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摘要:通风井煤矿的坑道、铁路和公路的隧道、地铁的通道及地下室、防空洞等建筑在地下的设施,由于地层中散发出的水蒸气及其它有害的、易爆气体、内燃机工作时排放的废气、工作人员呼吸时排出的水蒸气和二氧化碳会大量积聚起来,形成不安全的因素。
关键词:创新视角;地下煤矿瓦斯;抽放方式;管理研究
1.瓦斯抽放方式选择及钻场布置
某煤矿矿区有3煤可采,在+435m水平掘石门平巷布置3煤采煤工作面,在己布置+435m运输底板大巷,本矿的移动式抽放系统先设在矿井+435m区域。抽放钻场布置:根据现有开拓生产布置情况,矿井现有+435m石门3煤已揭开煤层,决定在此处进行煤巷抽放,采取先抽后掘的抽放和采煤工作面顺层抽放相结合的方式。先抽后掘的方式从轨道下山435标高已掘进一底板岩石平巷,并与总回风巷连通,形成分区通风系统,巷道全部采用砌碹支护,抽放泵及管路安装置于435底板巷道中形成435水平煤层瓦斯预抽系统。以每个钻场控制走向长20m,倾斜高5m,按抽放半径1.5m计,终孔点按3×3m网格式布孔3个。采煤工作面顺层抽放以抽放半径3.5m,孔底间距为7m,终孔点按7×7m网络式布孔的方式进行布置。现该巷可布置两个抽放钻场。经抽放后其抽放率达到30%时,再经效检△h2值在临界值以下,认为措施有效。可以按煤巷掘进进行采掘工作。
2.抽放管网系统选择与阻力计算及设备选型
瓦斯抽放系统辅助设施,应包括流量测试仪、瓦斯检测仪、副压传感器、缺水保护器、智能断电仪及通讯设施等。流量测试仪:孔板流量流计100mm1台;瓦斯检测仪:100%高浓瓦斯传感器1台;4%瓦斯传感器3台;副压传感器:配KJ90设备型号,1台;缺水保护器:1台;智能断电仪:1台;电话机:直通矿调度室;泵站供电参照井下局部通风机的供电管理,要求“三专”,即专用变压器、专用线路、专用开关。采用660V的电压对抽放泵站供电。瓦斯泵房设防爆馈电总开关1台,防爆起动开关1台,1台瓦斯泵起动接远控防爆按钮,便于开泵操作,泵房照明设防爆灯。瓦斯抽放泵的供水采用地面清洁水(PH值6~8),供水压力80~147kPa,补充水供水量大于15L/min。水环式真空泵的排放水,经水沟外排放到附近的水沟内。在抽放站内设置直通矿调度室的隔爆型电话分机。在瓦斯泵站内选用隔爆型灯具。
3.瓦斯抽放泵房设计
瓦斯抽放泵房设计选在矿井+435m车场大巷内,距分区回风巷风门20m以内。泵房面积7.7㎡,规格为长×宽×高为3.5×3.2m×2.0,泵房为混泥土结构,包括一台瓦斯泵基础位置,配电开关,要求建在新鲜风流中。要达到先抽后采,抽放钻孔施工工程量大,每年打穿层抽放钻孔和顺层钻孔1000—2000m,施工选择钻机性能的好坏至关重要。根据抽放钻孔的要求,钻孔孔长不大于30m,倾角0—+30°,一般孔径不大于100mm,岩石硬度系数4—8,施工场地、井下钻场,高2.2m,宽2.2m等特点,选择钻机。根据以上条件,矿井选购ZLJ-360型比较合适,能适应上述条件。
4.抽放泵站監测设计
抽放实时监测包括抽放管道实时监测和抽放泵站实时监测。抽放管道实时监测应具备以下功能:以分钟、小时、班、天为单位,统计标准瓦斯抽放混合量和纯量;安设管道瓦斯、负压、流量、温度和水位监测设施,实现对抽放管路内瓦斯浓度、负压、流量、温度和泵水位全方位的监控;监测探头经分站传输到矿井KJ90的先进监测设备,能分析瓦斯动态抽放量变化趋势,评价监测点抽放措施的有效性;当监测点瓦斯突然下降、负压不够时,能及时发出管道漏气警报。无冷却水等情况时,必须及时报警,并能自动断电。
