局部积聚瓦斯防治技术.doc

第四章 局部积聚瓦斯防治技术 防治局部瓦斯积聚是矿井日常通风瓦斯管理的重要工作，也是预防瓦斯爆炸事故，保证安全生产的关键。 井下易于局部积聚瓦斯的地点包括：停风盲巷、采煤工作面上隅角、采煤机附近、低风速巷道顶板附近、顶板冒落孔洞以及发生瓦斯喷出的地点等。处理局部积聚瓦斯的方法，归纳起来，主要有提高风速、密闭隔离和抽排瓦斯三类。 在“八五”、“九五”期间，针对停风盲巷和采煤工作面的局部瓦斯积聚问题，进行了研究，研制了盲巷排瓦斯用的排瓦斯筒。为了处理采煤工作面上隅角瓦斯的局部积存，研制了适合抽放采空区瓦斯埋管用的轻质菱镁抽放管和抽放瓦斯自动监控装置、小型液压风机和脉动风机等配套设备。并大力推广了井下移动泵站抽放局部积聚瓦斯的技术和装备。 第一节 回采工作面上隅角积聚瓦斯处理技术 上隅角作为整个工作面采空区的漏风汇合处，极易形成瓦斯积聚，目前已成为威胁矿井安全生产的痼疾。特别是近几年，由于工作面上隅角瓦斯超限所引起的瓦斯爆炸恶性事故，有所增加。因此，采取安全、经济、有效的措施把上隅角瓦斯浓度稳定地降到《煤矿安全规程》规定值以下，是目前亟待解决的问题。“九五”期间研制成功了多种处理回采工作面上隅角瓦斯积聚的装置。 一、脉动通风技术治理上隅角瓦斯积聚 脉动通风技术就是利用风流的紊流扩散系数与风流脉动特性相关的理论，研制的一套技术可靠、经济合理且实用的脉动风机。在正常通风风流中叠加脉动风流，从而增加风流的紊流扩散系数，提高风流驱散局部积聚瓦斯的能力，从根本上解决回采工作面上隅角瓦斯积聚问题。 脉动通风机的基本组成：针对脉动通风机运行环境的特殊安全要求，在其动力方面考虑采用气压或液压为动力源。由于综采工作面都有配套的乳化液泵站，因此对于综采工作面确定采用高压乳化液作为动力源，这样也可简化装置的动力系统。在叶轮材质方面，选用具有“双抗” （抗静电和阻燃）性能的高强度工程塑料。 脉动风流的发生方式为：风机体旋转，在风机体周围获得脉动风流。 脉动通风机主要由以下部分组成：1.液压动力源；2.执行元件（液压马达）；3.控制元件（包括各种压力、流量、方向控制阀及其它各种控制元件）；4.辅助装置（滤油器及冷却器、压力表及管道、管接头等）。 图2-4-2-1所示为矿用液压双旋转通风机的系统组成框图.整个系统包括:将流体压力能转换为机械能并完成作功动作的液压马达,控制乳化液的压力、流量及运动方向的各种阀组，以及压力表、液压管等其它辅助装置。 图2-4-2-1 矿用液压双旋转脉动局部通风机系统框图 其工作原理为：由乳化液泵来的乳化液经过手动阀后，分成二路，分别经过减压阀供给叶片旋转马达和机体旋转马达。液压叶片旋转马达带动通风机叶片旋转，产生定常射流；同时风机体旋转，在其周围转化成环绕脉动风流。脉动风流的风量和脉动频率可通过液压控制阀组实现无级调节。 该通风机主要特性：⑴ 乳化液动力源和双抗（抗静电和阻燃）工程塑料叶轮，具有可靠的无火花防爆性能，可在有矿井瓦斯或可燃气体爆炸危险的通风工程中使用；⑵ 液压马达驱动叶轮和机体，产生双旋转脉动射流，不仅有效射程长，冲淡瓦斯的扩散系数高，而且还有对瓦斯仓储区的柔性排放效应等特性，特别适合于采煤工作面上隅角瓦斯积聚的有效治理或类似的目的；⑶ 网式开放与螺式封闭巧妙结合的防护笼体，不仅提高了脉动通风的效果，而且对作业人员的安全和健康具有保护作用。 脉动通风机的主要技术参数为：⑴ 风量40-90m3/min（无级调节）；⑵ 脉动风机旋转频率0.5-2Hz（无级调节）；⑶ 叶轮外径505mm;⑷ 液压压力20Mpa；⑸ 有效作用距离20m；⑹ 整机重量65kg。脉动通风机由中国矿业大学研制生产。 二、抽出式无火花风机治理上隅角瓦斯积聚 ㈠ 技术原理和主要结构 1. 主要结构 “GDS-1型瓦斯自动排放系统”排放上隅角积聚瓦斯时，其主要由下列部分构成：2个瓦斯传感器、控制装置、调节风门、吸风器、无火花风机和若干风筒。 2. 技术原理 工作原理是：当用该风机排放上隅角积聚瓦斯时，对风筒内瓦斯浓度进行实时监测，自动控制调节“掺新”风量，在保证安全的前提下，实现最大的排放功率。 “GDS-1型瓦斯自动引排系统”的工作原理和主要结构组成如下图2-4-2-2所示。 图2-4-2-2 GDS-1型瓦斯自动引排系统排放上隅角积聚瓦斯示意图 抽出式风机为排放上隅角瓦斯提供动力。上隅角的高浓度瓦斯经吸风器X进入硬质风筒Y，双级传感器T1、T2检测经过调节风门k调节“掺新风”后风筒内的瓦斯浓度值。控制装置D接收到传感器的浓度信号后，控制装置D内的单片微机根据瓦斯浓度的变化值和最大值来确定调节风门K开或关以及开关角度的大小，并给出控制指令到控制装置D中驱动器，驱动器驱动电机转动，实现对调控风门K的开关和开关角度的大小，从而改变“掺新风”的风量，