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五龙煤矿漏风检测及调压技术 马友发 阜新矿业集团公司 通风处, 辽宁 阜新 123000 摘 要 介绍了五龙煤矿利用 SF6检漏技术和多参数测压仪测压技术, 有效地对矿井复杂漏风网 络进行调压, 消除了邻近小煤矿的 CH4和 CO 等有害气体对本矿的影响。 关键词 SF6检漏; 多参数测压仪; 调压 中图分类号 T D752. 2 文献标识码 B 文章编号 1003- 496X 2006 02- 0014- 03 五龙矿 311 综放工作面 2003 年 10 月 26 日发 生了瓦斯涌出异常现象, 瓦斯绝对涌出量比正常开 采增加了 5 m3/ min, 而 322 二阶段炮采工作面也同 时发生了瓦斯异常涌出现象, 而且 312 西轨道发现 CO 增大现象。针对矿井这种瓦斯和 CO 异常增大 现象, 公司及矿立即组织人员研究解决方案, 利用 SF6检漏技术和多参数测压仪测压技术, 有效地对 矿井复杂漏风网络进行调压, 消除了邻近小煤矿的 CH4和 CO 等有害气体对本矿的影响。 1 SF6检漏技术 1. 1 SF6检漏技术的原理 矿井漏风检测一般采用 SF6示踪气体。SF6是 一种无色、 无味、 无嗅的气体, 热稳定性好, 具有惰性 的非燃烧性气体。这种气体不溶于水, 不易被井下 物料表面所吸附, 不与碱起作用, 是一种良好的负电 性气体。化学性质非常稳定, S 原子 6 个轨道全部 被 F 原子结合, 共价键非常稳定。漏风检测的特点 为 在矿井释放和检测范围内对人体无害, 能随气体 流动, 无沉降, 不凝结, 扩散速度慢, 与空气混合快, 便于检测, 是当前矿井检测漏风通道的一种理想技 术手段。基本原理 根据质量守衡定律 等量定律 , 即在释放地点放出一定量的 SF6气体, 在预定接收 地点就能接收到等量的 SF6气体。 本公司目前一般采用定性方法, 即通过在可疑 地点释放 SF6, 同时在预计的 1 个或几个接收点同 时检测, 找到漏风源, 然后采取切实可行措施进行堵 漏, 达到防灭火效果。目前我们使用的检测接收仪 器是上海 SF6检漏仪器厂生产的。仪器特点 进行 定性接收, 非常灵敏, 即使有微量 SF6即可接收到并 报警显示。 1. 2 SF6检漏过程 根据瓦斯涌出情况, 初步断定五龙煤矿 CH4和 CO大量涌出的原因为 由于 311 综放工作面回 采后冒落带或裂隙带与 312、 322 采空区, 二七井、 五 龙矿二井及平安七井发生连通透气关系; 受大气 压力波动影响。解决方案如下。 1 首先组织五龙矿、 平安七井等有关人员核对 图纸初步摸清可疑漏风源, 查找并确定连通地点。 2 根据核图情况, 现场勘察各可疑漏风源。 3 释放 SF6示踪气体检测漏风源同时对漏风 源进行测压。 4 确定漏风源后, 进行大区、 局部调压, 调整瓦 斯抽放系统, 控制 312 西轨道瓦斯抽放量。 流量大、 工艺简单、 稳定可靠的特点。大流量的三相 泡沫注入采空区后能快速地充填并覆盖不明火源, 具有灭火速度快、 效率高的优点。同时三相泡沫具 有很好的挂壁性, 能避免发生溃浆, 浆液的大量流失 等一般注浆材料的缺点, 非常适于大倾角俯采工作 面的火区治理。 3 三相泡沫技术通过对大兴矿的 N2703 综放 工作面采空区的不明位置高温火源点的成功扑灭与 治理, 保证了该工作面安全、 正常的开采, 表明三相 泡沫防灭火效果显著。三相泡沫技术在大兴矿 N2703 俯采综放工作面的成功应用, 为大倾角俯采 工作面防止煤炭自燃治理提供了新的技术手段。 作者简介 任万兴 1980- , 男, 河南新乡人, 中国矿业 大学在读硕士研究生, 从事通风防灭火、 煤炭自燃和安全科 学理论方面的研究。 收稿日期 2005- 06- 20; 责任编辑 郭瑞年 14 煤 矿 安 全Total 375 技术经验 5 专人检查观测各漏风源入排规律, 压力变化 情况 尤其大气压力影响, 而产生的∀ 呼吸现象 , 以 便于随时调整通风系统。 处理过程为 通风处组织相关人员在五龙矿、 平 安七井现场核图, 同时查看可疑漏风源。通过准确 核图, 确定平安七井虽然漏风可能性不大, 但可作为 检测点; 五龙矿二七井有沿二井总排入风的可能; 五 龙矿三盘下大巷、 二七井绕道及大巷、 312 西轨道、 - 600 m 南石门有连通可能; 322 一二阶段有连通 可能; 322 炮采面与 311 综放工作面之间可能存在 连通关系。2003 年 11 月 3 日开始安排专人释放 SF6, 其释放地点为如图 1所示。 图 1 五龙矿通风系统示意图 释放过程为 在两工作面入风释放。在 322 炮采工作面释放时, 25 min 在 312 西轨道闭前接 到, 18 min 在 322 二阶段上组风道闭前接到。在 311 综放工作面下隅角释放时 , 其接收的地点和时 间为 322 二阶段下组风道闭前 5 min, - 600 m 南 石门直头闭 5 min, 312 西轨道 6 min, 二七井直头闭 前 35 min 都分别接到。