?????????? (5)裝備不足、管理不落實(shí)
??????? 礦井安全裝備配置不足,“先抽后采,監(jiān)測監(jiān)控,以風(fēng)定產(chǎn)”方針未得到完全落實(shí)。有的礦井沒有安裝瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)或運(yùn)行不正常,如2005年發(fā)生的41起特大瓦斯事故中,有的礦井雖安裝有監(jiān)控系統(tǒng),但因傳感器數(shù)量不足、安裝位置不對(duì)、線路存在故障、顯示器不顯示數(shù)據(jù)等問題。此外鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦發(fā)生的特大瓦斯事故都沒有裝備瓦斯抽放系統(tǒng)或抽放系統(tǒng)不能有效運(yùn)行,監(jiān)控系統(tǒng)也不能有效發(fā)揮作用,不能有效發(fā)揮其應(yīng)有的作用。
?????????? (6)企業(yè)技術(shù)管理薄弱
?????????? 安全投入對(duì)搞好煤礦安全來說是至關(guān)重要的。在前幾年,由于煤礦的經(jīng)濟(jì)效益不好,煤礦企業(yè)降低了安全投入,安全欠賬較多等問。 一些煤礦企業(yè)由于采煤方法落后,引起礦井采掘布置不合理,通風(fēng)系統(tǒng)不完善,此外,作業(yè)規(guī)程編制不符合實(shí)際,針對(duì)性不強(qiáng),給安全生產(chǎn)帶來了嚴(yán)重隱患。
??????? 2.2控制瓦斯爆炸事故的技術(shù)措施
??????? 從瓦斯爆炸條件看,氧氣的濃度是引起瓦斯爆炸的因素之一,但在煤礦井下一般不存在氧氣濃度低于12%的情況。因此,搞好瓦斯爆炸的防治措施體現(xiàn)在兩個(gè)方面:嚴(yán)格控制礦井各區(qū)域的瓦斯?jié)舛取⒍沤^火源和演習(xí)預(yù)案。
??????? 瓦斯爆炸事故的防治可分為預(yù)防爆炸和抑制爆炸。預(yù)防爆炸主要有:優(yōu)化通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)及通風(fēng)系統(tǒng),防治瓦斯積聚,進(jìn)行瓦斯抽放,加強(qiáng)瓦斯?jié)舛群突鹪幢O(jiān)測,防止點(diǎn)火源的出現(xiàn)等;抑制爆炸主要采用隔爆抑爆裝置將瓦斯爆炸限制在一定范圍內(nèi),從而減少人員傷亡和災(zāi)害事故所造成的損失。
??????? 通風(fēng)是排放瓦斯最主要的手段。做好通風(fēng)安全技術(shù)管理是防治煤礦主要事故的先決條件和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此,所有礦井都必須要建立安全可靠的、獨(dú)立的礦井通風(fēng)系統(tǒng)。建立合理的通風(fēng)系統(tǒng),能夠保證井下所有工作地點(diǎn)有足夠多的風(fēng)量將井下涌出的瓦斯及時(shí)沖淡并排放出井外,避免瓦斯集聚,所以建立合理的通風(fēng)系統(tǒng)是防止瓦斯爆炸最有效、最基本的措施。
??????? 2.2.1煤礦瓦斯抽放技術(shù)
??????? (1)我國國有煤礦高瓦斯和瓦斯突出礦井占總礦井?dāng)?shù)的46%。瓦斯抽放是減少礦井瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸和突出的治本措施,同時(shí)也是開發(fā)利用瓦斯能源、保護(hù)大氣環(huán)境的重要手段。
??????? (2)為提高瓦斯抽放率,目前主要需解決長鉆孔定向鉆進(jìn)技術(shù),包括測斜、糾偏技術(shù);提高單一低透氣性煤層的抽放率;研制鉆進(jìn)能力更強(qiáng)的鉆機(jī)具;完善和提高擴(kuò)孔技術(shù)、排渣技術(shù)、造穴技術(shù)和封孔技術(shù);開發(fā)新的瓦斯抽放技術(shù)及設(shè)備。
??????? (3)瓦斯抽放方法有本煤層抽放、鄰近層抽放和采空區(qū)抽放等;抽放工藝有順層長鉆孔、大直徑鉆孔、地面鉆孔、頂板巖石和巷道鉆孔等。并研制出與之相配套的強(qiáng)力鉆機(jī)及配套機(jī)具,如MK型長鉆孔鉆機(jī)和ZSM順層強(qiáng)力鉆機(jī)等[7]。此外已研制出多種抽放泵及配套的監(jiān)控系統(tǒng)和儀表等,大大提高了瓦斯抽放量和抽放率,使安全環(huán)境得到進(jìn)一步改善。
??????? (4)利用多分支羽狀適用技術(shù),解決低滲煤層瓦斯治理問題,提高抽采率。
??????? (5)煤礦瓦斯治理也應(yīng)該與煤層氣產(chǎn)業(yè)化緊密結(jié)合起來。
