高突危險(xiǎn)綜采工作面防瓦斯防滅火治理方法

宋春林

(山煤集團(tuán)左權(quán)宏遠(yuǎn)煤業(yè)有限公司，山西 晉中 032600)

引 言

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展導(dǎo)致全社會(huì)對(duì)能源的需求量越來越高，煤炭作為我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的主要組成部分，需求量自然也在逐年提高。煤炭開采企業(yè)為了適應(yīng)市場(chǎng)需求，在開采過程中也加大了生產(chǎn)力度，但是生產(chǎn)速度加快的同時(shí)，安全事故也隨之出現(xiàn)。實(shí)際上，安全事故的發(fā)生很大程度與開采工作本身有關(guān)。一方面，井下作業(yè)的整體環(huán)境和施工條件比較復(fù)雜；另一方面，開采技術(shù)設(shè)計(jì)操作環(huán)節(jié)眾多，稍有不慎就會(huì)導(dǎo)致瓦斯和火災(zāi)事故出現(xiàn)。為了保障生產(chǎn)效率，降低事故發(fā)生可能性，煤炭開采企業(yè)有必要對(duì)開采過程中的安全事故因素進(jìn)行研究，以此為高效資源開采提供可靠支持，落到實(shí)處的做到文明生產(chǎn)、安全生產(chǎn)。

1 工作面概況分析

某煤礦在工作面掘進(jìn)時(shí)出現(xiàn)瓦斯動(dòng)力現(xiàn)象，經(jīng)過測(cè)算，煤層厚度約為6.0 m，掘進(jìn)期間瓦斯涌出達(dá)到12.0 m3/t，該礦處正從低瓦斯向突出礦井過渡，所以必須加大研究力度，減少瓦斯事故的發(fā)生。機(jī)、風(fēng)巷提前施工50 m瓦斯抽放鉆孔，同時(shí)預(yù)留160 m的空白帶，其中預(yù)留部分的q值超過3 L/min，s值也已經(jīng)超過6 kg/m的上限。由此可以推斷，當(dāng)前施工安全受到嚴(yán)重突出危險(xiǎn)性的威脅。此外，該礦處于自燃煤層，發(fā)火期達(dá)三個(gè)月以上，經(jīng)過數(shù)月的采掘推進(jìn)度也不甚理想，并且時(shí)常伴有自燃事故的發(fā)生。在瓦斯和火災(zāi)問題的影響下，施工人員的生命安全和身體健康都受到不同程度的侵害，施工的推進(jìn)極為緩慢。

2 防瓦斯措施的分析

在煤礦開采過程中，礦內(nèi)工作面上隅角會(huì)出現(xiàn)高濃度瓦斯，這些瓦斯在渦流的作用下比較難擴(kuò)縮，并且在不斷積累下會(huì)導(dǎo)致濃度超標(biāo)。當(dāng)工作人員在開采中操作不慎，或者是日常管理出現(xiàn)問題，就會(huì)發(fā)生瓦斯爆炸這樣的嚴(yán)重安全事故。為了維護(hù)施工人員的生命安全和企業(yè)財(cái)產(chǎn)完整，采取安全施工的重要性就體現(xiàn)出來，施工單位應(yīng)當(dāng)在開采中做到以下幾點(diǎn)。

2.1 提高生產(chǎn)安全意識(shí)

安全是生產(chǎn)的第一要素，對(duì)于礦業(yè)開發(fā)這一高危行業(yè)來說，做好安全工作是最基礎(chǔ)的要求。施工管理單位必須將安全生產(chǎn)滲透到生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，確保每項(xiàng)生產(chǎn)行為都能受到安全生產(chǎn)準(zhǔn)則的指導(dǎo)。想要有效地提高生產(chǎn)安全系數(shù)，最重要的就是對(duì)一線施工人員和干部管理人員展開培訓(xùn)，讓工作人員在充分認(rèn)識(shí)到瓦斯和火災(zāi)危險(xiǎn)性的情況下自覺按照要求規(guī)范生產(chǎn)行為[1]。

