矿井瓦斯浓度监测和通风化验新技术的研究

牛晓玲

摘 要：近年来煤炭行业发展迅速，矿井瓦斯事故成为了影响生产安全的主要原因。通过对煤矿重大恶性事故进行分析可知，近八成事故为瓦斯事故，而造成瓦斯事故的原因较多，但直接引发事故的还是瓦斯积聚，这就需要采取措施控制瓦斯积聚，避免事故发展。本文针对矿井瓦斯浓度监测和通风化验新技术进行研究。

关键词：矿井瓦斯;监测;通风;技术

1 矿井瓦斯监测的意义

瓦斯具有易燃与易爆等化学性质，瓦斯的浓度很容易达到爆炸临界点，这就增加了煤炭开采工作的难度。近些年我们经常能看到瓦斯爆炸的事故报道，其造成的影响也非常恶劣。因此，对于买矿开采工作而言需要重视瓦斯灾害的预防，保证煤矿开采的作业安全，在实践中最有效的方式进行配备瓦斯监测系统，避免爆炸事故发生。

2 矿井瓦斯浓度监测技术

2.1 KJD11局部通风机自动切换监控系统

对于高瓦斯矿井来说具有较大的瓦斯涌出量，因此通风系统中也需要匹配较大的风量。要想实现安全生产就需要保证局部通风机能够稳定且安全的运转，在实践中可以采用双风机双电源的模式给掘进工作面提供风源，该模式的优点在于能够实现瓦斯的有效控制，减小风机停风带来的负面影响，保证采矿作业人员的人身安全。但是在应用上需要实现双风机的自动切换，并对风机运行状态进行严密监控，保证各环节之间配合的紧密度。KJD11局部通风机自动切换监控器具有非常强大的实用功能：首先双风机之间能够自动进行切换，保证风机运行不间断，当某台风机出现故障另一台自动启动补充，工作面能够接收到不间断的供风。通常来说切换需要小于20s的延时功能，保证分风器不会受到损害。此外，双风机处于相互独立状态，两台风机无法同时启动，这就能够减少分风器与风筒受到的损伤;其次，具有风电瓦斯闭锁功能。如果专用风机运行停止，自动装置会切断电源供应，监测系统还能够通过控制信号实现风电闭锁;再次能够实现对风机运行状态的监测。对风机运行状态处于自动不间断的监测，并能够对开关量信号进行远端传输，监测系统分站在受到信号后就能够了解风机运行状态，进而实现状态远程监测;最后，具有被控开关工作状态监视功能。通过对电压的检测就能够了解被控闭锁开关负荷电压情况，并将检测结果以开关信号形式向监测系统分站传输，实现远程监测被控开关负荷状态。

2.2 WYS管道气体参数监测仪

WYS管道气体参数监测仪在瓦斯抽放系统的监测上有着显著优势，能够对抽放管路中瓦斯的各项参数进行实时监测，并完成标准状态下瓦斯纯度与流量的计算。参数的输出都为200-1000Hz，输出信号都接入了矿井的安全监测分站，最终传输到地面计算机。当前在检测系统中都配备有抽放监控系统模块，这就实现了煤矿开采的先抽后采，保证煤矿生产安全。下面先对检测仪的工作原理进行分析，在检测仪中安装了涡街流量传感器用来测定流量，在流体中有旋涡发生体，如果流体流经管道，就会有规则的旋涡出现在发生体两边，当流量处于一定范围中时旋涡出现频率正比于流体流速，此外，流体的密度、粘度等物理参数并不影响旋涡发生频率，通过对该频率的测定就能够得到较为准确的瓦斯流量。在检测仪中主要包括两部分：传感器与主机，传感器通常安装在管道上，主机则充当着整个仪器的核心，实现传感器电源的供给，并完成数据处理与统计。该设备能够实现井下瓦斯抽放系统的有效监测，自动化的监测更有利于瓦斯故障的提前预防，控制井下瓦斯浓度，避免安全事故发生。