5.抽放瓦斯组织管理及安全措施
矿井瓦斯抽放工作制度为三班制。为了保证安全、正常地进行瓦斯抽放工作,提高瓦斯抽放效果,本设计按照《煤矿安全规程》和《矿井瓦斯抽放管理规范》的有关规定,在安全和组织管理方面考虑了以下措施。抽放瓦斯系统工程是一项技术性很强的安全工程,必须纳入矿井的年、季、月计划,做到抽、掘、采平衡,充分发挥瓦斯抽放工程的安全效力,企业安全第一责任人,必须亲自抓好该项工作,统筹安排,矿总工程师技术上负责,保证抽放工程的合理布置。矿井要配齐专职防突技术员,负责防突措施、抽放设计、瓦斯参数收集整理工作。建立抽放瓦斯的专门机构,配备专业施工队伍,负责瓦斯抽放工程的施工和现场管理工作。所有人员必须经过培训合格后才能上岗。瓦斯泵房的设备和管路系统除日常检查外,应建立定期检查维修制度。在各抽放主管和支管路上安设有瓦斯流量、浓度、负压等检测装置,同时还配备专人定期进行巡回检测,以便掌握不同地点的抽放状况。此外,还配有专人进行放水和管路维护,处理管路积水和漏气,以保证管路畅通无阻。对抽放方法及其有关参数,需在抽放实践中进一步考察和验证,以便确定合理的综合抽放方法。达到合理布置钻孔,提高抽放效果。抽放泵站的司机及值班人员必须经过专门培训,使其熟悉瓦斯抽放的有关规定,掌握各种安全、监控仪表和设备的用途及其操作程序。在井下打钻地点,必须装置“三专两闭锁”,一旦停电停风,自动切断钻机电源并发出警报。打钻人员应及时撤离施工地点。在打钻过程中,如遇钻孔瓦斯压力和涌出量较大时,应加强通风并采取防止瓦斯喷出的措施,以保证施工人员的安全。打钻电器设备必须按煤安合格产品,三大保护齐全以消灭失爆现象。钻机的操作人员必须经过专门培训后方可上机操作,并须严格遵循钻机的操作规程和安全注意事项。钻孔布置严格按设计施工,掌握钻进煤岩变化情况,准确作好记录。瓦斯抽放钻孔在施工完毕后,应及时封孔并接入抽放,防止巷道瓦斯超限和发生瓦斯事故。抽放泵站20m范围内,不得有瓦斯超限地点、不得有易燃、易爆物品,并安装2只干粉灭火器和不少于0.5m3的黄砂。泵房内的所有设备和仪表均选用矿井井下允用防爆型。泵站内配有自动监测装置,监测抽放管内的瓦斯流量、浓度、负压和泵房内的瓦斯浓度、抽放泵供水状态等参数,一旦出现异常,自动切断抽放泵电机电源。
瓦斯抽放系统运行前,必须对瓦斯抽放泵及管路系统进行全面检查维修,检查内容:瓦斯抽放泵电器设备的完好,水电闭锁、瓦斯电闭锁、供水及排水系统等。正负压侧管路的密封,管路内的锈垢等,确认无问题方可正常运行。抽放地点必须建立专用的瓦斯检查记录牌,实行巡回检查,次数不少于3次。瓦斯抽放泵运行过程中,应确保有专职瓦斯抽放泵司机值班、操作,抽放泵司机应由经过培训新工艺工取得合格证的人员担任,严格按照抽放泵的操作规程操作,严格执行现场交接班制度。加强瓦斯抽放泵正、负压侧管路检查和维修,每天安排专人对所有管路进行巡回检修,发现问题及时处理,确保抽放管路处于完好状况。瓦斯抽放峒室为要害场所,非工作人员不得入内。严格保护好瓦斯抽放管路(方便识别,抽放管路涂红色防腐漆),严禁砸撞管路,一旦撞坏,应立即通知泵站司机停泵,及时汇报调度室处理。(作者单位:1.皖北煤电临汾天煜能源恒昇煤业;2皖北煤电五沟煤矿)
参考文献
[1]许满贵.煤矿动态综合安全评价模式及应用研究[D].西安科技大学.2006年.
[2]张军.建筑施工危险源安全评价及管理的方法研究[D].大连理工大学.2007年.