??????? 2.2.2礦井瓦斯?jié)舛燃盎鹪幢O(jiān)測技術(shù)
??????? 礦井瓦斯?jié)舛燃盎鹪吹膶?shí)時(shí)自動(dòng)監(jiān)測對(duì)于防止瓦斯爆炸非常重要,當(dāng)發(fā)現(xiàn)瓦斯異?;蛴谢鹪串a(chǎn)生,立即采取措施可防止爆炸事故的發(fā)生。我國目前開發(fā)了KJ90、KJ92、KJ94、KJ95、KJ73、KJ66等型號(hào)的礦井安全監(jiān)控系統(tǒng),以及各類檢測傳感器、報(bào)警儀和斷電儀。已有多個(gè)礦井安裝了礦井安全綜合監(jiān)控系統(tǒng),并具有如下功能:①礦井環(huán)境和工況參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控;②主要通風(fēng)機(jī)在線監(jiān)測;③巷道火災(zāi)實(shí)時(shí)監(jiān)測;④礦井瓦斯抽放實(shí)時(shí)監(jiān)測;⑤沖擊地壓實(shí)時(shí)監(jiān)測;⑥煤與瓦斯突出實(shí)時(shí)監(jiān)測;⑦煤層自然發(fā)火實(shí)時(shí)監(jiān)測;⑧瓦斯爆炸或燃燒實(shí)時(shí)監(jiān)測;⑨礦井電網(wǎng)監(jiān)測等多種功能。監(jiān)控系統(tǒng)的安裝極大地提高了煤礦的安全管理自動(dòng)化水平,防止了許多事故的發(fā)生。
??????? 2.2.3優(yōu)化通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)及通風(fēng)系統(tǒng)
??????? 合理可靠的通風(fēng)系統(tǒng)是防止瓦斯事故和控制災(zāi)害擴(kuò)大的重要措施,為此,瓦斯防治工程與采掘工程,必須同時(shí)設(shè)計(jì),超前施工,同時(shí)投入使用。
??????? 2.2.4隔爆措施
??????? 礦井隔爆抑爆裝置是控制瓦斯爆炸的最后一道屏障,當(dāng)瓦斯爆炸發(fā)生后,依靠預(yù)先設(shè)置的裝置可以阻止爆炸的傳播,限制火焰的傳播范圍,主要有被動(dòng)式隔爆棚和自動(dòng)抑爆裝置。
??????? 2.3煤(巖)與瓦斯突出及其預(yù)防
??????? 2.3.1突出概述
??????? 煤礦地下采掘過程中,在極短的時(shí)間內(nèi)(從幾秒到幾分鐘),從煤、巖層內(nèi)以極快的速度向采掘空間內(nèi)噴出煤(巖)和瓦斯的現(xiàn)象,稱為煤與瓦斯突出[9]。它是另一類型的瓦斯特殊涌出,也是煤礦地下開采過程中的一種動(dòng)力現(xiàn)象。它所產(chǎn)生的高速瓦斯流能夠摧毀巷道設(shè)施,破壞通風(fēng)系統(tǒng),甚至造成風(fēng)流逆轉(zhuǎn);噴出的瓦斯由幾百到幾萬立方米,能使巷道充滿瓦斯,造成人員窒息,引起瓦斯燃燒或爆炸;噴出的煤、巖由幾千噸到萬噸以上,能夠造成煤流埋人;猛烈的動(dòng)力效應(yīng)可能導(dǎo)致冒頂和火災(zāi)事故的發(fā)生。
??????? 2.3.2突出的外部特征
??????? 突出的外部特征是:(1)突出的煤、巖在高壓氣流搬運(yùn)過程中,呈現(xiàn)分選性堆積,即近處塊度大,遠(yuǎn)處粒度小,堆積坡度小于煤的自然安息角;(2)突出過程中煤巖進(jìn)一步粉碎,產(chǎn)生極細(xì)的粉塵,有時(shí)突出的堆積物好似風(fēng)力填充一樣密實(shí);(3)突出空洞口小肚大,其軸線往往沿著煤層傾斜向上延伸,或與傾向線成不大的夾角;(4)突出的相對(duì)瓦斯涌出量可以大于煤層的瓦斯含量。
??????? 2.3.3突出的機(jī)理
??????? 突出的機(jī)理是關(guān)于解釋突出的原因和過程的理論。突出是十分復(fù)雜的自然現(xiàn)象,它的機(jī)理還沒有統(tǒng)一的見解,假說很多,目前多數(shù)人認(rèn)為,突出是地壓、瓦斯、煤的力學(xué)性質(zhì)和重力綜合作用的結(jié)果。
??????? 2.3.4突出的一般規(guī)律
??????? (1)突出多發(fā)生在一定的采深以后;
??????? (2)突出多發(fā)生在地質(zhì)構(gòu)造帶、應(yīng)力集中區(qū);
??????? (3)突出的強(qiáng)度和次數(shù),與煤層厚度、傾角、硬度、透氣性等有關(guān);
??????? (4)突出與瓦斯關(guān)系,瓦斯壓力小含量低,可能發(fā)生突出;
??????? (5)突出大多發(fā)生在落煤、放炮工序;
??????? (6)突出前有預(yù)兆。???????????
