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摘 要:平煤集团平禹四矿通过实施通风系统改造,采掘面瓦斯抽放,安全检测监控系统完善,贯彻落实瓦斯治理“十二字”方针,为矿井安全生产打下了坚实的基础。
关键词:通风系统改造;矿井瓦斯抽放;安全监测;煤与瓦斯突出防治
平煤集团平禹四矿矿井生产能力50万吨。井下现有2个生产采区,一个备用采区。开采标高最深为-400m,矿井瓦斯等级为高突矿井,煤层厚0.78~9.61m,平均厚4.6 m,属“三软”不稳定煤层。由主、付井进风,北风井回风,现有两台主要通风机,一台运转,一台备用,矿井总进风量4100m3/min,总排风量4250m3/min,瓦斯排放量15m3/min。近年来,随着开采标高的延伸,矿井相对瓦斯涌出量越来越高,下山掘进工作面不断出现瓦斯动力现象。为了有效防治矿井的瓦斯,该矿井共投入资金950万元,对矿井瓦斯实施综合治理,为该矿井安全生产创造了良好的条件。
1 建立合理可靠的通风系统
1.1 改造、完善通风系统;提高矿井通风能力
2005年该矿北风井(回风井)改造使用了BDK--NO19型轴流节能通风机,增加矿井总进风量1800m3/min,减少矿井漏风量155m3/min,增加矿井通风生产能力21万t/a。解决了矿井通风能力不足问题,使矿井通风系统的可靠程度和能力有了显著提高。
1.2 优化矿井通风网络,降低矿井通风阻力
针对矿井主要通风巷道失修,断面小,风阻大,通风能力难以提高的问题,该矿成立专业维修队,将主要通风巷道全部扩修由原来的4m2扩大到11m2断面,支护形式改为混凝土支架U型钢和喷射混凝土联合支护,共维修巷道2200m,并且各采区实现了专用回风巷,通过扩修降阻,实现了降阻增风的目标。
1.3 优化通风系统,完善通风设施,升级改造机电设施
该矿严格按照突出矿井标准,对通风、监测、机电等系统进行升级改造,大巷电机车一律改为防爆电瓶车运输,一律取消临时通风设施,安装防逆风装置,局部通风机功率由11KW改为2×30KW,采掘工作面每隔50m安设一组压风自救装置,井下所有机电设施全部按照高突矿井井下电气标准进行升级改造。
1.4 矿井通风系统可靠性评价
该矿每年进行一次矿井通风系统优化设计和反风演习及可靠性评价。测算矿井通风阻力及反风率,实现系统完善,设施可靠,风流稳定,具有较强的抗灾能力。发生灾变时,便于抢险救灾,从而保证了矿井通风系统合理、稳定、可靠。
2 强化瓦斯综合防治
2.1 建立瓦斯综合防治专业队伍
矿井成立防突科,监测中心,防突队等专业机构,负责瓦斯抽放、防突、监测和安全装备的管理。
2.2 完善瓦斯抽放系统,实施矿井瓦斯抽放
严格落实瓦斯治理“十二字”方针(监测监控、先抽后采、以风定产),井下建立两个瓦斯抽放泵站,地面正在建立一个瓦斯抽放泵站。井下采煤工作面、掘进工作面分别实施超前浅孔与巷帮钻孔抽放,采空区抽放,上隅角埋管抽放等,杜绝了采掘工作面经常瓦斯超限的现象,产量与进尺提高了40%。
2.3 完善“四位一体”防突措施
从11020掘进工作面出现瓦斯动力异常现象后,所有采掘工作面均按照“四位一体”防突措施认真落实。包括突出危险性预测、防治突出措施、防治突出措施的效果检验、安全防护等综合防治突出措施。采用钻屑法进行预测及效果检验。矿井购买新型液压钻机7台,2006年掘进工作面打超前瓦斯抽放钻孔35600m。到目前为止,采掘工作面未发生过瓦斯突出。
2.4 采掘工作面实施煤壁浅孔高压注水
当高压水进入煤层以后,沿着煤层裂动,渗透与扩散,挤占了煤层裂隙空间,将瓦斯从裂隙中挤出。通过检修时间对煤壁浅孔高压注水,增加了瓦斯释放量。同时,煤体湿润后,还使透气性大幅度降低,水对瓦斯起到明显的阻碍效应,煤层中的瓦斯涌出量和浓度(瓦斯含量)都有大幅度下降。从而降低了生产期间采面的瓦斯涌出量。同时,煤壁浅孔高压注水,煤体因完全吸收水份而湿润,从而改变了煤体的力学性质,增加了塑性和摩擦阻力系数,有效地防止了煤壁片帮、冒顶,从而消灭了因煤壁片帮、冒顶造成的瓦斯积聚及瓦斯超限现象,也起到了减少煤和瓦斯突出的可能性或降低煤与瓦斯突出的强度的作用。