2.2 合理調(diào)整擋風(fēng)墻

擋風(fēng)墻需要結(jié)合工作面的推進(jìn)作出調(diào)整，否則就不能減少上下端的壓差和漏風(fēng)量，還會(huì)在一定程度上導(dǎo)致高濃度瓦斯流出，從而影響生產(chǎn)工作的有序運(yùn)行。比較合理地設(shè)置形式應(yīng)當(dāng)是將擋風(fēng)障安置于上下隅角處，從而達(dá)到減少采空區(qū)漏風(fēng)通道的目的，在擋風(fēng)的同時(shí)防止瓦斯罐現(xiàn)象形成。

2.3 設(shè)置導(dǎo)風(fēng)簾

導(dǎo)風(fēng)簾的主要作用是降低黃泥墻前的瓦斯?jié)舛?，?dǎo)風(fēng)簾的懸掛位置為上隅角，理想的稀釋濃度應(yīng)當(dāng)達(dá)到1%以下。導(dǎo)風(fēng)簾的長度不宜過短，正常情況下要大于10 m，并且要能夠滿足巷道和煤壁間的通風(fēng)距離，否則就很可能出現(xiàn)風(fēng)阻現(xiàn)象，造成通風(fēng)效果降低的狀況。此外，風(fēng)壓差要維持在一定范圍，借助調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)風(fēng)壓、風(fēng)速的方式保證均壓通風(fēng)，這樣就可以將通風(fēng)效率和質(zhì)量維持在比較理想的狀態(tài)。

2.4 防止支架位移

支架位移時(shí)可能會(huì)摩擦火花，所以工作人員要在采面頂端設(shè)置墊木和皮帶等，防止火花出現(xiàn)造成瓦斯爆炸[2]。

2.5 設(shè)置瓦斯鉆孔

在礦產(chǎn)開采以前，需要在風(fēng)箱和機(jī)巷處設(shè)置抽取瓦斯的鉆孔，降低該處的瓦斯?jié)舛取榱巳姹O(jiān)控瓦斯事故，礦井工作人員要在瓦斯易出現(xiàn)的區(qū)域放置檢測(cè)設(shè)備，這些檢測(cè)設(shè)備對(duì)瓦斯?jié)舛扔兄叨褥`敏性，可以穩(wěn)定的監(jiān)控瓦斯?jié)舛?，?dāng)瓦斯?jié)舛雀哂?.8%的時(shí)候，監(jiān)控系統(tǒng)就會(huì)向工作人員發(fā)出警報(bào)，提醒工作人員對(duì)異常狀況作出處理。

2.6 利用煤壁淺孔抽放技術(shù)

上文中已經(jīng)提到，礦井中有空白帶160 m，這就需要借助工作面煤壁淺孔的抽放技術(shù)降低礦井內(nèi)的瓦斯含量。在每三天一次的循環(huán)操作下，瓦斯的排放量可以達(dá)到4 600 m3/次，在礦井瓦斯含量顯著降低的情況下，施工人員在生產(chǎn)中面臨的威脅也會(huì)降低到可控范圍。

3 防滅火綜合治理

3.1 工作面合理配風(fēng)

在工作面初次來壓時(shí)，應(yīng)當(dāng)合理調(diào)配風(fēng)量，不過工作面初采期間的采場(chǎng)空間相對(duì)較大，負(fù)責(zé)通風(fēng)的工作人員必須在準(zhǔn)確認(rèn)知現(xiàn)實(shí)情況的基礎(chǔ)上適當(dāng)增加風(fēng)量。結(jié)束初采環(huán)節(jié)以后，就要結(jié)合作業(yè)規(guī)章需要做出進(jìn)一步調(diào)整，在調(diào)整期間遭遇異常狀況時(shí)需要及時(shí)作出處理。

3.2 注重氣體檢查和預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)工作的建設(shè)

