瓦斯排放前,凡是排出瓦斯流經(jīng)的巷道和被排放瓦斯風流切斷安全出口的采掘工作面、硐室等地點,必須切斷電源,撤出人員,并設(shè)專人進行警戒。頂板冒落空硐、回采工作面上隅角、采煤機附近、低風速的巷道頂板附近以及有瓦斯噴出的地點,均易積聚瓦斯。防止瓦斯積聚的主要措施是加強礦井通風管理,對超限和積聚瓦斯的處理,歸納起來,主要有稀釋排除、封閉隔絕和抽排3種方法。
1 排除盲巷積聚瓦斯方法
1.1 盲巷外斷開風筒接頭調(diào)節(jié)法 排瓦斯時,在盲巷口外全風壓供風的新鮮風流中,把風筒接頭斷開,利用改變風筒對合面的間隙大小,調(diào)節(jié)送入盲巷的風量,以達到有節(jié)制地排放巷道積聚瓦斯的目的。排放瓦斯過程中,隨著兩個風筒接頭由錯開而逐漸對合,直至全部接合,送入盲巷的風量亦由小到大,直至局部通風機排出全部風量。最后,經(jīng)檢查確認安全可靠時即可恢復送電送風。
1.2 利用風筒預留的三通調(diào)節(jié)法 在風機出口與導風筒之間,接一段三通風筒短節(jié)。掘進巷道正常通風時,把三通風筒的分支導風筒用繩子捆死,此時風機的全部風量都送入掘進工作面。當需排除巷道積聚的瓦斯時,打開三通的分支導風筒,同時用繩子捆住主導風筒,捆的程度根據(jù)巷道內(nèi)積聚的瓦斯?jié)舛却_定:部分風量仍送入掘進工作面,另一部分風量進入盲巷,稀釋并排出盲巷內(nèi)積聚的瓦斯。
1.3 開啟局部通風機附近的風門調(diào)節(jié)法 局部通風機安設(shè)在采區(qū)進風巷內(nèi),回風直接進入采區(qū)回風巷,兩巷之間的聯(lián)絡(luò)巷中留有通車、行人的風門。掘進巷道正常通風時,風門全部處于關(guān)閉狀態(tài),當需排放聯(lián)絡(luò)巷中積聚的瓦斯時,通過風門的開啟狀態(tài)(半開或全開)調(diào)節(jié)風量,稀釋聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)的瓦斯,使其在回風口處不超限。
1.4 稀釋筒調(diào)節(jié)法 該稀釋筒是用鋼板焊制的三通風筒。其上有兩套閥門及控制把手。稀釋筒安裝在掘進巷道口外全風壓通風巷道中,瓦斯探頭用來測定排出并經(jīng)稀釋的瓦斯?jié)舛?,根?jù)該濃度的大小來控制和調(diào)節(jié)稀釋筒閥門的開度。
1.5 自控排瓦斯裝置 自控排瓦斯裝置,主要由控制主機、稀釋筒和液壓泵站組成??刂浦鳈C和液壓泵站均安設(shè)在進風巷內(nèi)的風機附近,稀釋筒則安裝在獨頭巷道口內(nèi)10~15m處,其兩端均用柔性導風筒相連,液壓泵站與稀釋筒用高壓膠管連接。在稀釋筒附近、掘進巷口下風側(cè)10~15m處、風機附近,分別安裝3臺甲烷傳感器。排瓦斯原理:上述系統(tǒng)中的甲烷傳感器把檢測到的瓦斯?jié)舛刃盘杺鬏斀o控制主機,主機經(jīng)判斷后,指令三位四通電磁閥左導通或右導通,油路導通后,使油缸活塞伸縮,驅(qū)動稀釋筒的調(diào)節(jié)門轉(zhuǎn)動,根據(jù)調(diào)節(jié)風門的開閉程度進行風量分配。一部分通過風筒送至掘進工作面排出高濃度瓦斯,另一部分由稀釋筒的風門排至巷道,稀釋排出的高濃度瓦斯,使之混合均勻且不超限,達到自動安全排放瓦斯的目的。
2 密閉巷道積聚瓦斯的排放方法