3 完善监测监控系统
3.1 健全安全监控系统
全矿井下各采掘工作面进、回风巷、机电硐室、风门、风机等分别安装了瓦斯、温度、风速、一氧化碳、馈电、开停传感器。井下所有低浓度瓦斯传感器按照规定更换为高浓度瓦斯传感器,对监控设备及监测均按照防突要求补充完善。安全监控系统与煤电公司及集团公司通风管理中心无线联网。井下安装以太网,对井下各个作业场所实现了安全状况的及时监控和多层次管理。井下所有瓦斯传感器报警值均设置为0.6%,当瓦斯浓度达到0.6%时报警,停产,分析原因,采取措施,井下所有传感器断电值均设置为0.8%,当瓦斯浓度达到0.8%时,所有波及范围内的机电设备均自动断电,2006年至今井下杜绝了计划外瓦斯超限。井下所有瓦斯传感器每周定期用标准气样调校一次,确保监控系统的报警、断电、闭锁、监测功能灵敏可靠。
3.2 落实掘进装备系列化
井下所有掘进工作面全部实现装备系列化,尤其是局部通风机全部采用“三专、两闭锁”双风机、双电源,双风机实现自动倒台,局部通风机全部使用大功率对旋风机,并安装开停传感器,实现连续监测运行状态,风筒使用大直径和抗静电阻燃风筒。
3.3 优化个体防护
井下所有人员全部佩戴隔离式自救器。井下所有班组长以上安全管理人员,特殊工种均携带便携式甲烷检测仪,随时监测各工作地点的瓦斯情况。
4 强化安全知识教育,提供职工安全素质
全矿井所有入井人员必须通过瓦斯综合防治等防突安全知识培训考试,并持证入井。井下所有特殊工种必须持有三级安全培训机构颁发的安全资格证上岗。所有安全生产管理人员必须通过河南理工大学矿井瓦斯防突培训班的安全培训,并考试合格方可上岗。矿井各井下单位,制订安全知识培训计划,采用自学与集中培训,内培与外培,聘请专家讲课等多种方式培训,提高了全员的安全素质。
5结束语
综合几年来矿井高突瓦斯治理,矿井“一通三防”工作不断加强,通过一系列综合措施和手段,杜绝了计划外瓦斯超限、瓦斯突出事故的发生。瓦斯治理工作真正贯彻落实了“先抽后采、监测监控、以风定产”十二字方针,从而使矿井的安全生产取得了显著的经济效益和社会效益。
关键词:通风系统改造;矿井瓦斯抽放;安全监测;煤与瓦斯突出防治
平煤集团平禹四矿矿井生产能力50万吨。井下现有2个生产采区,一个备用采区。开采标高最深为-400m,矿井瓦斯等级为高突矿井,煤层厚0.78~9.61m,平均厚4.6 m,属“三软”不稳定煤层。由主、付井进风,北风井回风,现有两台主要通风机,一台运转,一台备用,矿井总进风量4100m3/min,总排风量4250m3/min,瓦斯排放量15m3/min。近年来,随着开采标高的延伸,矿井相对瓦斯涌出量越来越高,下山掘进工作面不断出现瓦斯动力现象。为了有效防治矿井的瓦斯,该矿井共投入资金950万元,对矿井瓦斯实施综合治理,为该矿井安全生产创造了良好的条件。
1 建立合理可靠的通风系统
1.1 改造、完善通风系统;提高矿井通风能力
2005年该矿北风井(回风井)改造使用了BDK--NO19型轴流节能通风机,增加矿井总进风量1800m3/min,减少矿井漏风量155m3/min,增加矿井通风生产能力21万t/a。解决了矿井通风能力不足问题,使矿井通风系统的可靠程度和能力有了显著提高。
1.2 优化矿井通风网络,降低矿井通风阻力
针对矿井主要通风巷道失修,断面小,风阻大,通风能力难以提高的问题,该矿成立专业维修队,将主要通风巷道全部扩修由原来的4m2扩大到11m2断面,支护形式改为混凝土支架U型钢和喷射混凝土联合支护,共维修巷道2200m,并且各采区实现了专用回风巷,通过扩修降阻,实现了降阻增风的目标。
1.3 优化通风系统,完善通风设施,升级改造机电设施
该矿严格按照突出矿井标准,对通风、监测、机电等系统进行升级改造,大巷电机车一律改为防爆电瓶车运输,一律取消临时通风设施,安装防逆风装置,局部通风机功率由11KW改为2×30KW,采掘工作面每隔50m安设一组压风自救装置,井下所有机电设施全部按照高突矿井井下电气标准进行升级改造。
