃烧或爆炸火焰时,触发气体发生器快速产生的高压气体喷洒消焰剂,抑制火焰的传播。

2.更新煤矿装备现代化水平,降低瓦斯事故发生率。为了减少瓦斯事故的发生,应更新煤矿装备,主扇风机增补和改造、局部通风机、抽采钻机和瓦斯检测仪器的装备制造都急需升级改造。煤矿生产企业也要提高与相关科研院校的合作水平,把重心放在煤矿瓦斯区域和瓦斯涌出量的预测、瓦斯爆炸预警信号,以及煤矿粉尘、火灾等主要灾害防治与重特大事故抢险救援的必要技术上,用新的技术实现计算机虚拟现实,从而加快推广与转化由煤矿安全科技所带来的成果。

3.完善瓦斯监管制度,健全瓦斯监测监控体系。瓦斯治理需要建立健全科学的监测监控体系,在所控区域瓦斯浓度达到某个临界点时,及时发出报警信号,并切断所控区域全部设备的电源,让操作人员被迫停止生产,从而达到安全生产的标准。监测监控体系的建立健全还是预防瓦斯事故突发的重要防线,是对目前瓦斯监管制度的关键补充,为矿井监管实现信息化提高重要的基础。此外,相关的监测监控仪器还能将生产过程中重要的监察数据完整的保留存档,为成功治理煤矿瓦斯灾害提供了重要的分析数据,促进灾害治理调查工作的顺利展开。

四、结语

总之,为了减少瓦斯爆炸事故的发生,煤矿安全管理部门应积极建立集通风、抽放、监测为一体的瓦斯管理体系,科学管理瓦斯监测监控系统,加强瓦斯抽采技术的研发和应用,以保护矿工生命安全,维护国家财产安全,促进煤矿产业持续健康发展。

参考文献:

[1]颜士华.煤矿瓦斯治理技术的利用分析[J].科技传播,2011(3)

[2]于振才.浅析煤矿瓦斯治理措施[J].科技信息,2012(14)

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