排放瓦斯安全技术要求

　　摘要：瓦斯排放是煤矿处理瓦斯最常见的措施，我国不少煤矿曾在瓦斯排放过程中由于管理不善导致了恶性事故，就瓦斯排放的安全实施作探讨，为瓦斯的安全排放提供实践参考。

　　关键词：瓦斯  排放  技术

　　0 引言

　　《煤矿安全规程》（2007年版）明确规定：停风区域中瓦斯浓度和二氧化碳浓度超过3.0%时，必须制定安全排放瓦斯技术措施，同时要求在排放瓦斯的过程当中，排出的瓦斯与全风压风流混合处的瓦斯和二氧化碳浓度都不得超过1.5%，严禁无顾于规程“一风吹”排放瓦斯。在我矿大力宣读各大煤矿因排放瓦斯过程中引发的一起起瓦斯事故（爆炸）案例，结合本矿在排放瓦斯中存在的不足和差距，对高值超限的安全隐患和引发的事故感到很震惊，对我们的教育也极其深刻。面对一起起血的事实，如何杜绝瓦斯事故，彻底清除安全隐患，从根本上创造人身效益、安全效益和经济效益，实现矿井安全跨越式发展，是我们大家应该共同探讨的话题。

　　1 控制排放瓦斯方法

　　为使排放瓦斯风流在同全风压风流混合后其中的瓦斯浓度不超限，必须采取控制排放瓦斯的方法，现场采取的控制方法主要有：

　　1.1 增阻限风法：增阻限风法实质就是增加局部通风机的工作风阻，以限制局部通风机风量，达到控制排放瓦斯的目的，即在风机出风侧用绳子或皮带捆绑；

　　1.2 分风限风法：分风限风法实质是让风流分岔，只让部分风流通过风筒进入独头巷道以排放瓦斯，另一股风流则同全风压风流一起稀释排放出来的瓦斯，即在风机出风侧设排放“三通”，通过“三通”放风来控制进入独头巷道的风量；

　　1.3 逐段排放法：逐段排放法就是在独头巷道内风筒断开，将独头巷道内积存的瓦斯由外向里逐段排放出来。

　　对上述方法分析如下：增阻限风法存在风机处于高风阻状态下启动并运行易处于不稳定状态且风量控制不易把握；逐段排放法存在排放瓦斯人员处于污浊风流中，操作不当就会存在安全隐患；而分风限风法则根据全风压混合处的瓦斯浓度来准确控制，同时根据现场实际瓦斯涌出量的大小确保排放瓦斯在同全风压风流混合处的瓦斯浓度不超过1.5%的前提下，准确控制风量大小，从而不仅能够排除因实际操作时容易出现风量过小而影响排放速度，还能够排除因实际操作时风量过大增加排出的瓦斯量。

　　2 关于参数计算

　　独头掘进巷道停风后（含旧巷复用），其内部积存的瓦斯量、瓦斯浓度、排放时最大供风量、最大排放量和最短排放时间都必须在排放前制定的安全技术措施中计算出来。一是有利于排放瓦斯人员在实际操作时做到心中有数，二是有利于妥善安排停电撤人区域内各部门的工作。

　　2.1 独头巷道内积存的瓦斯量:

　　VCH4=KQCH₄t，式中VCH4—独头巷道内积存的瓦斯量，m3

　　QCH₄——正常时独头巷道的绝对瓦斯涌出量，m³/min

　　t——停风时间， min

　　K——停风后独头巷道内绝对瓦斯涌出量与正常掘进时绝对瓦斯涌出量之比值，K值因矿井及独头巷道的具体情况，但停风后由于巷道不掘进，CH4涌出量减小，故K＜1，一般为0.3～0.7