[3]周志强.矿井通风系统的安全性、稳定性与可靠性评价及应用研究[D].辽宁工程技术大学.2004年.
关键词:创新视角;地下煤矿瓦斯;抽放方式;管理研究
1.瓦斯抽放方式选择及钻场布置
某煤矿矿区有3煤可采,在+435m水平掘石门平巷布置3煤采煤工作面,在己布置+435m运输底板大巷,本矿的移动式抽放系统先设在矿井+435m区域。抽放钻场布置:根据现有开拓生产布置情况,矿井现有+435m石门3煤已揭开煤层,决定在此处进行煤巷抽放,采取先抽后掘的抽放和采煤工作面顺层抽放相结合的方式。先抽后掘的方式从轨道下山435标高已掘进一底板岩石平巷,并与总回风巷连通,形成分区通风系统,巷道全部采用砌碹支护,抽放泵及管路安装置于435底板巷道中形成435水平煤层瓦斯预抽系统。以每个钻场控制走向长20m,倾斜高5m,按抽放半径1.5m计,终孔点按3×3m网格式布孔3个。采煤工作面顺层抽放以抽放半径3.5m,孔底间距为7m,终孔点按7×7m网络式布孔的方式进行布置。现该巷可布置两个抽放钻场。经抽放后其抽放率达到30%时,再经效检△h2值在临界值以下,认为措施有效。可以按煤巷掘进进行采掘工作。
2.抽放管网系统选择与阻力计算及设备选型
瓦斯抽放系统辅助设施,应包括流量测试仪、瓦斯检测仪、副压传感器、缺水保护器、智能断电仪及通讯设施等。流量测试仪:孔板流量流计100mm1台;瓦斯检测仪:100%高浓瓦斯传感器1台;4%瓦斯传感器3台;副压传感器:配KJ90设备型号,1台;缺水保护器:1台;智能断电仪:1台;电话机:直通矿调度室;泵站供电参照井下局部通风机的供电管理,要求“三专”,即专用变压器、专用线路、专用开关。采用660V的电压对抽放泵站供电。瓦斯泵房设防爆馈电总开关1台,防爆起动开关1台,1台瓦斯泵起动接远控防爆按钮,便于开泵操作,泵房照明设防爆灯。瓦斯抽放泵的供水采用地面清洁水(PH值6~8),供水压力80~147kPa,补充水供水量大于15L/min。水环式真空泵的排放水,经水沟外排放到附近的水沟内。在抽放站内设置直通矿调度室的隔爆型电话分机。在瓦斯泵站内选用隔爆型灯具。
3.瓦斯抽放泵房设计
瓦斯抽放泵房设计选在矿井+435m车场大巷内,距分区回风巷风门20m以内。泵房面积7.7㎡,规格为长×宽×高为3.5×3.2m×2.0,泵房为混泥土结构,包括一台瓦斯泵基础位置,配电开关,要求建在新鲜风流中。要达到先抽后采,抽放钻孔施工工程量大,每年打穿层抽放钻孔和顺层钻孔1000—2000m,施工选择钻机性能的好坏至关重要。根据抽放钻孔的要求,钻孔孔长不大于30m,倾角0—+30°,一般孔径不大于100mm,岩石硬度系数4—8,施工场地、井下钻场,高2.2m,宽2.2m等特点,选择钻机。根据以上条件,矿井选购ZLJ-360型比较合适,能适应上述条件。
4.抽放泵站監测设计
抽放实时监测包括抽放管道实时监测和抽放泵站实时监测。抽放管道实时监测应具备以下功能:以分钟、小时、班、天为单位,统计标准瓦斯抽放混合量和纯量;安设管道瓦斯、负压、流量、温度和水位监测设施,实现对抽放管路内瓦斯浓度、负压、流量、温度和泵水位全方位的监控;监测探头经分站传输到矿井KJ90的先进监测设备,能分析瓦斯动态抽放量变化趋势,评价监测点抽放措施的有效性;当监测点瓦斯突然下降、负压不够时,能及时发出管道漏气警报。无冷却水等情况时,必须及时报警,并能自动断电。
5.抽放瓦斯组织管理及安全措施
