昭通礦山安全培訓：瓦斯異常10種監(jiān)控曲線識別和詳細解讀
在煤礦井下引起瓦斯異常的原因十分復雜，一般包含以下10種情況：
1、瓦斯傳感器校驗 2、瓦斯傳感器故障 瓦斯傳感器故障受井下復雜環(huán)境的影響，瓦斯傳感器時常發(fā)生故障，如瓦斯傳感器掉落、碰撞、進水等，導致瓦斯傳感器內(nèi)部出現(xiàn)接線松動等故障，或者瓦斯傳感器因為老化而導致故障。瓦斯傳感器一旦發(fā)生故障，會向地面監(jiān)控系統(tǒng)反饋失真數(shù)據(jù)甚至錯誤數(shù)據(jù)，使值機人員無法準確掌握井下瓦斯的真實信息。因此，及時識別瓦斯傳感器故障，采取修復或替換措施具有重要意義。 3、瓦斯傳感器位移 煤礦井下布置的傳感器位置根據(jù)井下工作需要會不定期改變，尤其是回采工作面瓦斯傳感器。由于瓦斯傳感器實時向煤礦監(jiān)控系統(tǒng)上傳瓦斯?jié)舛葦?shù)據(jù)，在傳感器位置移動的瞬間或者過程中，瓦斯數(shù)據(jù)就會出現(xiàn)異常波動，典型的傳感器位移期間瓦斯監(jiān)測數(shù)據(jù)如3所示，瓦斯傳感器位移期間，瓦斯監(jiān)測數(shù)據(jù)首先快速上升至相對較高的值，隨后在平穩(wěn)狀態(tài)維持了較短的時間，最后快速下降，回落至正常值。 4、頂板垮落 在采煤工作面整個回采過程中，煤體受采動的影響和上覆巖層礦壓的作用，頂板將發(fā)生移動、垮落。表現(xiàn)為直接頂首先冒落，然后是基本頂?shù)某醮蝸韷嚎迓洌笫腔卷數(shù)闹芷谛詠韷嚎迓�。當頂板垮落時，瓦斯突然被壓出，使得瓦斯涌出量增加，瓦斯?jié)舛燃彼偕仙�，達到峰值，隨后在較短時間內(nèi)迅速回落至正常值。典型的頂板垮落期間瓦斯監(jiān)測數(shù)據(jù)時間序列如圖4所示，頂板垮落期間，瓦斯監(jiān)測數(shù)據(jù)首先快速上升，于23:42:10達到峰值0.84%，隨后快速下降，回落至正常值。 5、采煤機割煤速度過快 采煤機在割煤過程中，煤體受采動影響發(fā)生破裂，造成瓦斯涌出。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)工作面采煤機牽引速率和瓦斯?jié)舛戎g的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)二者近似呈二次多項式關(guān)系，隨著采煤機牽引速率的增加，瓦斯?jié)舛确謹?shù)也隨之上升，同時上升速率也在加快。因此，控制采煤機牽引速率，有助于降低采煤工作面瓦斯體積分數(shù)超限的風險。典型的采煤機割煤速度過快過程中瓦斯監(jiān)測數(shù)據(jù)時間序列如圖5所示，瓦斯?jié)舛扔?:02:17上升峰值1.13%，隨后開始下降，回落至正常值。瓦斯?jié)舛仍谏仙^程中，上升速率總體上隨著瓦斯?jié)舛鹊纳仙黾印?/span> 6、局部停風 在巷道掘進過程中，如果局部通風機出現(xiàn)故障或者正在檢修，掘進工作面會出現(xiàn)風量不足，導致掘進工作面瓦斯?jié)舛壬仙龔亩l(fā)瓦斯傳感器報警。當恢復通風后，瓦斯?jié)舛瓤焖倩芈渲琳Ｖ�。典型的局部停風期間瓦斯監(jiān)測數(shù)據(jù)如圖6所示，局部停風期間，瓦斯監(jiān)測數(shù)據(jù)首先緩慢上升至相對較高的值，隨后在平穩(wěn)狀態(tài)維持了一段時間，恢復通風后，瓦斯?jié)舛瓤焖傧陆�，回落至正常值�?