　　2.2 独头巷道内积存的瓦斯浓度：C

　　C=VCH₄x100/LS=KQCH₄tx100/LS，式中

　　C——独头巷道内CH₄平均浓度，%

　　L——独头巷道的长度，m

　　S——独头巷道的平均断面积，m²

　　2.3 最大排放量：Q

　　Q=Q1•1.5%，式中，Q——从独头巷道中每分钟最多允许排出的瓦斯量，m3/min，Q1——全风压通风巷道中风量，m³/min

　　2.4 最大供风量：Qmax

　　Qmax=Q1•1.5% x100/C=Q•100/C，式中

　　Qmax——允许往独头巷道内供风量的最大值，m³/min

　　C—独头巷道内平均瓦斯浓度，%

　　2.5 排放时间：T

　　T=VCH₄/Q，式中，T——排放独头巷道中瓦斯所需时间，min，Q——从独头巷道中每分钟最多允许排出的瓦斯量，m³/min

　　严格讲，排放瓦斯时间T应根据实际操作时再定，以上计算是按最大排放量来推算的，实际操作时，排放瓦斯风流同全风压混合处的CH4浓度不可能恒为1.5%，另外还应考虑，瓦斯排放完后，必须等30min，确证无异常变化后，方可恢复正常供风与生产，故实际排放时间可参照经验值。

　　3 安全技术要求

　　3.1 排放要求：

　　3.1.1 停风区中瓦斯浓度超过1.0%但不超过3.0%时，必须采取安全措施，控制风流排放瓦斯。因为停风区内需要排放的瓦斯量并不大，严格采取控制风流措施，完全可以做到安全排放，所以，一般情况下不必制定专门排放瓦斯安全技术措施。但必须有瓦检员、安监员、电工等有关人员在现场监督管理，并采取控制风流措施。

　　3.1.2 停风区中瓦斯浓度超过3.0%时，必须制定安全排放瓦斯技术措施，并报总工程师批准后，严格执行安全技术措施排放瓦斯。

　　3.2 瓦斯排放前的系统调整：排放前必须调整好风量，必须要有满足要求的稀释风量。

　　3.3出于风筒承受能力及控制风流操作程序的难易程度考虑，原则上采用单级局扇排放瓦斯。

　　3.4 安全排放：首先，全部敞开排放“三通”，在启动局扇前先把局扇前的风筒用皮带或绳索捆扎起来限制独头巷道供风，只留安全孔径，开动单级局扇向工作面供风，一部分风直接进入回风巷道。瓦斯在巷道整体向外推移，进入全风压混合处被稀释，在此过程中如何进行优化调控，从客观上排除风量过小影响排放速度，风量过大增大排出瓦斯量的弊端，从而确保独头巷道排出的瓦斯在全风压风流混合处的瓦斯浓度和二氧化碳浓度均不超过1.5%，是我们瓦斯排放安全技术措施中的主导和安全核心，那么如何操作风筒，利用孔径大小，确保向独头巷道提供安全风量，现举例说明如下：

　　从上述图示中我们可以清楚的看出：捆绑处控制独头巷道最大允许供风量：Qmax=Q1•1.5%x100/C=Q•100/C=8.25X100/20=41.25 m³/min，另此处局扇供风量为400m³/min，则直接进入回风道的“三通”排放量为358.75m³/min，又此处风筒直径为800mm，其断面积为0.5m²，所以捆绑处风筒控制断面为0.057m²，从而我们知道风筒控制直径d为0.269m也即d为269mm，是非常安全的。此后在随着时间的推移，根据现场实际排放过程中涌出的瓦斯变化情况，进行风量调整，逐渐收敛排放“三通”，直至瓦斯排放工作结束并确认无误后方可完全扎紧排放“三通”。

　　3.5 安全注意事项：①严格停电撤人范围及警戒位置，排放期间任何人不得进入该区域；②明确排放瓦斯参加人员及其分工；③设置排放基地，基地应设在进风侧的新鲜风流中；④排放瓦斯方法、步骤及限风措施都必须在措施中明确规定；⑤恢复通风前，必须先检查瓦斯包括巷道内电器设备（开关腔）的检查，确认无误后恢复供电系统；⑥有下列情况之一的不允许排放瓦斯：a无批准的措施或措施与现场情况不符；b排放措施未贯彻，未落实责任；c无排放组织人员或现场负责人；d应参加排放的现场人员不齐；e排放瓦斯区域和受影响区段的停电、撤人、警戒范围没有完全标注在排放瓦斯系统图上。

　　4 结语

　　瓦斯排放本身是一种消除隐患的安全措施，但执行不好就会引起事故的发生，因此，我们在排放瓦斯的过程中必须严格制定专门的安全技术措施并落实“三个责任”，即落实撤人、设警戒断电范围及电器设备的检查以及排放瓦斯现场指挥的责任；执行“三个原则”，即撤人、断电、限量的原则，强化排放瓦斯工作管理，确保煤矿的安全生产。