从以上两工作面释放看, 两 工作面之间存在漏风, 而且两工作面向总排漏风, 但 二七井直头闭前接收, 是因为来源于 312 西轨道, 二 七井直头闭入风。 在- 215 m 水平二七井总排密 闭串塘管内释放, 其接收的地点和时间为 322 二阶 段下组风道 35 min, 312 西轨道 2 h 15 min, 二七井 直头闭前 2 h 25 min 来自于 312 西轨道 接收到。 ∃ 在二七井直头密闭串塘管释放, 其接收的地点和 时间为 322 二阶段下组风道 5 min, 311 综放工作 面风道 23 min, 322 二阶段上组风道闭 40 min, 312 西轨道闭 1 h 15 min 接收。 说明 二七井向 322、 311 两工作面供风, 通过 312西轨道进入矿井总排。 因此, 可断定二七井、 二七井大巷向 322、 311 两 15 技术经验 煤 矿 安 全2006- 02 工作面供风, 通过两工作面, 进入 312 西轨道, 然后 进入矿井总排。 2 调压技术 2. 1 测压仪器 利用 ZF- 1 型智能通风多参数测压仪进行测 压, 该仪器可直接读取压力, 测定密闭内外、 采空区 密闭内外相对压差、 绝对静压以及因昼夜绝对压力 变化造成的矿井通风系统∀ 呼吸现象。补充完善了 公司矿井测压技术, 提高了测压精度、 速度。ZF- 1 型智能通风多参数测压仪, 是煤炭科学研究总院抚 顺分院产品。该产品能精确测量网络系统的绝对、 相对压力、 温度、 风速等, 是一种比较先进的测量仪 器。测量参数为 压差、 绝对静压、 温度、 风速 瞬时 风速、 平均风速 。 2. 2 测压方法 相对压力测定方法为 在入排 2 个接管柱上接 上皮托管, 在一定长度的流程上即可直接读取数值。 过去, 多采用压差计和皮托管。压差计种类为 U 型垂直压差计、 倾斜 U 型压差计、 单管倾斜压差计、 恒温气压计等。绝对压力测定方法为 将该仪器直 接平放, 读取数值即为绝对压力 绝对静压 。地面 大气压力的变化随时影响到井下。密闭区内漏风越 大, 其内压力随外界大气压力的变化越快。当大气 压力上升时, 新鲜空气渗入密闭区的压力增大, 而密 闭区气体渗出的速度降低; 当大气压力下降时则相 反。因此, 外界大气压力的变化常造成密闭区产生 ∀ 呼吸现象。 2. 3 测压结果及分析 11月 4日白班安排专人用 ZF- 1 型智能通风 多参数测压仪测压, 测定结果为 二七井大巷密闭串 塘管内外压差 850 Pa, 大量入气; 三盘下大巷密闭内 外压差 9. 8 Pa, 微入; - 600 m 南石门闭内外压差 2 Pa, 微排。11 月 4 日 4 00 班安排专门人员测压, 其结果为 二七井总排压差 46 Pa, 微入; 312 西轨道 密闭内外压差 640 Pa, 排风; 二七井大巷密闭内外压 差为 640 Pa 较白班降低 210 Pa 。由上述测定可 知, 二七井密闭大量入风, 二七井总排入风, 312 西 轨道排风。为了判定大气压力变化对矿井的影响, 五龙矿利用本仪器按流程安排了测定绝对静压工 作。11 月 5 日白班测定结果为 地面 100. 39 kPa; 西砂井底 106. 6 kPa; 311 综放工作面上川 100. 19 kPa, 下川 100. 17 kPa; 322 炮采面上川 100. 72 kPa, 下川 100. 9 kPa。 通过上述检测, 可判定大气压力对 2 个工作面 造成了一定的波动, 形成昼夜∀ 呼吸现象, 但主要还 是大范围、 大系统形成了连通透气关系, 造成了目前 2 个工作面瓦斯同时异常超限现象及因压力波动带 来的 312 西轨道 CO 增大现象。 2. 4 调风调压措施 根据测定结果制定了大范围、 大系统的具体调 风调压措施, 其措施为 1 两工作面均压, 风道设调节门, 保证均压风 机稳定运转。 2 312 西轨道瓦斯抽放管路关闭或减少抽放 量, 以控制 CO 浓度。 3 分别在二七井、 312 西轨道与二七井大巷之 间、 322 总排设调节风门。 4 封闭三号桥采煤工作面。 5 对二七井总排密闭进行加固, 喷浆或重新砌 碹。 6 翻修 365 专用延深下山, 保证回风断面, 解 决其回风能力不足的问题。 3 结 论 五龙矿通过对复杂漏风网络的分析, 在有关地 点释放 SF6气体, 找出了相关的漏风地点, 对漏风严 重的巷道和密闭进行测压, 根据测压结果对矿井的 通风系统进行了大范围调压, 使两工作面瓦斯涌出 基本达到正常水平, 同时 312 西轨道 CO 得到了有 效地控制。 作者简介 马友发 1964- , 男, 辽宁北宁人, 1990 年毕 业于中国矿业大学通风与安全专业, 现任阜新矿业集团公司 通风处主任工程师。 收稿日期 2004- 12- 18; 责任编辑 郭瑞年 16 煤 矿 安 全Total 375 技术经验