管道抑爆装置在瓦斯抽采中的应用分析

吴 斌

（山西潞安化工集团司马煤业有限公司， 山西 长治 047500）

1 1218 工作面概述

山西潞安化工集团司马煤业有限公司1218 工作面为北部为未采区，西部为井田边界，东部为未采区，南部为二采区1217 工作面采空区。

1218 工作面走向长度215 m，工作面可采长度为486.7 m，平均为486.7 m。总面积为104640 m2。1218 工作面开采煤层属下二叠统山西组下部的3号煤层，该煤层赋存稳定，煤厚变异较小，煤层结构较简单。煤层平均厚度6.95 m；煤层倾角0°～6°，平均3°，顶底板岩性如表1 所示；煤层结构为6.95 m。原始瓦斯含量3.48 m3/t，可解析瓦斯含量1.32 m3/t。

表1 3 号煤层顶底板岩性汇总表

为更好地控制瓦斯事故，根据抽采部安排，需在1218 轨道、胶垫巷安设管道抑爆装置，可快速扑灭爆炸火焰，有效扼制瓦斯爆炸事故的扩大，减少灾害损失。

2 管道抑爆装置结构及工作原理

2.1 管道抑爆装置主要结构

1）1218 工作面瓦斯抽采管路安装的管道抑爆装置主要由GHYZ5 矿用本安型火焰传感器、JHH-5型接线盒、KYD127/128 矿用隔爆兼本质安全直流电源、KXH12 型火焰控制器以及若干个ZYBG 型矿用本安型管道抑爆器等部分组成[1]，如图1 所示。

图1 瓦斯抽采管路管道抑爆装置结构示意图

2）管道抑爆装置中的传感器一般布置在瓦斯抽采管路出气口或进气口3～5 m 处，而第一个抑爆器与传感器布置间距为60 m，相邻两个抑爆器布置间距为50 m。

3）对地面瓦斯泵站安装抑爆装置时，传感器与排孔口布置距离为5.0 m，而抑爆器安装在距传感器30～70 m 处，地面瓦斯泵站抑爆器数量根据管径大小进行确定。

2.2 管道抑爆装置工作原理

1）当瓦斯抽采管路出现瓦斯或煤层爆炸时，管道抑爆装置在最短时间内通过火焰传感器监测到瓦斯爆炸及爆炸点，然后将监测信号传送至控制盒内，控制盒接收数据信号后对抑爆器发出指令[2-3]，抑爆器接收指令后启动气体发生器，将发生器内的抑爆剂物质在短时间内进行释放，降低管道内温度，扑灭火焰，同时形成抑爆屏障，防止瓦斯爆炸范围扩大，保证瓦斯抽采及设备安全。

2）当瓦斯抽采管路内出现火源时，火焰传感器在5～8 ms 范围内监测到火源及火源点，并发出警报，控制器在15 ms 范围内对监测数据信号进行处理、分析，并对抑爆器发出指令，抑爆器接收指令后在12 ms 范围内启动发生器进行主动抑爆。

3 管道抑爆装置安装注意事项

1）抑爆设备需安装在抽采支管路进入主抽采管路之前，每套抑爆设备安装前需自制长1 m 铁管、长4 m 螺纹钢管各3 根，连接各组件前需每间隔50 m拆除一根原安装的长5 mΦ457 mm 的管路，连接自制1 m 铁管、4 m 螺纹钢管，完成管路连接，安装组件。

2）拆除原安装的Φ457 管路，拆管前先将管路堵板拆除，空抽10 min 后。检查瓦斯浓度将至0%后进行下一步作业。利用顶板锚索为起吊点，用起吊用具、手拉葫芦对原安装管路两端进行起吊，手拉葫芦吃力后拆卸两端法兰螺丝[5]。

3）安装抑爆器时，其喷嘴方向与安装轴线调整一致，然后将抑爆器与底座连接[6]，最后完成固定，安装时尽量保证抑爆器于顶板所在水平面垂直。

4）抽采管路内瓦斯由工作面向采区主管路方向流动，传感器安装在靠近工作面侧，两个火焰传感器水平于巷道底板[7]，相对安装，距离抑爆器50 m。

5）设备组件移动到预定位置固定后，要对固定情况进行检查，抑爆器与火焰传感器分别安装在抽采支管路上，间距50 m，检查无误，连接各类线束，线束连接时将设备外引电源线用接线盒连接127 V电源线分别用接线三通接至二采区变电所内的ZBZ-2.5 A 综保；线束连接完好，组件固定牢固后通电试运行设备，调试正常后通电使用。

4 实际应用效果分析

2020 年4 月对1218 工作面共计安装了两套管道抑爆装置，分别安装在1218 胶带巷抽采支管路和1218 轨道巷抽采支管路上，截止2020 年11 月1218工作面已回采结束，通过7 个月实际应用效果来看，管道抑爆装置整体运行良好，未发生误保护动作现象，安装管道抑爆装置后共计监测到管道内产生火源6 次，成功抑爆6 次，未发生一起因装置保护失效、灵敏度低造成瓦斯抽采管路爆炸事故，大大提高了综采工作面瓦斯抽采安全性。

5 结语

瓦斯抽采是高瓦斯矿井避免瓦斯爆炸重要技术手段，通过瓦斯抽采可降低采掘煤层内瓦斯浓度，从而保证煤矿安全生产，避免瓦斯超限导致瓦斯爆炸事故发生；但是在煤层瓦斯抽采过程中受摩擦、静电以及电火花等影响，很容易造成抽放管路产生明火而发生爆炸事故。司马矿对1218 工作面瓦斯抽采管路安装了管道抑爆装置后有效解决了瓦斯抽采管路遇明火发生爆炸等技术难题，保障了瓦斯抽采安全，取得了显著应用成效。