長期停掘的巷道,在其巷口已構(gòu)筑了密閉墻,內(nèi)部積聚的瓦斯較多。在排除瓦斯前需安裝風機和風筒。排除這類巷道積存的瓦斯,采用分段排放法。
2.1 檢查密閉墻外瓦斯是否超限,若超限就啟動風機吹散稀釋;若不超限,就在密閉墻上角開兩個洞,隨之開啟風機吹風。開始時,風筒不要正對密閉墻吹,要視吹出的瓦斯?jié)舛雀叩瓦M行風向控制。
2.2 密閉拆除后,瓦檢員和其他工作人員進入巷道檢查瓦斯,隨后延長風筒排除瓦斯。在巷道中風筒出口附近瓦斯?jié)舛冉抵两缦拗聲r,可將風筒口縮小以加大風流射程,將前方的高濃度瓦斯吹出;當瓦斯?jié)舛冉迪聛砗?,接上一個短節(jié)風筒,同樣,加大風流射程排除前方的瓦斯;取下短風筒并接上長風筒繼續(xù)排放前方的積聚瓦斯,直到掘進工作面。
3 頂板冒落空洞積聚瓦斯的處理
在巷道或回采工作面發(fā)生冒頂,其頂部形成空硐(冒高)時,由于冒頂處通風不良,往往積存著高濃度的瓦斯。對該處積聚瓦斯的處理方法,一般有兩種。
3.1 充填空硐法 充填空硐法是,先在冒高處的棚上鋪上木板或荊笆,然后再用黃土將冒落空硐填滿,或用注漿泵將聚氨脂攪拌后注入空硐內(nèi),發(fā)泡膨脹,填滿空硐。這樣,可以消除瓦斯積聚的空間,免于瓦斯積存。通常,在冒頂面積不大的情況下使用。
3.2 風流吹散法 ①風流吹散法處理積聚瓦斯,是普遍采用的措施。在冒高小于2m、體積不超過6m3、巷道風速大于0.5m/s條件下,可采用風障導風法,風障的材料可用木板、帆布或風筒布等制作。②在冒高大于2m、冒高體積超過6m3、巷道風速低于0.5m/s,同時又有局部通風機送風的地點,可采用分支風筒導風法,將主導風筒上引出分支小風筒,利用風機送至冒頂處,吹散積聚的瓦斯。
4 回采工作面上隅角瓦斯積聚的預防和處理
預防回采工作面上隅角積聚瓦斯的最根本措施,是合理地選擇通風系統(tǒng)。W型、Y型、U+L型通風系統(tǒng)可以很好地預防和處理上隅角的瓦斯積聚。
4.1 引導風流稀釋帶走 引導風流稀釋的實質(zhì)是,把新鮮風流引入到回采工作面的上隅角,將該處積聚的瓦斯稀釋并帶走。①風障法:當回采工作面上隅角積聚的瓦斯范圍不大和濃度不高(低于3%)情況下采用此法。②尾巷法:用于瓦斯涌出較大、超限嚴重的場所。在工作面的回風中布置兩條巷道:一是最高允許濃度為1.0%的回風巷,另一條是瓦斯?jié)舛茸罡呖蛇_2.5%的專用回風尾巷。部分風流從工作面的前方進入回風巷,另一部分風流則從工作面的后方不經(jīng)上隅角上,直接進入尾巷。
4.2 抽排上隅角瓦斯 采用抽排風機或移動瓦斯抽放泵站,利用通風負壓引排上隅角瓦斯,將瓦斯引入鐵風筒或伸縮性風筒中,風筒直鋪設(shè)到回風巷的安全地點,利用風筒兩端的壓差連續(xù)不斷地排放上隅角瓦斯。
5 積聚瓦斯的其他處理方法
5.1 頂板附近瓦斯層狀積聚的處理 所謂瓦斯層,就是瓦斯懸浮于巷道頂板附近并形成較穩(wěn)定的帶狀積聚,可在不同形式支護和任意斷面中形成。防止和消除瓦斯層的主要方法是:增加巷道內(nèi)的風速;增大巷道頂板附近的風速;用旋流風筒處理積聚的瓦斯;封閉隔絕瓦斯源。
5.2 采煤機附近積聚的瓦斯處理 回采工作面,在采煤機截割附近和機體與煤壁之間易出現(xiàn)瓦斯積聚。通常,在采煤機上安裝瓦斯自動檢測報警斷電儀,一旦瓦斯超限就切斷電源,停止割煤。加大工作面風量,提高機道和采煤機附近的風速,以消除其局部瓦斯積聚。當工作面風速不能滿足防止采煤機附近瓦斯積聚時,應采用提高局部地點風速的辦法,通常用小引射器加大采煤機附件的風速。