车村矿硫化氢气体防治论.doc

煤巷掘进硫化氢气体的防治童应山摘要:硫化氢是一种剧毒气体，当人吸入浓度1g/m的H2S时，数秒钟内会致人死亡。有的煤层除赋含瓦斯（CH4）外，还赋含有大量硫化氢（H2S）气体，在含有硫化氢的煤层内掘进施工巷道，如钻眼、爆破、破碎等，都会产生大量的硫化氢气体，若不依靠科学技术管理，不采取有效防治硫化氢措施，可能导致人员中毒事故发生。 关键词:煤巷掘进施工 H2S气体防治 1 对硫化氢气体的认识1.1 性质硫化氢( H2S)是一种剧毒的可燃气体，无色，带有臭鸡蛋气味。其化学活动性极大，能使银、铜等金属表面发黑。硫化氢易溶于水形成氢硫酸，在常温、常压下一个体积的水可溶解2.5个体积的硫化氢，易积存于旧巷的积水中。 硫化氢比空气重(相对密度为1.19)。空气中硫化氢气体浓度为4.3%45.5%时有爆炸危险。人体能够闻到硫化氢气味的浓度下限为(0. 2-0.3 )10-6。当硫化氢浓度为(20-30）10-6时就出现强烈气味，当浓度为（100-150）10-6时，将使人嗅觉麻痹，当浓度在100010-6时，在数秒种内会致人死亡。1.2 危害硫化氢剧毒，对眼睛粘膜及呼吸系统有强烈的刺激作用，能引起鼻炎、气管炎和肺水肿；浓度较高时引起人体迅速昏迷或死亡，当H2S气体浓度达0.05%时，半小时之内就能使人失去知觉，痉挛，甚至死亡。有毒气体硫化氢空气中的危险浓度气体名称H2S气体危险浓度（mg/L）吸入数小时将引起轻微中毒吸入1小时后将引起严重中毒吸入0.51小时就会有致命危险吸入数分钟会死亡硫化氢0.010.20.250.40.51.01.21.3 来源有机物腐烂；含硫矿物的水解；矿物氧化和燃烧；从老空区和旧巷积水中放出；矿区煤层内赋含硫化氢气体因采掘涌出。2车村煤矿概况车村煤矿位于陕西省铜川市黄陵县店头镇境内，矿井开拓方式为斜井开拓，分区布置，矿井设计生产能力为30万吨/年。主要可采煤层为2号煤层，属烟煤，煤层厚度约为3m左右，煤层倾角为36，煤层局部赋存大量硫化氢气体。3、硫化氢分布规律根据194煤田地质勘探队给我矿所作的车村煤矿生产矿井地质报告，我矿井田总体为一东高西低单斜构造，从东到西依次布置一、二、三采区，二、三采区位于井田西部，一采区位于井田东部，井田内煤层的透气性较好，在矿井的15号、20号、18号钻孔钻探时发现有大量的硫化氢气体溢出。煤矿硫化氢的分布规律是西部最低，中、东部局部含量高，在15号、20号、18号钻孔处最大，达0.0013%。在煤矿开采到这些地方时，应加强硫化氢气体的监测及防范措施，以确保安全生产。4 掘进技术条件及硫化氢危害三采区巷道开拓施工条件复杂，瓦斯、硫化氢、煤尘、顶板四大主要灾害严重威胁矿井开拓安全生产。车村煤矿煤尘具有爆炸危险性，局部煤层内赋含大量的硫化氢气体。施工的集中运输巷、集中回风巷等主要巷道均布置在2号煤层内，巷道底板沿煤层底板掘进，钻爆法施工。2号煤层强度：中等硬度，煤的破坏类型：类，亮与半亮光泽，不规则块状，有挤压特征，属烟煤，煤层透气性好。局部煤层内赋含大量的硫化氢气体，在集中回风巷施工到420米，三采区3201工作面进风顺槽施工到150米时发生硫化氢气体涌出事故，气味浓烈，导致多位职工眼睛红肿，喉咙肿疼。现场查看（1）煤壁硫化氢涌出地方与巷道中水蒸气反应有蓝绿色流痕。（2）局部煤层出水，水中散发刺鼻臭鸡蛋气味。（3）用仪器检测水中的硫化氢含量高。5硫化氢的来源。（1）、煤巷采用钻爆法施工，对围岩破坏性大，煤层内赋存的大量硫化氢气体源源不断的释放出来浓度超过0.00066%。（2）、此处矿井水涌出较大，水中有积存的硫化氢。（3）、由于巷道底板是一套灰色团块状粉砂质泥岩，与水底鼓严重，3号煤释放的硫化氢气体会进入采空区，但其在井田范围内零星分布，只在个别区域起影响。（4）、矿井一采区已经回采结束，采空区内聚集着大量的矿井水，这些水通过某些通道流到二、三采区，为采空区积水，水中含有硫化氢。6硫化氢气体的综合防治（1）煤层巷道迎头施打消突钻孔煤层巷道施工前，在迎头沿煤巷走向施打消突钻孔，每个钻孔长度为7m，每组不少于10个钻孔，消突钻孔直径50mm，掘进时措施孔超前距不少于2m，做到“探7掘5”。