预防煤矿瓦斯爆炸的技术措施

预防煤矿瓦斯爆炸的技术措施,22.1 防止瓦斯积聚与超限的措施22.2 防止引燃火源的措施22.3 防止瓦斯爆炸事故扩大的措施,22.1 预防瓦斯积聚与超限的措施,所谓瓦斯积聚是指瓦斯局部积聚体积不超过0.5m3、浓度超过2的现象；每一矿井必须从采掘工作、生产管理上采取措施，防止瓦斯积聚；造成瓦斯积聚的根本原因是通风异常与瓦斯涌出异常。,通风系统可靠 瓦斯抽采达标,第一节 预防瓦斯积聚与超限的措施,从两个方面着手：,（一）通风系统可靠,通风是治理瓦斯的基础，矿井和采掘工作面必须建立完善合理、稳定可靠的通风系统。矿井通风系统可靠稳定，采掘工作面有足够的新鲜风流，瓦斯就不会聚积或不超限。因此应把矿井和采掘工作面通风，作为预防瓦斯积聚与超限的基础措施。,苏联的统计发现，瓦斯燃烧和瓦斯爆炸事故中有8090发生在掘进巷道，10-20发生在回采工作面。防止巷道顶板的层状积聚和靠支架空洞的瓦斯积聚防止回风巷冒落堆积区和废弃回风巷的瓦斯积聚防止钻孔施工时瓦斯局部积聚 防止掘进机附近的瓦斯积聚,（1）防止掘进巷道瓦斯积聚,改善通风方式防止采煤机附近的瓦斯积聚 防止岩石冒落时采空区瓦斯燃烧,（2）防止回采工作面瓦斯超限,2、瓦斯抽采达标,瓦斯大量涌出是引起采掘巷道、工作面瓦斯超限和积聚的根本原因。由于瓦斯涌出量大，不但有引起瓦斯爆炸的潜在危险，也限制了生产能力充分发挥。由于风流速度的限制，目前靠通风方法无法控制瓦斯涌出时，只有依靠瓦斯抽采。 因此，国家对煤矿瓦斯抽采作出规定：工作面采掘前必须实现抽采达标。,1、严格爆破的管理 杜绝火源的一个重要环节必须严格井下放炮管理。（1）严禁使用产生火焰的爆破器材和爆破工艺；（2）井下爆破作业，应按安全规程的规定选用炸药和雷管，不合格或变质的炸药不准使用；炮眼深度和装药量要符合作业规程规定；炮眼装填要满、要实，坚持使用水炮泥；严禁在井下存放炸药；（3）禁止使用明接头或裸露的爆破母线；爆破母线与发爆器的连接要牢固，防止产生电火花；爆破员尽量在进风流中启动发爆器；（4）禁止放明炮、糊炮；严格执行“一炮三检”制度。,第二节 预防瓦斯引燃的措施,在瓦斯和煤尘爆炸事故中，由于电火花等电气设备失爆引起的瓦斯和煤尘事故占有较大比例。为了满足煤矿井下需要，国家制定了防爆电气设备标准，各种类型防爆设备的防爆措施不同，必须依据国家标准GB3836执行，保证各类防爆措施有效。,2、电气设备的防爆管理,3、严格井下火源的管理,井下明火的管理（1）禁止在井口房、通风机房周围20m以内使用明火、吸烟或用火炉取暖；（2）严禁携带烟草、点火物品和穿化纤衣服入井，严禁携带易燃品入井。（3）在井下和井口房内从事烧焊作业，必须遵守安全规程有关规定，并制定安全措施。严禁在井下存放汽油、煤油、变压器油等；井下使用的棉纱、布头、润滑油等，必须放在有盖的铁桶内。（4）严禁乱扔乱放和抛洒在巷道、硐室或采空区内。防止煤炭氧化自燃，加强火区检查与管理，定期采样分析，防止复燃。,煤炭自燃的管理,（1）采煤工作面采完后和不用的旧巷道部必须立即砌筑永久密闭，并固定人员定期检查，发现密闭压坏必须立即修理或重建。（2）每个火区都要建立火区管理卡片，绘制火区位置关系图，记载火区的发火原因、发火时间、发展过程、防火措施以及火灾处理经过等。（3）井下火区需要封闭时，首先应建临时性密闭墙，隔断风流，然后在临时密闭墙的外而建筑成永久防火墙。（4）井下永久性防火墙要严格质量管理，防火墙附近要设置栅栏，揭示警标、禁止其他人员进入；对火区栅栏附近的瓦斯浓度和温度要指定人员每天检查1次，对防火墙内的气体成分和温度应每季度分析化验1次。,第三节 防止瓦斯爆炸事故 扩大的措施,我国88的国有重点煤矿的煤尘都具有爆炸性，而且井下巷道内无处不存在煤尘。一旦发生瓦斯爆炸，产生的爆风很容易把沉积煤尘吹扬起来形成煤尘云并将其引燃，形成煤尘爆炸。煤尘爆炸往往具有连续传播的特点，可以使受害范围扩大，造成更大的损害。因此，在采取防止瓦斯爆炸措施的同时，还应考虑防止瓦斯爆炸范围扩大的技术措施。我国在防止瓦斯煤尘爆炸范围扩大的技术措施主要有：撒布岩粉法、被动式隔爆技术和自动隔爆技术。,安全规程规定，在所有运输巷和回风巷中必须撒布岩粉。要求在巷道的所有表面，包括顶、帮、底以及背板后侧暴露处都要用岩粉覆盖。