氣體檢查和預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)在不同階段的側(cè)重點(diǎn)有所不同，工作人員要根據(jù)施工流程和工藝的變動(dòng)對(duì)具體內(nèi)容作出調(diào)整。

3.2.1 工作面初采階段

工作面初采時(shí)，負(fù)責(zé)通風(fēng)的工作團(tuán)隊(duì)要安排專職瓦檢員實(shí)施盯面檢查，其中的主要檢查對(duì)象包括順風(fēng)槽、工作面、回風(fēng)隅角和回風(fēng)順槽等，這些地點(diǎn)的氣體狀況比較容易發(fā)生異常，所以檢查工作的重點(diǎn)也要集中于這些地方，正常情況下每班檢查必須達(dá)到三次，檢查完成以后還需要將檢查結(jié)果向通風(fēng)隊(duì)、礦調(diào)度室進(jìn)行匯報(bào)，若是發(fā)現(xiàn)了異常狀況就需要及時(shí)進(jìn)行處理，以免安全事故發(fā)生。結(jié)束初采工作以后，工作面的氣體檢查要求稍微降低，檢查工作也由專職瓦檢員和兼職瓦檢員共同負(fù)責(zé)，每班檢查次數(shù)從至少三次降低到兩次。不過檢查工作依然要堅(jiān)持按照程序進(jìn)行操作，完成檢查以后要將最終結(jié)果進(jìn)行反饋。在工作面未采與撤回期間，瓦檢員要密切注視氣體的變化狀況，一旦脫崗、虛報(bào)狀況發(fā)生，就要對(duì)瓦檢員進(jìn)行嚴(yán)厲處分，以防各種不當(dāng)檢查行為造成嚴(yán)重的后果。至于瓦檢員的交接班，既要嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行，也要做好交接記錄，明確責(zé)任歸屬。

3.2.2 工作面回采階段

綜采隊(duì)的工作人員應(yīng)當(dāng)帶齊工具和設(shè)備，保證氧氣供給充足，利用一氧化碳和瓦斯便攜儀觀測(cè)工作面的氣體狀況，異常發(fā)生時(shí)匯報(bào)調(diào)度室，然后等待通風(fēng)隊(duì)的專業(yè)工作人員實(shí)施深度處理。正常情況下，工作面中每隔20個(gè)支架就要配備一組氧氣和便攜測(cè)量?jī)x器，這樣就可以方便工作面人員實(shí)時(shí)觀察氣體的變化，從而及時(shí)對(duì)氣體異常的狀況作出應(yīng)對(duì)。在工作面回采階段，通風(fēng)隊(duì)工作人員需要按照規(guī)定要求每天對(duì)回風(fēng)隅角和擋風(fēng)簾內(nèi)的氣體進(jìn)行取樣，然后再將取樣結(jié)果化驗(yàn)分析，從而得出采空區(qū)遺煤氧化自燃情況的有效反饋[3]。

3.2.3 工作面回采和為末采階段

經(jīng)過一段時(shí)間的采集以后，工作面的監(jiān)控設(shè)備可能因?yàn)橥饨缫蛩氐挠绊懗霈F(xiàn)靈敏度下降的問題，這就會(huì)造成監(jiān)控設(shè)備可靠性降低。為此，通風(fēng)隊(duì)工作人員要保障好工作面監(jiān)控設(shè)備的管理、維護(hù)，為安全生產(chǎn)提供穩(wěn)定、高效的設(shè)備支持。調(diào)度室工作人員應(yīng)當(dāng)時(shí)刻關(guān)注傳感器數(shù)據(jù)的變化，一旦發(fā)現(xiàn)異常狀況，就要采取措施進(jìn)行處理。對(duì)于氣體的不同變化情況，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)熟練掌握針對(duì)性的處理措施。結(jié)合行業(yè)中常見的檢測(cè)系統(tǒng)使用管理辦法可以認(rèn)識(shí)到，回風(fēng)隅角和工作面回風(fēng)槽等監(jiān)測(cè)點(diǎn)至少要保證每周化驗(yàn)一次，并將化驗(yàn)報(bào)告匯報(bào)總工程師和通風(fēng)科等。