带水施工钻孔，不仅卸放煤层内瓦斯，同时达到溶解煤层内硫化氢气体作用，因硫化氢气体易溶解于水。（2）加强对H2S气体的溶解和中和因H2S气体易溶于水，所以巷道设置喷雾，掘进时开启一道能覆盖全断面的净化水幕，要求水幕雾化效果比较好，以增加水与H2S气体的接触面积，增大水对H2S气体溶解能力。不仅起到溶解硫化氢气体，而且达到降低粉尘作用。同时向煤壁撒石灰水，中和H2S气体，减少H2S气体涌出量。（3） 加强瓦斯和硫化氢气体检测工作A、每班必须配置H2S气体检测报警仪，每班各配备2台。B、提前做好专职检测人员的培训工作，使其了解H2S气体检测报警仪的性能，熟练掌握使用方法。C、井下每班设H2S检查员一名，作到各工作面巡回检测， H2S气体检测仪必须随身携带，严禁脱岗、空岗。煤巷掘进工作面，设专职检查员一名，随时检测硫化氢气体，检测人员应在迎头交接班。（4） 加强通风管理，加大迎头风量（a）煤巷掘进工作面，主、备用通风机均采用215 kw对旋轴流式局部通风机；岩巷炮掘工作面，根据施工巷道长度和岩层中涌出瓦斯、硫化氢气体情况，采用215 kw（或211 kw）对旋轴流式局部扇风机。通风方式：压入式；导风风筒直径： 1000 mm，风筒为阻燃、抗静电胶质风筒。煤巷工作面确保迎头风量不低于300m3/min，岩巷工作面确保迎头风量不低于200 m3/min，有效的稀释和排出自煤岩层中涌出的硫化氢气体，防止风流中硫化氢气体浓度超限。（b）必须具备双风机双电源、“三专两闭锁”，主扇与备扇间必须安装灵敏可靠的风机切换开关保证风机发生故障后，在10 s内能恢复供风。（c）煤巷掘进工作面设专职瓦斯检查员随时检测气体，迎头交接班，风筒距迎头不超过5 m；岩巷掘进工作面风筒距迎头不超过10 m。风筒之间接头要严密，插接时要顺接，风筒吊挂要直、紧，每环必挂，发现漏风处立即进行缝合粘补。（d）严禁无计划停风严禁无计划停风，因检修，停电等原因停风时，迎头必须停止一切工作，撤出人员，在停风巷道入口处设置栅栏，揭示警标，严禁人员入内。恢复正常通风前，必须首先排放瓦斯、硫化氢气体，待瓦斯排放结束后，迎头方可恢复送电及进行正常施工。(5)加强职工安全技术培训工作针对井下施工作业环境复杂、新设备多、硫化氢气体灾害严重，提前对职工进行安全技术培训，提高职工操作技能和综合素质，了解硫化氢气体对人体危害及其灾害预防，职工经培训考试合格后方可上岗作业。通过安全技术培训增强了职工安全意识和自我保安意识，提高职工的自救及互救能力。特殊工种做到持证上岗。(6) 职工个体防护到位入井人员必须佩带隔离式自救器；煤巷掘进工作面施工人员必须佩带氧气呼吸机，防止硫化氢气体中毒事故发生；佩带防护眼镜，防止H2S气体刺激眼睛，导致眼睛红肿。（7） 编制硫化氢气体灾害预防及其生产安全事故应急救援预案。为确保安全生产，加强硫化氢气体灾害防治，规范安全生产事故救援的应急管理和应急响应准备程序，及时有效地实施救援工作，减少和降低硫化氢灾害事故对人员的伤亡和财产损失，维护社会稳定，确保一方平安。5 效果由于采取科学技术管理，煤巷施工有效防治硫化氢气体。6 结束语煤巷施工，硫化氢气体防治是一项复杂的系统工程，防治工作任重道远，尽量避免人的不安全行为、物的不安全运行状态、管理上的缺陷，牢固树立硫化氢中毒事故是可防可控的思想，坚定必胜信心，采取科学合理的措施，加大安全设施投入，我们一定能够战胜硫化氢灾害。煤巷掘进硫化氢气体的防治车村煤矿： 童应山时 间： 2010年9月罗克休技术在车村二号煤矿的应用童应山摘要：延安市车村二号煤矿年生产能力为30万t,目前开采二、三采区的2#煤层，煤层平均厚度3.3m,倾角36，自然发火期为36个月，最短为40d。在开采方法上，采用房式采煤法；在巷道布置上，采用中间布置集中大巷两翼开采；这种开采布局虽然达到了成本低、产能高的目的，但随之也产生了一系列安全问题，尤其是矿井自燃火灾日趋严重。矿井自投产以来，共发生较大的自燃火灾5起，其中老空区煤层自燃2起，密闭墙附近煤壁自燃3起。