??????? 2.3.5預(yù)防煤與瓦斯突出的主要技術(shù)措施
??????? 防突措施分為區(qū)域性防突措施和局部防突措施。
??????? (1)區(qū)域性防突措施
??????? 區(qū)域性防突措施主要有開采保護(hù)層和預(yù)抽瓦斯兩種。開采保護(hù)層是預(yù)防突出最有效、最經(jīng)濟(jì)的措施。
??????? 1)開采保護(hù)層
??????? 在突出礦井中,預(yù)先開采的、并能使其他相鄰的有突出危險(xiǎn)的煤層受到采動(dòng)影響而減少或喪失突出危險(xiǎn)的煤層稱為保護(hù)層,后開采的煤層稱為被保護(hù)層。保護(hù)層開采后,由于采空區(qū)的頂?shù)装鍘r石冒落,移動(dòng),引起的開采煤層周圍應(yīng)力的重新分布,采空區(qū)上、下形成應(yīng)力降低區(qū),在這個(gè)區(qū)域內(nèi)的開采煤層地壓減少,彈性潛能緩慢釋放;煤層膨脹變形,形成裂隙與孔道,透氣性增加;煤層瓦斯涌出后,煤的強(qiáng)度增加。
??????? 2)預(yù)抽煤層瓦斯
??????? 對(duì)于無保護(hù)層或單一突出危險(xiǎn)煤層的礦井,可以采用預(yù)抽煤層瓦斯作為區(qū)域性防突措施。這種措施的實(shí)質(zhì)是,通過一定時(shí)間的預(yù)先抽放瓦斯,降低突出危險(xiǎn)煤層的瓦斯壓力和瓦斯含量,并由此引起煤層收縮變形、地應(yīng)力下降、煤層透氣系數(shù)增加和煤的強(qiáng)度提高等效應(yīng),使被抽放瓦斯的煤體喪失或減弱突出危險(xiǎn)性。
??????? (2)局部防突措施
??????? 大型突出往往發(fā)生于石門揭開突出危險(xiǎn)煤層時(shí)。所以石門揭開突出危險(xiǎn)煤層,以及有突出傾向的建設(shè)礦井或突出礦井開拓新水平時(shí),井巷揭開所有這類煤層都必須采取防止突出的措施,并制定專門設(shè)計(jì)。
??????? 局部防突措施主要有以下8種:①松動(dòng)爆破;②鉆孔排放瓦斯;③水力沖孔;④超前鉆孔;⑤金屬骨架;⑥超前支架;⑦卸壓槽;⑧震動(dòng)放炮。
??????? (3)瓦斯賦存、煤與瓦斯突出、沖擊地壓等災(zāi)害受地質(zhì)條件控制,80%以上的動(dòng)力災(zāi)害發(fā)生在地質(zhì)構(gòu)造破壞帶,但多數(shù)構(gòu)造帶并不發(fā)生動(dòng)力災(zāi)害。地質(zhì)構(gòu)造對(duì)災(zāi)害的控制機(jī)理和規(guī)律尚不能認(rèn)識(shí),只停留在“假說”階段。雖然我國曾做過一系列研究,對(duì)認(rèn)清突出機(jī)理起了推動(dòng)作用,但是對(duì)機(jī)理的研究是零星開展的,缺乏系統(tǒng)的、有一定力度的支持,帶來了煤礦自上而下的急功近利思想,引起采掘失調(diào)、采抽失調(diào),這是許多瓦斯發(fā)生的根源。
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