礦井火災災變通風理論在遠距離封閉滅火中的應用

1、 礦井火災災變通風理論在遠距離封閉滅火中的應用 2021年1月20日，梨樹煤礦七井三區(qū)發(fā)生了一起瓦斯爆炸事故，引起了密閉內(nèi)高濃度瓦斯燃燒。在滅火過程中，深刻吸取封閉火區(qū)時造成的事故教訓，利用礦井火災災變通風理論與實際相結合，采納了一系列的有效措施，勝利的撲滅了采空區(qū)內(nèi)的火災，將事故損失限定到最低程度。 1 礦井及火區(qū)概況 梨樹煤礦七井位于雞西市梨樹區(qū)境內(nèi)，該井采納抽出式通風，屬高瓦斯礦井。事故發(fā)生的緣由是，回撤設備作業(yè)人員在外運設備時，將支護位倒，直接沖擊排放瓦斯鐵風筒，鐵風筒在連接處斷開時磨擦產(chǎn)生火花，導致鐵風筒內(nèi)高濃度瓦斯燃燒，并引向采空區(qū)，造成采空區(qū)瓦斯爆炸。采空區(qū)內(nèi)沒有參加爆炸的瓦斯在

2、其濃度和氧氣都相宜的條件下連續(xù)燃燒，該采空區(qū)隨即形成了火區(qū)，如圖1所示。 圖1 七井三區(qū)通風系統(tǒng)及事故地點示意圖 在搶險救災過程中，采空區(qū)又不同程度地發(fā)生了多次小型的瓦斯爆炸，在恢復入排之間通風設施時，有沖擊波造成風流反向的現(xiàn)象。經(jīng)連續(xù)氣體檢測，34#水平風路中CO達到118×10-6；C2H4達12×10-6。 2 滅火方案的選擇與實施 2.1 滅火方案選擇 （1） 火區(qū)注水； （2） 全井封閉； （3） 近距離封閉； （4） 遠距離封閉。 通過上述方案的比較，對于高瓦斯礦井的火區(qū)封閉，防止封閉期間發(fā)生爆炸是最重要的。打算采納第4方案。封閉工作分兩步：第一步是在入回風兩處

3、隔爆密閉地點分別設2道永久風門，中間充填沙袋。封閉時，由搶救隊員關閉和固定4道風門后馬上升井，通過微機監(jiān)控火區(qū)的變化。其次步是待火區(qū)穩(wěn)定后，將風門撤掉，用沙石水泥砌筑密閉。 2.2封閉方法的實施 （1）2021年2月16日10:00由搶救隊負責，兵分2路分別到34#水平風路和300m主運道同時關閉4道風門，然后馬上升井到地面待命。井下全部人員全部升井。 （2）微機室設雙崗嚴密監(jiān)視CO傳感器、CH4傳感器和風門開關傳感器的變化，一旦發(fā)生爆炸沖開風門時，搶救隊員馬上入井，再次快速關閉風門。此時，爆炸后不能在短時間內(nèi)連續(xù)爆炸，因火區(qū)的CH4和O2在爆炸時已經(jīng)大部分參加消耗。 （3）封閉后氣體的變化狀

4、況?；饏^(qū)封閉后CH4在26h內(nèi)呈上升趨勢；上升后又穩(wěn)定持續(xù)5h，然后開頭漸漸下降。分析緣由：實際的瓦斯?jié)舛炔]有下降，而是由于傳感器的位置遇到高溫失靈所致。因傳感器的正常工作環(huán)境條件為：空氣溫度：2040，傳感器位置設在32#東0，距火源地點近，封閉后由于瓦斯?jié)舛鹊纳仙鹪袋c向外漫延，導致傳感器的溫度超過40。 （4）均壓通風。將調(diào)整好的備用主要通風機改為運轉風機（葉片由35°改為25°），同時，撤除二區(qū)風道的增阻調(diào)整風門設施。通過適當?shù)恼{(diào)整通風阻力，使全井負壓下降1 000Pa；總排風量由3 530m3min降到2 055 m3min?；饏^(qū)內(nèi)的氣體發(fā)生了明顯的變化：CH

5、4、CO2上升，O2下降。這期間密閉已經(jīng)聽不到漏風聲音，火區(qū)內(nèi)部基本隔絕了供氧，在氧氣不足的條件下采空區(qū)燃燒的瓦斯?jié)u漸熄滅（見圖2）。 圖2 均壓通風期間氣體變化曲線 （5）為加強火區(qū)密閉質(zhì)量，徹底隔絕火區(qū)供氧，將34#水平風路和300m主運道風門摘下，砌筑密閉。 3 啟封火區(qū) 自2月26日封閉以來，經(jīng)過120次氣體全面檢測結果看，CO指標為0的時間已達106d，C2H4指標為0的時間達40d，C2H2指標始終為0，分析上述氣體指標后確定啟封火區(qū)。啟封火區(qū)步驟： （1）實行鎖風探查。6月19日將300m主運道密閉打開后改為永久風門，搶救隊員通過風門進入32#東0密閉進行探查和采樣，經(jīng)氣體分析看

6、CO達到15×106、C2H4、達1.1×106、O2達11.88，少量的CO和C2H4只是采空區(qū)沒有被完全排解的殘余的氣體。連續(xù)3d采樣分析指標漸漸下降，直到0。 （2）災區(qū)少量供風。6月26日將34#風密閉觀測孔和300m主運道2道風門打開，供應少量的空氣連續(xù)觀看，供風量為30m3/min,3d后氣體濃度測定結果為：C2H4由7.69下降到3.1；CO2由3.8降到1.5；O2由10.37上升到16.88；CO、C2H4指標均為0；溫度由27降到25。 （3）對火區(qū)全面啟封。6月29日將34#風道密閉打開0.5m的調(diào)整風窗，使三區(qū)的風量增加到416m3/min，180min后，回風中的CH4降到0.8，又經(jīng)連續(xù)3d的氣樣分析CO、C2H4指標均為0。全面恢復了通風系統(tǒng)。 4 結論 在救災過程中，如何防止再次發(fā)生瓦斯爆炸，是一個至關重要的問題。這次封閉和啟封過程實行循序漸進的措施，逐步深化，一旦發(fā)生特別狀況，能夠馬上實行措施。利用計算機監(jiān)測井下火區(qū)現(xiàn)場各種數(shù)據(jù)和氣體化驗分析的手段，對把握災區(qū)的狀況有效地執(zhí)行滅災方案超到了打算性的作用。采納均壓通