高突矿井瓦斯预警系统的应用.pdf

- 8 8 - 中国科技信息 2011 年第 2 期 CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INATION Jan.2011工 程 1 问题的提出 超化煤矿隶属于郑州煤电股份有 限责任公司，属三软煤层，突出区域地 质构造较复杂，瓦斯含量高，2 0 0 5 年 高突矿井瓦斯预警系统的应用 郑顺卿 李晓民 刘炎伟 郑伟 郑州煤电股份有限公司超化煤矿，河南 新密 4 5 2 3 8 5 摘 要 针对目前高突矿井地质构造复杂、瓦斯含 量高的特点，加之部分矿井工作面距离 长，为进一步挖掘安全监控系统功能，提 高矿井抗灾能力，在现有的安全监控系统 基础上，在安全监控系统主机上对瓦斯传 感器设置预警值，在掘进面巷道内增加声 光报警器，来提高高突矿井瓦斯预警能 力，进一步减少瓦斯事故的发生。瓦斯预 警系统通过在超化煤矿的应用取得了良好 的效果，在同类矿井中具有良好的应用价 值 。 关键词 高突矿井；安全监控；瓦斯预警 被鉴定为煤与瓦斯突出矿井。矿井安 全监控系统为煤炭科学院重庆分院研制 开发的K J 9 0 NA系统。超化煤矿2 3 采 区 2 3 1 1 1下付巷属高突掘进工作面， DOI10.3969/j.issn.1001-8972.2011.02.027 - 8 9 - 设计1 2 8 8 米，目前已掘进 5 2 0 米，按 照 A Q1 0 2 9 - 2 0 0 7 煤矿安全监控系统 及检测仪器使用管理规范标准的规 定，只要在 2 3 1 1 1 下付巷工作面迎头＜ 5 米范围，风筒另一侧安装掘进面瓦斯 传感器，在掘进面回风流 1 0 ～1 5 米范 围内安装瓦斯传感器，具备风电、瓦斯 电闭锁功能，断电范围符合规定即可， 存在如果掘进工作面出现异常、 瓦斯超 限等事故，皮带转载机附近、巷道中间 工作人员听不到瓦斯传感器报警声不能 够及时撤离危险区，造成事故隐患。鉴 于此， 超化矿在现有的安全监控系统基 础上， 应用瓦斯预警系统取得了良好的 效果。 2 预警系统的组成 在2 3 1 1 1 下付巷掘进工作面安装 2 台 2 * 3 0 k w局部通风机, 具备自动倒切 功能，用于该工作面风量供给，给现场 工作人员提供新鲜空气及对有害气体的 排出。在 2 个局部通风机上安装 2 台设 备开停传感器， 用于监测局部通风机运 行状态， 与该掘进工作面监测分站连接 实现瓦斯电、风电闭锁功能。系统的组 成由监测主机→通讯接口→避雷器→传 输信号线→监测分站→瓦斯传感器→馈 电断电器→声光报警器。 （原理如左图 所示） 。 在地面安全监控系统主机上对 2 3 1 1 1 下付巷两个瓦斯传感器设置瓦斯 预警值为0 . 5 报警，瓦斯传感器报警、 断电值为 0 . 8 ，即当 2 3 1 1 1 下付巷瓦 斯达到0 . 5 时地面监控中心监控主机 上显示粉红色发出预警信号， 提示监控 系统值班员及时采取措施进行处理。 当 掘进面瓦斯达到0 . 8 时地面监控中心 监控主机上显示红色发出报警信号， 井 下 2 3 1 1 1 下付巷掘进工作面瓦斯传感 器发出报警断电信号， 自动切断供电电 源，并在该工作面巷道内每隔1 0 0 米设 置一个声光报警器，在皮带机头、局部 通风附近各安装一个声光报警器，在 2 3 1 1 1 下付巷车场风门外轨道侧进风巷 安装一个声光报警器， 当掘进工作面瓦 斯超限后声光报警器同时发出报警信 号， 使掘进巷道内人员及时撤离到安全 地点， 轨道进风侧人员听到报警后能够 迅速撤到更为安全地点并向生产调度室 汇报。目前，瓦斯预警系统通过在 2 3 1 1 1 下付巷工作面的应用取得了良好 的效果。 3 应用效果 高突矿井瓦斯预警系统在超化煤 矿 2 3 1 1 1 下付巷高突掘进工作面的应 用，拓宽了安全监控系统的功能，及时 向煤矿管理者提供瓦斯管理的决策信 息，确保了安全监控系统实时监测、监 控的能力，提高了安全生产的抗灾能 力， 使安全监控系统在煤矿安全生产中 真正起到电子警察的作用。 作者简介 郑顺卿（1 9 6 5 - ） ， 男， 河南新密人， 助理工 程师，2 0 0 1年毕业于郑州矿务局职工大学， 现从事安全监控系统管理工作。 作者简介 尹刚 1 9 7 0 ～ , 男, 山东莱阳市人, 高级工程师, 给排水工程专业, 工作单位胜利石油管理局供 水公司。 1 从孤北水库南坝0 2 0 0 ～0 5 0 0 段水泥粉喷桩的钻探检查可见，其成 桩和接缝状态均存在缺陷。比较粉喷 桩和坝体坝基土的相应渗透系数试验数 值说明，桩体渗透性比原土的要小 2 . 4 ～4 . 5 倍，粉喷桩具有一定的防渗效 果 。 2 由深层搅拌形成的水泥土防渗 墙一般要求墙体渗透系数≤ 1 1 0 - 5c m/ s 。从表 1室内试验成果看，粉 喷桩墙体渗透系数基本可以达到这一要 求，但现场钻孔注水试验成果远大于 此限值，不能满足要求。 3 粉喷桩注水试验的渗透系数水 泥土段比不成桩段要大，室内试验则 相反。 这是由于在水泥土段注水试验段 包含了建基面，而该处存在腐殖层和 土体中孔洞，因而试验成果是合理 的 。 4 粉喷桩钻取的芯样可见有搅拌 不均匀现象，成桩状态差别明显，施工 质量差，致使截渗达不到要求。由表 1 水泥土段室内试验成果可见渗透系数 k 值可以达到≤ 1 1 0 - 5c m/ s 的要求， 因此采取粉喷桩截渗措施也不是不可 以，关键在于施工质量控制。 5 孤北水库南坝由于自身和粉喷 桩防渗墙均存在较严重缺陷，因而渗 流控制不良，致使下游继续出现渗透 破坏，为保证围坝安全运行仍应补行 截渗处理。 7 结论 胜利油田孤北水库南坝 0 2 0 0 ～ 0 5 0 0 段水泥粉喷桩防渗墙经钻探检 测，其成桩和接缝状态存在严重缺陷， 截渗效果差， 致使下游继续出现渗透破 坏，为保证围坝安全运行，应予采取渗 流控制措施。 由水泥土取芯样室内渗透 试验成果可见， 其值基本上可以满足≤ 1 1 0 - 5c m/ s 的要求，利用水泥粉喷 桩作为截渗设施， 关键在于施工质量控 制 。 上接第8 4 页