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浅谈煤矿瓦斯及其防治技术

来源:本网编辑

浏览:256

发布:2018-10-09 10:13

一、瓦斯爆炸及预防

矿井瓦斯不助燃,但它与空气混合成一定浓度后,遇火能燃烧、爆炸。瓦斯爆炸时会产生3个致命的因素:爆炸火焰、爆炸冲击波和有毒有害气体。瓦斯爆炸不仅造成大量的人员伤亡,而且还会严重摧毁矿井设施、中断生产。矿井瓦斯爆炸往往引起煤尘爆炸、矿井火灾、井巷坍塌和顶板冒落等二次灾害。

煤矿

1.瓦斯爆炸的条件

引起瓦斯燃烧与爆炸必须具备3个条件:一定浓度的甲烷、一定温度的引火源和足够的氧气。

2.预防瓦斯爆炸技术措施

预防瓦斯爆炸技术措施包括4个方面:

(1)防止瓦斯积聚和超限;

(2)严格执行瓦斯检查制度;

(3)防止瓦斯引燃的措施;

(4)防止瓦斯爆炸灾害扩大的措施。

二、矿井瓦斯抽放

1.瓦斯抽放方法

瓦斯抽放系统主要由瓦斯抽放泵、瓦斯抽放管路(带阀门)、瓦斯抽放钻孔或巷道、钻孔或巷道密封等组成。

根据抽放瓦斯的来源,瓦斯抽放可以分为:本煤层瓦斯预抽、邻近层瓦斯抽放、采空区瓦斯抽放以及几种方法的综合抽放。

2.瓦斯抽放指标

(1)反映瓦斯抽放难易程度的指标:煤层透气性系数、钻孔瓦斯流量衰减系数、百米钻孔瓦斯涌出量。

(2)反映瓦斯抽放效果的指标:瓦斯抽放量、瓦斯抽放率。

3.瓦斯抽放主要设备设施

(1)瓦斯抽放泵。瓦斯抽放泵是进行瓦斯抽放最主要的设备。

(2)瓦斯抽放管路。瓦斯抽放管路是进行瓦斯抽放必备也是使用量最大的材料。

(3)瓦斯抽放施工用钻机。绝大多数的瓦斯抽放工程都需要利用钻孔进行瓦斯抽放,因此,钻机是进行瓦斯抽放的矿井使用最多的设备。

(4)瓦斯抽放参数测定仪表。煤矿瓦斯流量测定仪表主要有孔板流量计、均速管流量计、皮托管、涡街流量计等。

(5)瓦斯抽放钻孔的密封。封孔是确保抽放效果的重要环节,采用先进的封孔技术和加强封孔的日常施工管理,是提高封孔质量的主要途径。

三、矿井瓦斯检测及监测

瓦斯检测实际上是指甲烷检测,主要检测甲烷在空气中的体积浓度。使用便携式瓦斯检测报警仪,可随时检测作业场所的瓦斯浓度,也可使用瓦斯传感器连续实时地监测瓦斯浓度。煤矿常用的瓦斯检测仪器,按检测原理分类有:光学式、催化燃烧式、热导式、气敏半导体式等等,可以根据使用场所、测量范围和测量精度等要求,选择不同检测原理的瓦斯检测仪器。

1.便携式瓦斯检测仪表

(1)便携式热催化型甲烷检测报警仪。当一定的工作电流通过黑元件(用铂丝制成)时,其表面即被加热到一定温度,当含有瓦斯的空气接触到黑元件表面时,便被催化燃烧,燃烧放出的热量又进一步使元件的温度升高,使铂丝的电阻值明显增加,于是电桥就失去平衡,输出一定的电压。在甲烷浓度低于4%的情况下,电桥输出的电压与瓦斯浓度基本上呈直线关系,因此可以根据测量电桥输出电压的大小测算出瓦斯浓度的数值;当瓦斯浓度超过4%时,输出电压就不再与瓦斯浓度成正比关系,所以按这种原理做成的甲烷检测报警仪只能测浓度低于4%的瓦斯。

(2)携便式光学甲烷检测仪。光学甲烷检测仪是根据光干涉原理制成的。由于光通过气体介质的折射率与气体的密度有关,如果以空气室和瓦斯室都充入同密度的新鲜空气时产生的条纹为基准(对零),当瓦斯室充入含有瓦斯的空气时(抽气测定),由于空气室中的新鲜空气和瓦斯室中的含瓦斯气体的密度不同,引起折射率的变化,光程也就随之发生变化,于是干涉条纹产生位移(移动),从目镜可以看到干涉条纹移动的距离。由于干涉条纹的位移量与瓦斯浓度成正比例关系,所以根据干涉条纹的位移量就可以测得瓦斯的浓度,从目镜可以观察到干涉条纹移动后所处的瓦斯浓度刻度值,于是便可测得瓦斯浓度。

2.瓦斯自动监测监控系统

(1)矿井瓦斯监测监控系统组成。矿井瓦斯监测监控系统主要由监测终端、监控中心站、通信接口装置、井下分站、传感器组成。

(2)矿井瓦斯监测、监控系统。目前国内在用的矿井瓦斯监测、监控系统有:KJ4、KJ90、KJ95、KJl01、KJP2000、KJ4/KJ2000和KJG2000等监控系统,以及MSNM、WEBGIS等煤矿安全综合化和数字化网络监测管理系统。


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