管道抑爆裝置在瓦斯抽采中的應用分析

吳 斌

（山西潞安化工集團司馬煤業有限公司， 山西 長治 047500）

1 1218 工作面概述

山西潞安化工集團司馬煤業有限公司1218 工作面為北部為未采區，西部為井田邊界，東部為未采區，南部為二采區1217 工作面采空區。

1218 工作面走向長度215 m，工作面可采長度為486.7 m，平均為486.7 m。總面積為104640 m2。1218 工作面開采煤層屬下二疊統山西組下部的3號煤層，該煤層賦存穩定，煤厚變異較小，煤層結構較簡單。煤層平均厚度6.95 m；煤層傾角0°～6°，平均3°，頂底板巖性如表1 所示；煤層結構為6.95 m。原始瓦斯含量3.48 m3/t，可解析瓦斯含量1.32 m3/t。

表1 3 號煤層頂底板巖性匯總表

為更好地控制瓦斯事故，根據抽采部安排，需在1218 軌道、膠墊巷安設管道抑爆裝置，可快速撲滅爆炸火焰，有效扼制瓦斯爆炸事故的擴大，減少災害損失。

2 管道抑爆裝置結構及工作原理

2.1 管道抑爆裝置主要結構

1）1218 工作面瓦斯抽采管路安裝的管道抑爆裝置主要由GHYZ5 礦用本安型火焰傳感器、JHH-5型接線盒、KYD127/128 礦用隔爆兼本質安全直流電源、KXH12 型火焰控制器以及若干個ZYBG 型礦用本安型管道抑爆器等部分組成[1]，如圖1 所示。

圖1 瓦斯抽采管路管道抑爆裝置結構示意圖

2）管道抑爆裝置中的傳感器一般布置在瓦斯抽采管路出氣口或進氣口3～5 m 處，而第一個抑爆器與傳感器布置間距為60 m，相鄰兩個抑爆器布置間距為50 m。

3）對地面瓦斯泵站安裝抑爆裝置時，傳感器與排孔口布置距離為5.0 m，而抑爆器安裝在距傳感器30～70 m 處，地面瓦斯泵站抑爆器數量根據管徑大小進行確定。

2.2 管道抑爆裝置工作原理

1）當瓦斯抽采管路出現瓦斯或煤層爆炸時，管道抑爆裝置在最短時間內通過火焰傳感器監測到瓦斯爆炸及爆炸點，然后將監測信號傳送至控制盒內，控制盒接收數據信號后對抑爆器發出指令[2-3]，抑爆器接收指令后啟動氣體發生器，將發生器內的抑爆劑物質在短時間內進行釋放，降低管道內溫度，撲滅火焰，同時形成抑爆屏障，防止瓦斯爆炸范圍擴大，保證瓦斯抽采及設備安全。

2）當瓦斯抽采管路內出現火源時，火焰傳感器在5～8 ms 范圍內監測到火源及火源點，并發出警報，控制器在15 ms 范圍內對監測數據信號進行處理、分析，并對抑爆器發出指令，抑爆器接收指令后在12 ms 范圍內啟動發生器進行主動抑爆。

3 管道抑爆裝置安裝注意事項

1）抑爆設備需安裝在抽采支管路進入主抽采管路之前，每套抑爆設備安裝前需自制長1 m 鐵管、長4 m 螺紋鋼管各3 根，連接各組件前需每間隔50 m拆除一根原安裝的長5 mΦ457 mm 的管路，連接自制1 m 鐵管、4 m 螺紋鋼管，完成管路連接，安裝組件。

2）拆除原安裝的Φ457 管路，拆管前先將管路堵板拆除，空抽10 min 后。檢查瓦斯濃度將至0%后進行下一步作業。利用頂板錨索為起吊點，用起吊用具、手拉葫蘆對原安裝管路兩端進行起吊，手拉葫蘆吃力后拆卸兩端法蘭螺絲[5]。

3）安裝抑爆器時，其噴嘴方向與安裝軸線調整一致，然后將抑爆器與底座連接[6]，最后完成固定，安裝時盡量保證抑爆器于頂板所在水平面垂直。

4）抽采管路內瓦斯由工作面向采區主管路方向流動，傳感器安裝在靠近工作面側，兩個火焰傳感器水平于巷道底板[7]，相對安裝，距離抑爆器50 m。

5）設備組件移動到預定位置固定后，要對固定情況進行檢查，抑爆器與火焰傳感器分別安裝在抽采支管路上，間距50 m，檢查無誤，連接各類線束，線束連接時將設備外引電源線用接線盒連接127 V電源線分別用接線三通接至二采區變電所內的ZBZ-2.5 A 綜保；線束連接完好，組件固定牢固后通電試運行設備，調試正常后通電使用。

4 實際應用效果分析

2020 年4 月對1218 工作面共計安裝了兩套管道抑爆裝置，分別安裝在1218 膠帶巷抽采支管路和1218 軌道巷抽采支管路上，截止2020 年11 月1218工作面已回采結束，通過7 個月實際應用效果來看，管道抑爆裝置整體運行良好，未發生誤保護動作現象，安裝管道抑爆裝置后共計監測到管道內產生火源6 次，成功抑爆6 次，未發生一起因裝置保護失效、靈敏度低造成瓦斯抽采管路爆炸事故，大大提高了綜采工作面瓦斯抽采安全性。

5 結語

瓦斯抽采是高瓦斯礦井避免瓦斯爆炸重要技術手段，通過瓦斯抽采可降低采掘煤層內瓦斯濃度，從而保證煤礦安全生產，避免瓦斯超限導致瓦斯爆炸事故發生；但是在煤層瓦斯抽采過程中受摩擦、靜電以及電火花等影響，很容易造成抽放管路產生明火而發生爆炸事故。司馬礦對1218 工作面瓦斯抽采管路安裝了管道抑爆裝置后有效解決了瓦斯抽采管路遇明火發生爆炸等技術難題，保障了瓦斯抽采安全，取得了顯著應用成效。