2.3 矿灯瓦斯监测器

随着科学技术的发展，微型瓦斯探测器开始在生产中有了应用，这一探测器是在普通矿灯的蓄电池中安装有瓦斯探测器的处理器，如果矿灯的周边环境有含量较高的瓦斯，如果浓度超过警戒线，矿灯就会闪烁红色指示灯向作业人员报警，当周边瓦斯浓度恢复正常后报警灯才会停止闪烁。在《煤矿安全规程》中规定，人员在下井时候需要配备矿灯与自救设施。如果矿灯瓦斯监测器能够得到推广与应用，就相当于作业人员都配备着瓦斯监测系统进入井中作业，具有很好的警示作用，当瓦斯浓度超标后作业人员就能够及时发现这一问题并加以处理，避免发生瓦斯积聚问题，提升生产作业安全系数。

3 瓦斯治理中通风技术的应用

3.1 U+L型通风方式

随着煤炭资源的不断开采，采矿深度不断增加，参与采矿的人员数量也不断增加，工作人员需要承担更大的采空区域压力，如果治理方法无法得到落实，就会导致底层瓦斯进入到工作人员所处的工作层，进而影响矿井施工安全。此外，在工作层两边具有较大的压力差，如果采空区域出现透风，瓦斯就会与风一同进入工作层，损害作业人员生命安全。U+L型通风方式就是瓦斯治理的重要措施之一，该技术将巷道作为进风口，常见的包括皮带巷和轨道巷，将巷道与工作层进行衔接就能够实现透风系统的建立。在矿井中应用U+L型通风方式具有两大优势：首先，在工作层中隅角对立着进风巷道，通常来说进风巷道有较大压力，进而实现工作层上瓦斯的抑制，让工作层中出现的瓦斯直接从巷道吹出去，保证工作层中作业人员的人身安全;其次，由于进风通道有较大的压力，根据风压平衡来说，采空区域中存在的风会流入风道，之后从巷道中排出，进而实现工作层瓦斯的排出，减少瓦斯在工作层的含量。该透风方式通常将回风道中的瓦斯管理作为起始，通过对风流的应用能够促进瓦斯快速排出，降低矿井中瓦斯浓度含量，矿井施工安全因此得到有效保障。对技术分析可知该方法就是对进风巷道的合理运用，增加进风区域，避免通风量不够引起的瓦斯量累积。

3.2 偏W型通风方式

偏W型通风方式大多应用在高瓦斯综采工作层，该技术将通风线路作为基础，并在皮带巷与轨道巷之间设置独立回风巷。在对回风巷进行搭建时，需要將煤柱设置在新增轨道巷与新增回风巷之间，这就能够保证通风线路之间相互独立，不影响各自功能的发挥，保证巷道能够稳定运用，避免出现跑风与串风的现象。在通风系统中有两条巷道共同进风，分别为皮带巷与轨道巷，回风的通道为回风巷，这就营造出一回两进这一良好的通风环境。该设计具有显著优势，两条进风道与高瓦斯的两个角相对应，由于进风量较大且具有较高风速，这就能够有效处理角落上积聚的瓦斯。当两条巷道同时进行通风时，就实现了工作面通风量的增加，约为之前的一倍，工作面也就能够保证工作的正常与稳定，压力小的状态得到有效改善。当工作面的压力较小时，借助回风道就能够将采空区瓦斯排出工作面，保证区域内瓦斯能够全部扩散到外面。除此之外，我们还将瓦斯抽采设备安装在回风巷道内，实现回风巷道回风力的有效提升，保证瓦斯的拍出效果。借助偏W型通风系统就能够保证隅角瓦斯的全面消除，保证风流在工作面的纯净度，延长巷道的使用时间。

4 结束语

控制矿井内瓦斯浓度是减少瓦斯爆炸事故的根本方式，这就需要对其监测方式进行有效研究，通过通风技术的完善与应用就能够及时且有效的排出矿井内瓦斯，避免瓦斯爆炸事故的发展。因此，对瓦斯浓度监测与通风技术进行研究具有非常重要的意义，能够为作业人员提供安全的作业环境，保证企业安全生产。

参考文献：

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