特别是2010年6月6日一采区老空区煤层自燃，造成二号井筒封井。为了保证安全生产，近几年来，矿井采用了多种防火技术，特别是今年6月以后采用罗克休泡沫防火技术以来，矿井防火形势有了很大改善。 关键词：煤层自燃 罗克休 防灭火技术 应用1 罗克休泡沫的适用范围 特性及技术参数1.1 适用范围 罗克休泡沫是一种中空充填产品，具有良好的机械抗压性（0.2 Mpa左右），可用于煤矿做密闭墙，老空区充填，封堵煤层裂隙，构筑防火墙等。1.2 特性该产品高膨胀率，膨胀体积为原体积的2530倍，充填用量小；泡沫反应迅速，气温30时，30s即可反应，1015时，8min反应，并在20min内硬化，不需要防漏支架；有良好的抗压能力（0.2Mpa左右），经得起岩层的运行；不蔓延火焰，适用于井下灭火。2 施工工艺2.1 工艺流程 使用专用气动泵将树脂和催化剂以4：1的比例送入压枪后喷出，2种原料混合后迅速发泡硬化。工艺流程如图1所示。图1 工艺流程图材料用量计算：QV（1i）/（n25）式中 Q材料用量，桶； V空洞体积，m3； i施工误差系数，取10； n发泡倍数，n2530； 25每桶的容量，L。若是多孔换位压注，当发现压力上升到10Mpa时，说明已压注不进去了，应换孔。换孔压注步骤如下：（1）关闭气泵，打开催化剂管路卸载阀回流卸载，关闭压注枪截止阀；（2）开泵，用树脂冲洗管路和枪，再关泵；（3）换孔，关闭卸载阀，开截止阀，开泵继续压注。（4）循环（1）（3）；（5）全部孔压注完毕后，关泵，换清洗剂，撤卸枪与压注管接口，开泵清洗管路与枪。2.2 注意事项（1）压注枪出口软管长度一般不要超过5m，否则容易堵塞；出口管直径应用 DN10DN13软管，不宜用大直径；（2）压注前一定要用静力将树脂摇晃均匀；（3）压注时备足原料，避免吸空损坏活塞或堵塞管路；（4）催化剂有腐蚀性，施工时要配带防护眼镜和橡胶手套；（5）气温超过30时，应不使用压注管而直接用枪，气温低时，应相应加快压注速度。3 现场应用3.1 采空区充填 车村二号煤矿可采煤层为2#煤层，煤以半亮型煤为主，2号煤层的中上部以半亮及半暗型煤为主，中下部则以半暗及暗淡型煤为主，中硬度煤。顶、底板均为泥岩，在掘进和回采过程中，易形成冒顶，由于冒落区具备自燃条件，极易发生自燃火灾。矿井从投产以来，老空区自然发火2起，着火期长。为从根本上消除冒落区及采空区的自燃隐患，从今年6月二号煤矿采用罗克休泡沫对冒落区及采空区进行充填。先后对一采区30%的采空区和废弃大巷进行的10个冒落区隐患点进行了处理，共充填罗克休泡沫760m3。为考查罗克休泡沫处理自燃隐患的效果，在一采区的上区段和下区段采空区地表上方向着火点打钻孔和在个别集中大巷闭墙分别选取具有代表性的隐患点，预先埋设测温热电偶和观察孔，进行了观察，CO浓度从处理前的30010-670010-6降至0，温度从处理前的5060降到30以下，稳定情况好。3.2 压注密闭墙封堵漏风由于采用房式回采方法，相邻采空区之间相互连通，下区段在开采期间向上区段采空区漏风；而上区段停采线及报废的巷道由于支架回收不好，加上煤柱支撑作用，顶板岩石冒落不充分，形成良好的漏风通道。又因采区巷道均布置在煤层中，密闭墙封闭不实，长期存在漏风，导致闭墙附近煤体自然发火。从投产以来，共发生闭墙附近煤体自燃火灾3起，占自燃火灾总数的60，自然发火采空区占采区总数的40。为消除闭墙附近煤体自燃火灾隐患，车村二矿将传统的双料石单墙改为双料石双墙，并在墙间留300 mm间距，在外墙上、中、下3个位置留设措施孔，利用措施孔向两墙中间压注罗克休泡沫进行充填；并在墙的四周向帮、顶打钻，利用钻孔压注泡沫，这样既可以使密闭墙与帮、顶连成一个整体，杜绝漏风，又可增加墙的承压能力。2010年6月至今共处理采空区共30道密闭墙，经过处理的采用区均未出现自燃迹象。3.3 快速封闭火区 车村二矿一采区位于F4断层（H=1015m）附近，采区于2009年5月采完，2009年8月底全部撤出。9月封闭完，至2010年6月6日，采区上区段发生自燃火灾，