采煤工作面瓦斯燃烧发火原因分析论文_罗洋

采煤工作面瓦斯燃烧发火原因分析论文_罗洋

新疆焦煤(集团)有限责任公司 830025

摘要:在分析井下瓦斯燃烧起因和特点的基础上,结合目前煤矿多发的瓦斯燃烧事故,建立超细水雾作用下采煤工作面瓦斯燃烧防控实验平台。在不同条件下进行系列超细水雾抑制瓦斯燃烧实验,以甲烷流量150 mL/min、其体积分数90%、超细水雾流量220 mL/min、水雾粒径5~30μm为最佳实验工况进行水雾与瓦斯燃烧作用机理研究。结果表明:超细水雾与瓦斯火焰作用后,在火焰周围形成封闭水雾圈,瓦斯燃烧火焰出现被抑制—切割—再抑制—再切割的过程,使火焰由大变小,直至熄灭;与自由燃烧相比,火焰周围温度和氧气体积分数均出现不同程度的降低,整个熄灭过程仅用90 s。

一、采煤火灾面的情况

采煤工作面作为煤炭的第一生产现场,具有作业空间狭小、机械设备多、视觉环境差、温度高的特点,是矿井事故的多发地点。煤矿顶板事故、透水事故、煤炭自燃事故、瓦斯爆炸事故、煤尘爆炸事故以及职业病在采煤工作面的发生都占有相当大的比例。因此,对采煤工作面进行风险评价研究,成为煤矿安全管理迫切需要解决的问题。在采煤工作面顶板事故中,有 80%的原因是由管理不当引起的。

二、采煤工作面设计

采煤工作面整体长度设计

对工作面走向长度的探讨 在目前技术条件下,我国煤矿井下采煤工作面的走向长度是值得探讨的问题。合理的工作面走向长度应能够在最大限度地养活搬家次数的同时,提高煤炭资源回收率。当然,也不是越长越好,而应在摸清工作面具体地质条件的基础下,以具体地质条件和生产接续、配套设备条件等多方面因素为依据,对工作面走向长度予以合理设定,当前我国大型煤矿综放工作面走向长度大多介于 1100~1400m 间。

采煤工作面顺槽布置

轨道顺槽布置问题 对于轨道顺槽的布置问题,应在考虑到巷道服务时间、变形等因素的同时,以矿井具体生产实际和地质条件为依据,在布置临近采空区采场时,将轨道顺槽沿空侧通长布置,并留置与老空区 3.5m的保护煤柱。

运输顺槽布置问题 为便于顺槽电机与皮带的安装,运输顺槽宜沿坡度设置机头段。并保证与联络巷连接位置处留有 20m 的平段,见煤层后再沿煤层底板掘进。同时,运输顺槽内的皮带应内错布置,皮带应与运输顺槽巷道和轨道顺槽巷道保持合理的距离。

运输顺槽联络巷布置问题 运顺联络巷布置是采煤工作面施工的重要环节之一。运顺联络巷布置在运顺东侧或西侧,应以具体的井下地质条件为主要依据,并避免应力集中,以避免给顶板管理构成安全威胁,同时,应尽量减少巷道工程量,只有这样,运顺联络巷的布置才能够保证顺利通过立交,且不需要增加运输环节。

采煤工作面支架保护

采煤工作面合理支护的原则分析 当采煤工作面支护面积较大时,可以单根支柱支护,结合特殊顶板的特殊支护方式来进行,这样能通过良好的顶板控制对支护面进行完整支护,从而构建一个相对最优的采煤作业空间。与其它区域比较,顶板集中点承受的压力相对较大,如果失控就可能发生冒落,对比其他地区的承受压力,顶板集中点的压力将大大增加,失控的顶板或许发生冒落。因此,应合理选择排数和排距的相关数据,有效防止过小或过大排距现象的形成,以避免顶板提前脱离煤层而发生冒落。

端头支护管理工作优化 煤矿井工作面的安全开采直接受到工作面端头支护,以及高强度支护和大面积支护的影响。因此,选择更加合理的采放工作面端头方式方式,并在支护效果良好的基础上,进行经济成效更显著的施工作业无疑是可行的。过渡支架要选择最佳位置,输送机前后机头或机尾位置是最好的选择,当然,应当在支架的一侧设置相应的输送机减速器和前后驱动电机,这是确保采煤工作面全程保持与输送机中心距离长度一致性的有效措施。同时,特殊架构支架,也就是过渡支架必须设置于输送机过渡段。

三、采煤工作面事故分类

(1)煤炭自燃事故

煤氧化发热,加上硫、磷、硫化铁和一定的水分作用,更能促长其发热自燃,煤表面受氧化作用后便生氧化热,如果通风不良,这种热不易散逸,那么温度就会慢慢上升,氧化作用也就更加剧烈,如此反复进行,达到一定温度,煤就能自燃发火,即煤的氧化自燃。