/span> 7、煤與瓦斯突出煤與瓦斯突出 對采掘工作面的安全生產(chǎn)構(gòu)成了極大威脅，研究煤與瓦斯突出監(jiān)測數(shù)據(jù)形態(tài)特征，有助于煤與瓦斯突出災(zāi)害預(yù)警。煤與瓦斯突出機理及影響因素比較復雜，但災(zāi)害發(fā)生之前普遍存在征兆現(xiàn)象，煤與瓦斯突出災(zāi)前征兆通常表現(xiàn)為瓦斯長時間緩慢涌出，并且瓦斯涌出量較大。典型的煤與瓦斯突出災(zāi)前征兆瓦斯監(jiān)測數(shù)據(jù)時間序列如圖7所示，瓦斯?jié)舛瘸尸F(xiàn)緩慢上升的特征，且瓦斯?jié)舛壬仙俾驶颈３植蛔�，峰值大�?%。 8、炮后瓦斯 在掘進工作面，因為放炮作業(yè)，使得崩落煤體中的大量吸附態(tài)瓦斯迅速解吸釋放，并改變其周邊的應(yīng)力分布狀態(tài)，降低區(qū)內(nèi)的瓦斯泄壓而大量涌出，從而導致掘進工巷道內(nèi)瓦斯涌出量會在短期內(nèi)出現(xiàn)較大幅度波動。瓦斯趨勢呈現(xiàn)一個不對稱的“拋物線”形，上升速率大于下降速率。掘進工作面根據(jù)工作面地點和措施的不同，炮后瓦斯的上升速率以及最大值的變化范圍較大。典型的放炮作業(yè)之后瓦斯監(jiān)測數(shù)據(jù)時間序列如圖8所示，瓦斯監(jiān)測數(shù)據(jù)首先快速上升至峰值，隨后在平穩(wěn)狀態(tài)維持了極短時間，最后瓦斯?jié)舛染徛陆担芈渲琳Ｖ�。同時瓦斯?jié)舛仍谏仙^程中，瓦斯?jié)舛鹊纳仙俾士傮w上隨瓦斯?jié)舛鹊纳仙黾印?/span> 9、風筒滯后或漏風 在煤巷開掘的過程中，煤巖壁會涌出大量瓦斯，為了改善掘進工作面的工作環(huán)境，井下一般采用局部通風的措施，利用風筒對掘進工作面供風。受井下復雜環(huán)境的長時間影響，風筒的涂覆布容易發(fā)生撕裂破損，接頭容易發(fā)生脫節(jié)，從而導致風筒漏風；在掘進工作面向前推移的過程中，如果風筒沒有及時續(xù)接，風筒端頭與掘進工作面之間的距離就會逐漸增大，造成掘進工作面風筒滯后的現(xiàn)象，在局部通風機功率不變的情況下由于風筒端頭的風流射程是不變的，風筒滯后導致輸送到掘進工作面的風量減少。一旦掘進工作面發(fā)生風筒滯后或漏風，那么輸送到掘進工作面的風量將會減少，從而導致瓦斯?jié)舛仍黾�。典型的風筒滯后或漏風期間瓦斯監(jiān)測數(shù)據(jù)時間序列如圖9所示，瓦斯監(jiān)測數(shù)據(jù)首先緩慢上升，瓦斯?jié)舛鹊纳仙俾孰S著瓦斯?jié)舛鹊纳仙饾u增加，隨后瓦斯?jié)舛仍谄椒�(wěn)狀態(tài)維持了較短短時間，最后瓦斯?jié)舛认陆担芈渲琳Ｖ怠?/span> 10、綜采放頂綜采放頂?shù)牟擅悍椒?/span>
在煤礦開采中得到了廣泛應(yīng)用，分析綜采放頂落煤瓦斯的涌出特征有利于準確掌握綜采工作面的回采和安全狀態(tài)。典型的綜采放頂期間瓦斯監(jiān)測數(shù)據(jù)時間序列如圖10所示，綜采放頂期間，放頂煤工作面在礦壓和人工松動的作用下發(fā)生垮落，瓦斯?jié)舛韧ǔ＝?jīng)歷多個快速上升和快速下降。