1.4 矿井通风系统可靠性评价
该矿每年进行一次矿井通风系统优化设计和反风演习及可靠性评价。测算矿井通风阻力及反风率,实现系统完善,设施可靠,风流稳定,具有较强的抗灾能力。发生灾变时,便于抢险救灾,从而保证了矿井通风系统合理、稳定、可靠。
2 强化瓦斯综合防治
2.1 建立瓦斯综合防治专业队伍
矿井成立防突科,监测中心,防突队等专业机构,负责瓦斯抽放、防突、监测和安全装备的管理。
2.2 完善瓦斯抽放系统,实施矿井瓦斯抽放
严格落实瓦斯治理“十二字”方针(监测监控、先抽后采、以风定产),井下建立两个瓦斯抽放泵站,地面正在建立一个瓦斯抽放泵站。井下采煤工作面、掘进工作面分别实施超前浅孔与巷帮钻孔抽放,采空区抽放,上隅角埋管抽放等,杜绝了采掘工作面经常瓦斯超限的现象,产量与进尺提高了40%。
2.3 完善“四位一体”防突措施
从11020掘进工作面出现瓦斯动力异常现象后,所有采掘工作面均按照“四位一体”防突措施认真落实。包括突出危险性预测、防治突出措施、防治突出措施的效果检验、安全防护等综合防治突出措施。采用钻屑法进行预测及效果检验。矿井购买新型液压钻机7台,2006年掘进工作面打超前瓦斯抽放钻孔35600m。到目前为止,采掘工作面未发生过瓦斯突出。
2.4 采掘工作面实施煤壁浅孔高压注水
当高压水进入煤层以后,沿着煤层裂动,渗透与扩散,挤占了煤层裂隙空间,将瓦斯从裂隙中挤出。通过检修时间对煤壁浅孔高压注水,增加了瓦斯释放量。同时,煤体湿润后,还使透气性大幅度降低,水对瓦斯起到明显的阻碍效应,煤层中的瓦斯涌出量和浓度(瓦斯含量)都有大幅度下降。从而降低了生产期间采面的瓦斯涌出量。同时,煤壁浅孔高压注水,煤体因完全吸收水份而湿润,从而改变了煤体的力学性质,增加了塑性和摩擦阻力系数,有效地防止了煤壁片帮、冒顶,从而消灭了因煤壁片帮、冒顶造成的瓦斯积聚及瓦斯超限现象,也起到了减少煤和瓦斯突出的可能性或降低煤与瓦斯突出的强度的作用。
3 完善监测监控系统
3.1 健全安全监控系统
全矿井下各采掘工作面进、回风巷、机电硐室、风门、风机等分别安装了瓦斯、温度、风速、一氧化碳、馈电、开停传感器。井下所有低浓度瓦斯传感器按照规定更换为高浓度瓦斯传感器,对监控设备及监测均按照防突要求补充完善。安全监控系统与煤电公司及集团公司通风管理中心无线联网。井下安装以太网,对井下各个作业场所实现了安全状况的及时监控和多层次管理。井下所有瓦斯传感器报警值均设置为0.6%,当瓦斯浓度达到0.6%时报警,停产,分析原因,采取措施,井下所有传感器断电值均设置为0.8%,当瓦斯浓度达到0.8%时,所有波及范围内的机电设备均自动断电,2006年至今井下杜绝了计划外瓦斯超限。井下所有瓦斯传感器每周定期用标准气样调校一次,确保监控系统的报警、断电、闭锁、监测功能灵敏可靠。
3.2 落实掘进装备系列化
井下所有掘进工作面全部实现装备系列化,尤其是局部通风机全部采用“三专、两闭锁”双风机、双电源,双风机实现自动倒台,局部通风机全部使用大功率对旋风机,并安装开停传感器,实现连续监测运行状态,风筒使用大直径和抗静电阻燃风筒。
3.3 优化个体防护
井下所有人员全部佩戴隔离式自救器。井下所有班组长以上安全管理人员,特殊工种均携带便携式甲烷检测仪,随时监测各工作地点的瓦斯情况。
4 强化安全知识教育,提供职工安全素质
全矿井所有入井人员必须通过瓦斯综合防治等防突安全知识培训考试,并持证入井。井下所有特殊工种必须持有三级安全培训机构颁发的安全资格证上岗。所有安全生产管理人员必须通过河南理工大学矿井瓦斯防突培训班的安全培训,并考试合格方可上岗。矿井各井下单位,制订安全知识培训计划,采用自学与集中培训,内培与外培,聘请专家讲课等多种方式培训,提高了全员的安全素质。
5结束语
综合几年来矿井高突瓦斯治理,矿井“一通三防”工作不断加强,通过一系列综合措施和手段,杜绝了计划外瓦斯超限、瓦斯突出事故的发生。瓦斯治理工作真正贯彻落实了“先抽后采、监测监控、以风定产”十二字方针,从而使矿井的安全生产取得了显著的经济效益和社会效益。