对工作面长度的探讨 地质、采煤技术、生产管理、设备等条件,均会对采煤工作面的长度形成制约。目前,120~200m 是国内采煤工作面最为常见的长度,这是开采实践中各种制约条件均衡的结果。当然,条件准许的情况下,应尽量加大采煤工作面的长度。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这是因为:①适当增大工作面的长度,能减少区段煤柱占据区段整体资源的比例,从而提升区段煤炭的采出率;②适当加长的工作面更有利于采煤机械发挥作用,有利于机械优势的发挥,从而推动矿井增产增效。总之,应根据开采区域和煤层的不同,合理确定工作面的长度,这样才能有效提升煤炭的采出量。

(2)顶板事故

顶板事故按冒顶范围大小可分为局部冒顶和压垮型大面积冒顶。在局部矿山压力(多为直接顶或伪顶)作用下,由于局部空帮、空顶或支护不当、不及时造成煤、岩局部垮落的事故叫局部冒顶。大面积冒顶是因矿山压力过大,主要是直接顶或老顶来压时,由于支护密度不够,顶板沉降不均衡造成支架断裂、垮塌,使采、掘、维护工作面大面积垮落的事故,称为压垮型大面积冒顶。大面积冒顶事故与矿山压力过大联系密切。

(3)瓦斯爆炸事故

瓦斯爆炸就其本质而言,是适量浓度的瓦斯(主要成分为CH4)和空气中的氧气在一定温度作用下产生的激烈氧化反应。

四、采煤工作面火灾的处理措施

采煤工作面在下列情况下容易发生火灾:使用变质火药放炮,用可燃物(如火药纸、碎煤)代替炮泥充填炮眼,充填炮泥长度不够,电缆短路,未正确处理瞎炮等。

采煤工作面及其进回风巷发生火灾后,现场人员应利用身边器材积极灭火,同时,尽早向矿调度室汇报。在灭火无效后,工作面人员在班组长或有经验的人员带领下迅速撤离灾区。采煤工作面火灾处理,极易引起瓦斯煤尘爆炸。整个灭火工作除一般要在维持正常通风情况下进行外,还必须做到:

1、要有效地利用灭火器和防尘水管,从进风侧灭火。

2、急倾斜煤层采煤工作面着火时,不准在火源上方灭火,防止水蒸汽伤人;也不准在火源下方灭火,防止火区塌落物伤人;而要从侧面(即工作面煤壁或采空区方向)利用保护台板和保护盖接近火源灭火。

3、采煤工作面瓦斯燃烧时,要增大工作面风量,并利用干粉灭火器、砂子、岩粉等灭火,灭火人员要分散开。扑灭上隅角瓦斯燃烧时,要严防将火焰逼入采空区而增大火区范围。

4、从进风侧灭火难以取得效果时,应采取局部反风,从回风侧灭火,但进风侧要设置水幕。

5、采煤工作面回风巷着火时,必须采取有效方法,防止采空区瓦斯涌出引起爆炸。

下行通风的采煤工作面发生火灾时,应采取有效措施(如增加工作面风量,保持回风系统畅通等)避免风流逆转。当火势较大难于扑灭时,应果断封闭火区,避免瓦斯爆炸,扩大事故。

五、掘进工作面火灾的处理措施

独头掘进巷道发生火灾后,局部通风机的控制是关键。发火后,任何人不得停止局部通风机的运转,要在维持正常通风的情况下,积极灭火。矿山救护队到达现场后,要保持独头巷道的通风原状,即正在运转的风机,不要停转;已经停转的风机,不要盲目开启,待侦察后再决定是否启动,若发火巷道内瓦斯浓度低于2%,可开动风机排烟降温,若瓦斯浓度高于16%,则不准启动风机,以防引起瓦斯爆炸。

发火巷道的进回风侧若有积存瓦斯的地点(如盲巷等),应予封闭,避免火灾引起瓦斯爆炸。独头掘进水平巷道中不同部位(入口、中部、迎头)发火,有各自的特点,其中迎头发火,一般没有救人任务,应集中力量灭火。入口部位发火,一旦风筒烧断,巷内缺氧,火焰不会无限制向里蔓延,而是迎风向外燃烧,甚至将有风流巷道中的可燃物点燃。中间部位发火,是最难处理的,最易发生瓦斯爆炸,扩大人员伤亡,当人员抢救出后,应果断进行远距离封闭。

六、结束语

采煤工作面是指煤炭的第一生产现场,具有作业空间狭小、机械设备多、视觉环境差、温度高的特点,其安全事故频发,严重影响了整个煤矿的安全管理工作,是煤矿安全管理工作中的重点区域。

参考文献:

[1]苏丽丽.煤矿采煤工作面安全管理研究[J](2014-12-25)[2017-05-27]

[2].吴丙春.张得鑫.刘永巍.采煤工作面设计相关问题探讨.[J](2012-03-25)

[3].王焘.基于危险源理论的采煤工作面风险评价研究.[J](2008-04-15)[2017-05-27]

论文作者:罗洋

论文发表刊物:《基层建设》2018年第15期

论文发表时间:2018/7/23

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

采煤工作面瓦斯燃烧发火原因分析论文_罗洋
下载Doc文档

猜你喜欢