3.3 上下隅角堵漏

在工作面初采階段，工作面進(jìn)、回風(fēng)隅角處需要按照要求設(shè)置擋風(fēng)簾減小采空區(qū)漏風(fēng)。當(dāng)初采結(jié)束以后，就要在回風(fēng)側(cè)掛設(shè)導(dǎo)風(fēng)簾，借此引導(dǎo)風(fēng)流將回風(fēng)隅角的瓦斯和有毒有害氣體沖淡。需要注意的是，擋風(fēng)簾在長時(shí)間使用后也會(huì)有一定的破損，雖然短時(shí)間內(nèi)不能產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，但是安全無小事，通風(fēng)隊(duì)工作人員在日常巡查時(shí)要適當(dāng)觀察擋風(fēng)簾狀況，出現(xiàn)破損后及時(shí)修補(bǔ)或更換[4]。

3.4 保證回采速度及回采率

確?；夭伤俣群突夭陕室彩欠罍缁鹂偩C合治理的必要途徑，工作面回采期間，工作人員務(wù)必要控制好頂煤和底煤留設(shè)，工作面和順槽中的浮煤都要打掃干凈，尤其不能將浮煤留至采空區(qū)。在采煤時(shí)，割每一刀都必須保證機(jī)頭、機(jī)尾五臺(tái)端頭架范圍內(nèi)巖粉撒布到位，厚度最小不得低于30 mm。在沒有特殊事件發(fā)生的情況下，回采率不得低于95%，這樣就可以減少采空區(qū)遺煤數(shù)量，縮短浮煤氧化時(shí)間。

3.5 加強(qiáng)上下隅角三角區(qū)頂板管理

上下隅角三角區(qū)頂板的管理不同忽視，兩隅角架后懸頂長度超過10 m時(shí)，就應(yīng)當(dāng)停止工作面的推采，同時(shí)切斷工作電源，將錨索和錨桿的支護(hù)作用消除，確保工作面上下隅角三角區(qū)采空區(qū)及時(shí)冒落。除此以外，工作人員也可以使用沙袋或其他阻燃材料作封堵處理。

3.6 加強(qiáng)封閉質(zhì)量及進(jìn)度

在工作面回采階段，進(jìn)風(fēng)順槽的聯(lián)巷選需要在工作面前15 m左右封閉，當(dāng)回采結(jié)束以后，應(yīng)當(dāng)盡快對(duì)采空區(qū)進(jìn)行封閉，原則上封閉要在45天以內(nèi)完成，具體可以參照企業(yè)《加強(qiáng)通風(fēng)設(shè)施管理的規(guī)定》中的要求繼做具體施工，以便封閉工作的高質(zhì)、有序推進(jìn)。

3.7 加強(qiáng)工作面火源管理

加強(qiáng)工作面火源管理是最基本的管理內(nèi)容之一，在工作面回采階段，各個(gè)施工人員都應(yīng)當(dāng)對(duì)生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的引火熱源保持高度關(guān)注，尤其是綜采工作面的電氣設(shè)備，機(jī)電科每周至少要檢查兩次，否則就有可能因電氣設(shè)備失爆導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行出現(xiàn)問題。

3.8 地表堵漏

采空區(qū)地表坍塌狀況需要調(diào)度室、通風(fēng)科和地質(zhì)科等部門的協(xié)同處理，當(dāng)坍塌狀況出現(xiàn)以后，工作人員要按照要求進(jìn)行堵漏。

4 結(jié)語

煤炭資源生產(chǎn)對(duì)我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要性不言而喻，煤炭開采企業(yè)在生產(chǎn)中要更加關(guān)注安全問題，將安全管理意識(shí)貫穿于各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，盡可能規(guī)避瓦斯和火災(zāi)事故的發(fā)生。當(dāng)然，對(duì)于可能發(fā)生的安全事故，施工單位一定要建立完整的應(yīng)急預(yù)案，以免事故的發(fā)生造成嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。