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浅析瓦斯排放的安全措施

作者:漆旺生 李华炜等  
评论: 更新日期:2009年12月09日

2.3 最大排放量

M=Q0(1.5-C0)/100

式中 M——从独头巷道中每分钟最多允许排出的瓦斯量,m3/min;

   Q0——全风压通风巷道中风量,m3/min;

   C0——全风压通风巷道入风流中携带的CH4浓度,%。

2.4 最大供风量

Qmax=M×100/C=Q0(1.5-C0)/C

式中 Qmax——允许往独头巷道内供风量的最大值,m3/min;

   C——独头巷道内平均CH4浓度,%。 

2.5 排放时间T

  由VCH4+KQCH4T=MT知:

T=VCH4/(M-KQCH4)

式中 T——排放独头巷道中瓦斯所需要的时间,min。

  严格讲,排放瓦斯时间T应根据实际操作时再定,以上计算是按最大排放量来推算的,实际操作时,排放瓦斯风流同全风压混合处的CH4浓度不可能恒为1.5%,另外还应考虑,瓦斯排放完后,必须等30 min,确证无异常变化后,方可恢复正常供风与生产,故实际排放时间可参考本矿过去的经验值。

3 关于排放瓦斯时停电、撤人的范围

  排放瓦斯时,为防止发生瓦斯爆炸,一是要严格控制排放瓦斯风流中CH4的浓度;二是要坚决杜绝排放瓦斯风流流经线路上一切火源,故必须确定停电撤人范围;三是一旦发生事故,为最大限度地减少人员伤亡并防止人员误入危险区,一定要明确撤人范围。关于这一点《规程》及《执行说明》只作了些原则性规定,即要求独头巷道的回风系统必须停电撤人,但在现场执行时存在很多问题,主要焦点在于什么是独头巷道的回风系统。

  对于如图1所示的角联风网,假如正常通风时期各分支风流方向如图中箭头所示,分支6为独头巷道,内部积存了大量CH4需要排放,AB分支5属角联巷道,风向为A→B,排放瓦斯时,排放瓦斯风流通过分支2进入回风系统而不会进入分支5,但当1、2、3、4四条分支的风阻有变化时,角联分支5的风量及风流方向均有可能发生变化,排放瓦斯风流就有可能由B点进入,侵蚀分支5,通过A点再侵蚀分支4(若忽略局部通风机作用,只要R1R4<R2R3就会使分支5的风流方向变为B→A),可以设想,一旦分支2不畅通,或分支4的风门在排放瓦斯时突然被打开,排放瓦斯风流都可能侵蚀分支5和分支4。这样就会出现一个问题,分支5和分支4平时本身不属于分支6的回风系统,但当条件发生变化时,又有可能变为回风系统,在制定排放瓦斯措施时,分支5和分支4是否该停电撤人?在实际操作时就存在对“独头巷道回风系统”这一概念理解上的分歧。



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  煤矿井下通风系统较复杂,井巷通风参数发生暂时或长时间的变化后(如风门开闭、井巷有效通风断面发生变化引起风阻变化、局部通风机运转状态发生变化,主要通风机及其附属装置发生变化等),通风系统中各分支的风量、风向都可能变化,虽然要强调通风系统的稳定性和可靠性,但做到任何条件下都不出问题,很不现实。

  笔者认为,(88)煤安字第153号文件对排放瓦斯时停电撤人的规定较全面,即“凡是受排放瓦斯影响的硐室、巷道和被排放瓦斯风流切断安全出口的采掘工作面,必须撤人停止作业,指定警戒人员的位置,禁止其他人员进入。排放瓦斯流经巷道内的电气设备必须指定专人在采区变电所和配电点两处同时切断电源,并设警示牌和设专人看管。”若按此规定,图1中分支5和分支4都必须撤人停止作业,相应的电气设备必须停电。但现场对此规定的理解也存在一些差异,一是对“切断安全出口”这一概念的理解,在多远距离内属于切断安全出口。有些矿把凡是处于排放瓦斯巷道回风侧的采掘工作面定为被切断安全出口的采掘工作面,而处于入风侧的采掘工作面不属于此列。有些矿,如淮南矿务局潘一煤矿,对实行分区通风的各采区,以采区为界,在一个采区中,只要有排放瓦斯工程,该采区内所有采掘工作面都必须撤人停止作业,这样做的安全系数更大。另外一个问题是,当电缆是从排放瓦斯独头巷道的回风系统敷设过来时,若回风系统内不存在电气设备,电缆是否该断电?若断电,有时用来排放瓦斯的局部通风机也无法开启,若不断电,似乎又不符合“停电撤人”的要求。笔者认为,处于规定范围内的电气设备在排放瓦斯时,必须停电。若纯属电缆,本身又无产生电火花的可能性时,可酌情妥善处理。

4 结  论

  瓦斯排放本身是一种消除隐患的安全措施,但执行不好也会出问题。为做好这一工作,关键要做好以下几点:第一,严格控制排放浓度,确保排放瓦斯风流同全风压混合处风流中CH4浓度不超过1.5%,并保证不发生循环风;第二,应正确选择排放线路,必要时应对通风系统作适当调整,使排放瓦斯风流尽量沿最短的线路进入总回风系统,避免切断其它硐室和采掘工作面的安全出口,并保证系统的稳定性和可靠性;第三,对于停电撤人的范围,一定要适当增加安全系数,对于可能影响也可能不影响的区域,一定要划为停电撤人的范围内,这一方面是为防止发生爆炸,另一方面是一旦出现事故,能尽可能减少人员伤亡;第四,要加强现场监督和管理,各部门要密切合作,防止失误。

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