覆盖在沉积煤尘上的岩粉所起的作用是：当风流速度较低时，岩粉层的粘滞性起到阻碍沉积煤尘重新飞扬的作用；当发生瓦斯爆炸等异常情况时，巨大的空气振荡或风流把岩粉和沉积煤尘同时吹扬起来形成岩粉煤尘混合粉尘云；当瓦斯爆炸火焰进入混合尘云区时，岩粉吸收爆炸火焰热量使系统冷却降温，同时岩粉粒子可把煤尘粒子隔开起到屏蔽热辐射、热传导等，可以有效地阻止瓦斯爆炸的发展传播，最终将其扑灭。因此，撒布岩粉法是防止瓦斯爆炸范围扩大，避免瓦斯爆炸发展的有效措施。,1、撒布岩粉法,所谓被动式隔绝瓦斯煤尘爆炸传播措施，泛指被动式隔爆棚。它可分为被动式岩粉水槽棚和水袋棚。其作用原理是：当发生瓦斯爆炸时，在超前于爆炸火焰传播的冲击波超压作用下，隔爆棚上装有岩粉或水的容器被击碎，或被爆风掀翻，使消焰抑爆剂（岩粉或水）飞散开来，在巷道中形成高浓度的岩粉云区或水雾区，当滞后于爆风传播的爆炸火焰到达这一区域时被消焰抑爆剂扑灭，阻止了爆炸继续向前传播，防止了瓦斯爆炸范围的扩大。,2、被动式隔绝瓦斯煤尘爆炸传播措施,3、自动隔爆措施,由于被动式隔爆棚受其作用原理的限制，必须安装在距爆源60m以外、200m（岩粉棚为300m）以内的地段才能有效地隔绝爆炸的传播，对弱爆炸和较强的爆炸都因棚架动作形成粉雾或水雾的时间与火焰运行快慢不相适应，隔爆效果不好，不能有效阻止爆炸的传播。60年代以来各国研究了自动隔爆技术，以弥补被动式隔爆棚的不足。目前，市场上主流的自动式隔爆装置有ZYB-S型自动产气式抑爆装置和YBW-1型无电源触发式抑爆装置。,第四节 局部瓦斯积聚的治理措施,防止瓦斯积聚的主要措施是加强矿井通风。瓦斯矿井必须做到：采用机械通风，风流要稳定连续；分区通风，且通风系统尽量简单，以便于调节风量；有足够的风量和风速；减少漏风，避免循环风；掘进巷道的局部通风，风筒末端要靠近工作面，放炮时不能停止通风等。基于目前矿井实际，处理局部瓦斯积聚的方法，归纳起来，主要有稀释排出、封闭隔绝和抽排瓦斯3种。,1、停风盲巷积聚瓦斯的处理,排除盲巷积聚瓦斯时，必须限制向盲巷内送入的风量，以控制排出的瓦斯量，严禁“一风吹”。经过多年的研究和发展，调节风量的方法有以下三种：1）盲巷外风筒接头断开调风法2）三通风筒调风法3）稀释筒调风法,2、顶板冒落空洞积聚瓦斯的处理,在不稳定的煤、岩层中，无论是掘进巷道还是回采工作面，冒顶是经常出现的，从而在巷道顶部形成空洞（俗称冒高）。由于冒顶处通风不良，往往积聚着较高浓度的瓦斯。处理该处积聚瓦斯的方法有充填空洞法、风流吹散法及封闭抽采法。,3、回采工作面上隅角瓦斯积聚的预防和处理,回采工作面的上隅角是否能积聚瓦斯，其与工作面的通风系统密切相关。回采工作面的通风系统可划分为4种基本类型如图22-1所示。a、b图类型的上隅角易积聚瓦斯，c、d图类型则不易积聚瓦斯，因此，预防回采工作面上隅角积累瓦斯的最根本措施，是选择合理的通风系统。近年来广泛应用的W型和Y型通风系统，因采空区的瓦斯受通风负压的作用就会向回风巷方向涌出，不会向工作面上隅角涌出，故避免了上隅角瓦斯积聚。但回风巷是在采空区维护的，易引起采空区漏风，有自燃危险的煤层应慎用。,3、回采工作面上隅角瓦斯积聚的预防和处理,a-u型后退式； b-u型前进式； c-Y型后退式； d-Y型前进式,图22-1,3、回采工作面上隅角瓦斯积聚的预防和处理,回采工作面上隅角瓦斯积聚的处理，遵循“抽采为主，风排为辅”的原则，常用措施有以下几种。(1) 采空区埋管抽采 (2) 引导风流稀释 (3) 移动抽采泵上隅角瓦斯抽采,(1)采空区埋管抽采,采空区埋管抽采管路布置方式如图22-2所示，预先在回风巷安装金属抽采管路与矿井抽采系统相连，直径为200300mm。随着工作面向前推进，管路的末端（吸气口）进入采空区5m后打开阀门开始抽采瓦斯。随着工作面向前推进，瓦斯抽采管路的吸气口逐渐进入采空区深处，同时在距吸气口40m远的位置在主管路上再连接20m长的一支管路，先使支管路处于关闭状态。由于吸气口处于采空区底板，底板瓦斯浓度较低，因此这种方法抽采的瓦斯浓度较低，一般在310之间。,(1)采空区埋管抽采,图22-2 采空区埋管瓦斯抽采系统示意图,(2)引导风流稀释,引导风流稀释的实质是把新鲜风引入到回采工作面的上隅角，将该处积聚的瓦斯稀释并带走。引导风流方法应根据瓦斯来源、涌出量大小和通风方式等具体情况进行选择，引导风流的方法有：1）风障法。2）空气引射器如图所示:,(2)引导风流稀释,图 22-3 风障法排除上隅角瓦斯,图22-4 空气引射器的结构图,(3)移动抽采泵上隅角瓦斯抽采,根据国家相关法律法规，回采工作面瓦斯涌出应遵循“抽采为主，风排为辅”的原则，解决上隅角瓦斯超限问题最方便、