通风设施,风量配置和风速控制方面,以确保工作空间瓦斯浓度不超限为根本。如果监测区瓦斯浓度超限,则报警、断电、停工、撤人。一旦发生了瓦斯煤尘爆炸,也是采取隔爆水棚,隔爆岩粉棚等被动型抑制措施,以减弱爆炸冲击波的威力,扼制冲击波反射和次生爆炸。
南非井工煤矿多使用连续采煤机实行巷柱式采煤,回采工作面的实际生产过程相当于我国的综掘工作面。由于连续采煤机的截割部始终位于工作面的最前端,因此,处于生产动态中的作业面端头部位无法设置瓦斯监测探头。在实际工作中,工作面截割头处基本处于通风盲区,但瓦斯涌出往往最为突出,而大功率连续采煤机截齿火花又是不可避免的。如果瓦斯涌出量达到局部爆炸或燃烧的浓度,那么,在遇到截齿火花时,极有可能引起小规模瓦斯爆炸或燃烧。因此,工作面瓦斯涌出的不稳定性、风量的脉动性、截齿火花的不可避免性等三个因素便构成了连续采煤机工作面瓦斯管理中的基本矛盾。如何及时、有效地抑制截齿火花引起的小规模瓦斯爆炸或燃烧,将其消灭在小空间、小能量的初期,不发展成事故,成为必须解决的重大技术问题。这便是主动抑爆技术研发和产生的背景。
三、南非煤矿主动抑爆技术的应用
南非煤矿主动抑爆技术是由政府能源和安全部门支持的研究中心研发的,已经投入使用。其基本原理如下:当作业监测区出现瓦斯爆炸时,监测装置以光学原理捕捉信号并传送到信号识别装置进行光谱分析,如信号被解析辨识为设定的事故对象,则发出抑爆指令,触发装置及其配套的储能器立即响应,排出处于压缩状态的抑爆介质,迅速生成高能抑爆屏障,抑爆屏障对爆炸产生的冲击波压力和高温进行降压降温,实现主动抑爆。主动抑爆可以在毫秒级的短时间内以特定介质生成抑爆屏障,对局部爆炸产生的高温冲击波阻隔、抵消、压制,把爆炸消灭在小空间、小能量阶段。经抑爆屏障抑制后传播到作业区的冲击波压力和温度不能对人员造成伤害。
按照使用场合,抑爆装置可以是机载式的,固定在采煤机或者掘进机上。也可以是巷置式的,布置在有必要安装抑爆装置的巷道中。抑爆装置在供电条件下进行充电,充电之后无外接电源也能够正常工作,发挥作用。
目前,南非已经将该项技术应用于连续采煤机,投入实际使用。这是一种典型的机载式抑爆装置。西班牙、埃及、罗马尼亚相继引进,澳大利亚、美国都在研究试用。主动抑爆技术已取得南非国家专利,并申请了国际专利并获批准。南非国家能源与安全部门把这项技术列为重点推广项目,要求煤矿大量使用。为了推动强制使用主动抑爆装置,正在考虑修改相关的法律和标准。
四、我国主动抑爆技术的应用前景
我国煤矿回采工作面多数是长壁式开采,掘进工作面中有的是人工爆破,有的是掘进机掘进。鉴于主动抑爆技术的两种布置方式