瓦斯(CH4)是一种无色,无味的气体,瓦斯对空气的密度为0.554,比空气轻近一半,瓦斯难溶于水,有迅速扩散的性质,渗透性很强,是空气的 1.6倍,容易从邻煤层穿过岩层释放到采空区，
矿井瓦斯安全排放技术措施分析
。瓦斯本身虽无毒,但当它空气中浓度较高时,会相对降低空气中的氧含量,使人窒息;当它在空气中的含量大于 30%时,遇火源能燃烧:当它在空气中的含量为5%—15%之间时,遇火源能发生爆炸,一旦发生燃烧或爆炸,就会给煤矿生产带来重大的生命和财产损失。随着采煤工艺的进,瓦斯涌出量的增大,采矿工程师为减少或杜绝瓦斯赞成的危害,在采区通风方面一直不断地进行改进。
1利用局扇排放瓦斯法
1.1风筒三通短路风流法
局扇的一端与风筒三通的一端相连。风筒三通另两端的其中一端与须要排放瓦斯巷道风筒相连,另一端与排放瓦斯巷道回风口顺风流方向的风筒相连,由此形成排放瓦斯系统。为控制风流,在风筒三通除与局扇相连的一端的另两端各用一根绳索捆扎或各设一个简单的滑阀,依据连续检测到的混合风流中的瓦斯浓度,通过调节这两根绳索或这两个滑阀连续控制排放瓦斯风量的大小,使回风口混合风流处的瓦斯浓度控制在1.5%以下。
1.2风筒逐节错口法
当超限巷道中有风筒时,在1%超限点以外断开风筒作为“开始排放点”;当超限巷道中无风筒时,在1%超限点以外作为“开始排放点”。在“从开始排放点接风筒时,采用先逐步错口后连接,通过错口大小调节风筒进风断面,由小到大,以控制向瓦斯超限巷道的送风量,每个时段错口的大小,以错口以外瓦斯浓度不超过1%为原则,当错口以里附近瓦斯浓度小于1%时,将错口处风筒全部连接上。按同样的方法,逐节错口,逐节延接风筒直至将瓦斯排完。
1.3风筒逐节错口联合法
排放盲巷密闭内的瓦斯时,首先检查盲巷密闭墙前的瓦斯浓度,当盲巷密闭墙前瓦斯浓度在1.5%以上时,利用局扇和风筒采用风筒错口法将新鲜风流由小到大吹向盲巷密闭墙,使墙前瓦斯浓度降到1.5%以下。只有盲巷密闭墙前瓦斯浓度在1.5%以下时,方可使用铜制工具将密闭墙凿开一个贯通密闭墙内的小孔, 然后检查小孔内是否有压力瓦斯涌出、小孔口及孔口内瓦斯浓度。当自然排放无效时,可根据现场情况先接短风筒(3～5米),当风筒出风口往里10米处瓦斯浓度降到1%以下时,将短风筒换成长风筒(10米),依次采用前述风筒逐节错口法,直至排完。
2利用全风压排放瓦斯法
2.1利用全风压和风筒排放瓦斯法
此方法是利用进回风之间的压差,采用硬质风筒代替局扇,配合软质风筒的一种排放瓦斯方法,具体排放过程与前述相同。此方法适用于盲巷密闭的瓦斯排放。
2.2密闭墙压差排放瓦斯法
首先检查回风侧密闭墙前瓦斯浓度,当盲巷密闭墙前瓦斯浓度在1.5%以下时,在回风侧密闭墙上使用铜制工具凿一小孔,然后检查小孔内是否有压力瓦斯涌出、小孔口及孔口内瓦斯浓度。若盲巷内瓦斯有压力,则让其自然排放,只有盲巷内瓦斯无压力,且密闭墙开口处瓦斯浓度在1%以下时,方可电话通知在进风侧等候的人员在进风侧密闭墙上使用铜制工具凿一小孔,小孔刚一凿出,进风侧人员要立即用电话通知回风侧人员,回风侧人员此时要根据瓦斯涌出量的大小、浓度高低及时控制回风口的大小,原则上以密闭墙内回风流与密闭墙外全风压风流混合后风流中的瓦斯浓度不超过1.5%为标准。进回风密闭墙上的孔口逐步交替开大,直至将瓦斯全部排出。
2.3回风隅角瓦斯排放方法
2.3.1增风法
有条件时,首先考虑在不超过《煤矿安全规程》规定的最高风速的情况下增加工作面风量,以相应增加采煤工作面回风隅角风量,达到稀释采煤工作面回风隅角瓦斯的目的，
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《矿井瓦斯安全排放技术措施分析》(https://www.unjs.com)。2.3.2风障法
