摘要:为了评价工作面瓦斯治理技术措施的有效性,采用控制图的方法,统计分析采用瓦斯治理技术措施后工作面瓦斯浓度分布规律,得出工作面安全生产条件下瓦斯浓度的控制上下限,确保了工作面的生产安全。研究成果对高瓦斯矿井安全生产具有重要的指导意义。
关键词:控制图;瓦斯;治理措施;有效性
平顶山煤业集团新峰矿务局四矿12160工作面二,煤层煤层均厚4.6m,硬度系数为0.15,煤层松软,易片帮。煤层顶板不稳定,大部分地段有伪顶,岩性为松软的炭质泥岩、页岩,直接顶为大占砂岩岩性为中粗粒石英砂岩,易冒落。煤层底板多为砂质泥岩,粉砂岩和泥岩,间接底板大部分有一层细砂岩,岩性较软,抗压强度低,为典型“三软”不稳定煤层。
针对“三软”不稳定煤层赋存不稳定的地质特征,以及开采过程中煤层的瓦斯储集及运移规律制定了“U型通风+辅助措施”为主,局部异常区域以及采掘强度加大时,采用“U型通风+高位钻孔抽放”的措施治理工作面。但是对于何时选择何种措施并没有给出定量指标,现场实际工作中难以控制。为了解决上述问题,笔者根据工作面瓦斯涌出量的特点,利用控制图原理,提出了工作面瓦斯治理技术措施的评价标准,以便确保矿井的安全生产。研究结果对高瓦斯矿井安全生产具有十分重要的意义。
1 控制图原理简介
控制图是一个简单的过程控制系统,其作用是利用控制图所提供的信息,把一个过程维持在受控状态,一旦发现异常波动,就分析出现异常的原因,采取措施予以消除,把一个过程从失控状态变为受控状态,以保持系统的稳定。
控制图通过对过程特性值进行测定、记录、评估,从而监察过程是否处于控制状态的一种用统计方法设计的图。图上有中心线(CL)、上控制限(UCL)和下控制限(LCL),并有按时闻顺序抽取的样本统计量数值的描点序列,UCL、CL与LCL统称为控制线。若控制图中的描点落在UCL与LCL之外或描点在UCL与LCL之间的排列不随机,则表明过程异常。控制图有一个很大的优点,即通过将图中的点子与相应的控制界限相比较,可以具体看出过程的动态变化情况。
应用控制图对生产过程进行监控,如出现的上升倾向,显然过程有问题,故异因刚一露头,即可发现,于是可及时采取措施加以消除,这一点有利于贯彻事故预防原则。因此,控制图被广泛应用于安全生产管理。目前,主要应用事故控制图进行伤亡事故管理,事故控制图的特点是可明确事故管理目标,便于掌握事故发展趋势和对事故进行动态管理。
2 技术措施有效性评价
煤矿安全生产过程中,瓦斯超限就是事故,瓦斯浓度的高低反映了工作面的安全状态。在回采过程中,瓦斯浓度随着工作面的推进是动态变化的,根据工作面一段时期的瓦斯浓度统计,可以做出工作面瓦斯浓度的控制图,通过对控制图进行分析,可以反映出工作面瓦斯是否处于控制状态,一旦出现异常就可以采取相应的瓦斯治理措施进行处理,确保工作面生产安全高效的进行。
目前,新峰四矿12160工作面采用的瓦斯治理措施为“U型通风+辅助措施”,治理技术措施的有效性通过工作面的瓦斯浓度可以充分反映出来。工作面和回风瓦斯浓度受到风量变化、煤厚变化、生产强度等诸多偶然和系统因素的影响,因此,工作面和回风瓦斯浓度是一个随机变量,同理工作面和回风瓦斯平均浓度也是一个随机变量。工作面和回风瓦斯平均浓度更能反映出工作面的现有瓦斯治理措施是否满足安全生产的需要,因此,选择工作面和回风每天的瓦斯平均浓度进行统计分析。