矿井瓦斯抽放工作制度为三班制。为了保证安全、正常地进行瓦斯抽放工作,提高瓦斯抽放效果,本设计按照《煤矿安全规程》和《矿井瓦斯抽放管理规范》的有关规定,在安全和组织管理方面考虑了以下措施。抽放瓦斯系统工程是一项技术性很强的安全工程,必须纳入矿井的年、季、月计划,做到抽、掘、采平衡,充分发挥瓦斯抽放工程的安全效力,企业安全第一责任人,必须亲自抓好该项工作,统筹安排,矿总工程师技术上负责,保证抽放工程的合理布置。矿井要配齐专职防突技术员,负责防突措施、抽放设计、瓦斯参数收集整理工作。建立抽放瓦斯的专门机构,配备专业施工队伍,负责瓦斯抽放工程的施工和现场管理工作。所有人员必须经过培训合格后才能上岗。瓦斯泵房的设备和管路系统除日常检查外,应建立定期检查维修制度。在各抽放主管和支管路上安设有瓦斯流量、浓度、负压等检测装置,同时还配备专人定期进行巡回检测,以便掌握不同地点的抽放状况。此外,还配有专人进行放水和管路维护,处理管路积水和漏气,以保证管路畅通无阻。对抽放方法及其有关参数,需在抽放实践中进一步考察和验证,以便确定合理的综合抽放方法。达到合理布置钻孔,提高抽放效果。抽放泵站的司机及值班人员必须经过专门培训,使其熟悉瓦斯抽放的有关规定,掌握各种安全、监控仪表和设备的用途及其操作程序。在井下打钻地点,必须装置“三专两闭锁”,一旦停电停风,自动切断钻机电源并发出警报。打钻人员应及时撤离施工地点。在打钻过程中,如遇钻孔瓦斯压力和涌出量较大时,应加强通风并采取防止瓦斯喷出的措施,以保证施工人员的安全。打钻电器设备必须按煤安合格产品,三大保护齐全以消灭失爆现象。钻机的操作人员必须经过专门培训后方可上机操作,并须严格遵循钻机的操作规程和安全注意事项。钻孔布置严格按设计施工,掌握钻进煤岩变化情况,准确作好记录。瓦斯抽放钻孔在施工完毕后,应及时封孔并接入抽放,防止巷道瓦斯超限和发生瓦斯事故。抽放泵站20m范围内,不得有瓦斯超限地点、不得有易燃、易爆物品,并安装2只干粉灭火器和不少于0.5m3的黄砂。泵房内的所有设备和仪表均选用矿井井下允用防爆型。泵站内配有自动监测装置,监测抽放管内的瓦斯流量、浓度、负压和泵房内的瓦斯浓度、抽放泵供水状态等参数,一旦出现异常,自动切断抽放泵电机电源。
瓦斯抽放系统运行前,必须对瓦斯抽放泵及管路系统进行全面检查维修,检查内容:瓦斯抽放泵电器设备的完好,水电闭锁、瓦斯电闭锁、供水及排水系统等。正负压侧管路的密封,管路内的锈垢等,确认无问题方可正常运行。抽放地点必须建立专用的瓦斯检查记录牌,实行巡回检查,次数不少于3次。瓦斯抽放泵运行过程中,应确保有专职瓦斯抽放泵司机值班、操作,抽放泵司机应由经过培训新工艺工取得合格证的人员担任,严格按照抽放泵的操作规程操作,严格执行现场交接班制度。加强瓦斯抽放泵正、负压侧管路检查和维修,每天安排专人对所有管路进行巡回检修,发现问题及时处理,确保抽放管路处于完好状况。瓦斯抽放峒室为要害场所,非工作人员不得入内。严格保护好瓦斯抽放管路(方便识别,抽放管路涂红色防腐漆),严禁砸撞管路,一旦撞坏,应立即通知泵站司机停泵,及时汇报调度室处理。(作者单位:1.皖北煤电临汾天煜能源恒昇煤业;2皖北煤电五沟煤矿)
参考文献
[1]许满贵.煤矿动态综合安全评价模式及应用研究[D].西安科技大学.2006年.
[2]张军.建筑施工危险源安全评价及管理的方法研究[D].大连理工大学.2007年.
[3]周志强.矿井通风系统的安全性、稳定性与可靠性评价及应用研究[D].辽宁工程技术大学.2004年.