在采煤工作面回风隅角附近用风筒布设挡风障,目的是使采煤工作面风流尽可能多地经过回风隅角,用以稀释回风隅角积聚的瓦斯。
2.3.3引排法
将抽出式风机安设于距回风隅角30米前后的采煤工作面回风巷中,负压风筒的一端置于回风隅角切顶排以里的采空区,另一端与抽出式风机的吸风侧相连,当排出的瓦斯不超过1%时,可直接将瓦斯排到采煤工作面回风巷中;当排出的瓦斯超过1%、不超过2%时,可利用正压风筒将其排入采区回风巷中。此方法要注意,在风机出风口或正压风筒出风口以外3～5米的混合风流中安设瓦斯监测传感器,用于连续监测瓦斯,当瓦斯浓度达到或超过1%时报警,达到或超过1.5% 时将抽出式风机出风口或正压风筒出风口以外回风巷中的电气设备断电;当排出风流中的瓦斯浓度超过2%时,不适用此方法。
2.3.4高压水射流法
高压水通过固定在高压水射流风机内的特制喷头形成旋转雾化射流,高速雾粒与空气的动量交换和高压水射流的卷吸作用,带动气流前进形成引射风流,从而将回风隅角的瓦斯引排或吹散到回风巷,使其与采煤工作面回风流混合,从而达到处理瓦斯积聚的目的。
在现场使用过程中,可根据回风隅角具体情况调整高压水射流风机吸风口或出风口距回风隅角的距离,使其与回风隅角瓦斯积聚区保持最佳距离,达到最佳效果。
2.3.5小型液压局扇排放法
小型液压局扇利用回采工作面的高压乳化液作为动力源,电磁阀作为进液软管上的进液开关,利用瓦斯监测系统,在回采工作面回风隅角安设瓦斯传感器,当瓦斯传感器监测到的瓦斯浓度达到1%时,监测中心站发出控制指令,电磁阀动作,高压进液管导通,向小型液压局扇的液压马达提供动力,使风扇运转,吹散回采工作面回风隅角瓦斯,达到排放回风隅角瓦斯的目的。
2.3.6高压水幕吹排回风隅角瓦斯法
利用高压水幕射出的雾流,一是可以形成一个局部负压区,在一定程度上增加回风隅角的风量,降低回风隅角的瓦斯浓度;二是射出的高压雾流在一定程度上能够吹散积聚区的瓦斯,使其与周围含有较低瓦斯的空气混合,将部分瓦斯带走,从而降低回风隅角的瓦斯浓度。
3瓦斯排放安全措施
1)必须在矿总工程师或通防副总工程师的指挥下,由救护队协助排放。2)排放多个串联通风的瓦斯时,必须从进风方向第一台局扇开始排放,只有第一台局扇排放瓦斯结束后,并检查下一台局扇及其开关地点附近10米以内风流中瓦斯浓度不超过0.5%时,方准送电再排放第二台局扇供风的巷道内的瓦斯,以此类推。3)排放积聚的瓦斯,必须安排专门瓦检员先检查局扇及其开关地点附近10米以内风流中瓦斯浓度,当局扇及其开关地点附近10米以内风流中瓦斯浓度不超过0.5%时,方可人工启动局扇向瓦斯积聚区送入适量的风,必须安排专人调节控制风量,逐步排放积聚的瓦斯,严禁“一风吹”。4)排放瓦斯时,必须有专门瓦检员在瓦斯积聚区回风流与全风压风流混合处检查瓦斯浓度,当瓦斯浓度达到1%时,应指令调节风量人员减少向瓦斯积聚区供风,确保瓦斯积聚区排出的风流在与全风压风流混合处的瓦斯浓度不超过1.5%。5)排放瓦斯时,严禁局扇喝循环风。在瓦斯积聚区回风系统不畅通、排放瓦斯局扇所在巷道新鲜风量不足时,严禁进行排放瓦斯工作。6)排放瓦斯前,所有受排放瓦斯影响的地点必须切断电源、撤出人员;还必须有矿山救护队员在现场值班,发现异常情况及时处理。7)排放瓦斯时,其回风流不得经过其他有人作业地点的回风巷,如必须经过,则该作业点必须停止作业、撤出人员、切断该工作面及其回风流中的电源。8)排放瓦斯时,风筒出风口往外到盲巷口巷道内风流中的瓦斯浓度不得超过2%。9)排放瓦斯后,经检查证实,整个排放瓦斯区回风流中瓦斯浓度不超1%,二氧化碳浓度不超过1.5%,氧气浓度不低于20%,且稳定30分钟后,瓦斯浓度没有变化,才可恢复局扇的正常供风。
总之,矿井排放瓦斯是一项非常重要而又复杂的高危险工作,必须从排放措施的制定开始高度重视,确保每次排放的安全,杜绝引起瓦斯事故。