Nghiên cứu các giải pháp phòng cháy nổ khí mêtan (CH4) trong các hầm lò khai thác than ở việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐẶNG THỊ BÌNH NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP PHÒNG CHÁY NỔ KHÍ MÊTAN (CH4) TRONG CÁC HẦM LÒ KHAI THÁC THAN Ở VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT NHIỆT Hà Nội - Năm 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng dƣới hƣớng dẫn PGS.TS Trần Gia Mỹ Các kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình Tác giả luận văn Đặng Thị Bình MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC .3 DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU .8 CHƢƠNG MÊTAN VÀ CÁC TÍNH CHẤT CỦA NÓ 10 1.1 Sự hình thành mêtan 10 1.2 Tính chất vật lý mêtan 13 1.3 Tính chất hóa học mêtan .14 Kết luận chƣơng .16 CHƢƠNG LÝ THUYẾT CHÁY VÀ NỔ CỦA KHÍ MÊTAN .18 2.1 Cháy khí mêtan 18 2.2 Nổ khí mêtan 23 2.3 Áp suất nổ độ khốc liệt 24 2.4 Các yếu tố ảnh hƣởng đến cháy nổ khí mêtan 26 2.5 Cháy nổ bụi than 30 2.6 Cháy nổ hỗn hợp mêtan – bụi than 31 Kết luận chƣơng .32 CHƢƠNG THỰC TRẠNG VỀ CHÁY NỔ KHÍ MÊTAN TRONG CÁC HẦM LÒ KHAI THÁC THAN 33 3.1 Tình hình khai thác than giới Việt Nam .33 3.1.1 Tình hình khai thác than giới 33 3.1.2 Tình hình khai thác than Việt Nam 35 3.2 Thực trạng cháy nổ khí mêtan hầm lò khai thác than 37 3.2.1 Cháy nổ khí mêtan trình khai thác than giới 38 3.2.2 Cháy nổ khí mêtan trình khai thác than Việt Nam 39 3.3 Tổng quan tình hình phòng chống cháy nổ khí mêtan 40 3.3.1 Tình hình phòng chống cháy nổ khí mêtan giới 40 3.3.2 Tình hình phòng chống cháy nổ khí mêtan Việt Nam .44 Kết luận chƣơng .49 CHƢƠNG MỘT SỐ GIẢI PHÁP PHÒNG CHÁY NỔ KHÍ MÊTAN TRONG CÁC HẦM LÒ Ở MỎ THAN MẠO KHÊ 51 4.1 Đánh giá tiềm thoát khí mêtan mỏ than Mạo Khê .51 4.1.1 Những yếu tố ảnh hƣởng đến độ chứa khí khả thoát khí 51 4.1.2 Đánh giá độ chứa khí mêtan mỏ than Mạo Khê 53 4.1.3 Đánh giá độ thoát khí mêtan mỏ than Mạo Khê 56 4.2 Các giải pháp phòng cháy nổ khí mêtan 57 4.2.1 Hệ thống đo cảnh báo nguy hiểm khí mêtan 57 4.2.2 Các thiết bị phòng cháy nổ khí mêtan sử dụng hầm lò .61 4.2.3 Cảnh báo mối nguy hiểm khí mêtan nhờ giải pháp khoan tiến gƣơng 70 4.3 Một số phƣơng án nâng cấp, hoàn thiện giải pháp áp dụng mỏ than Mạo Khê 71 4.3.1 Những tồn trình hoạt động hệ thống giám sát khí mỏ 71 4.3.2 Một số giải pháp nâng cao hiệu hệ thống giám sát khí mỏ 72 4.3.3 Nâng cấp, hoàn thiện giải pháp khoan tiến gƣơng thăm dò khoan tháo khí mêtan 72 4.3.4 Cải thiện phƣơng pháp đo thiết bị đo khí mêtan cầm tay 76 Kết luận chƣơng .77 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 PHỤ LỤC 81 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Một số tính chất vật lý mêtan .13 Bảng Giới hạn cháy nổ phụ thuộc vào nguồn lƣợng kích thích 29 Bảng Nồng độ dễ nổ bụi than 30 Bảng Kích thƣớc bụi than dễ cháy nổ hỗn hợp với không khí 31 Bảng Một số thảm họa cháy nổ khí mêtan diễn giới 39 Bảng Các yêu cầu pháp lý công tác quản lý an toàn mỏ than Nhật Bản 42 Bảng Xếp loại mỏ theo độ chứa khí mêtan tự nhiên vỉa than 53 Bảng Kết tổng hợp độ chứa khí cao (ĐCKmax) vỉa thuộc công ty than Mạo Khê năm 2011 .54 Bảng Kết dự báo ĐCKmax mức khai thác sâu số vỉa thuộc mỏ than Mạo Khê 55 Bảng 10 Xếp loại mỏ theo độ thoát khí mêtan tƣơng đối trình khai thác than hầm lò .56 Bảng 11 Các vỉa than có độ thoát khí mêtan tƣơng đối cao mỏ than Mạo Khê 57 Bảng 12 Các thông số quan trọng máy khoan thăm dò ZM15 máy khoan ZQS-55/5,5S .70 Bảng 13 Số lần đo vị trí cách tính nồng độ CH4 .76 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Các nguồn sinh khí mêtan Trái đất .10 Hình Quá trình thoát khí mêtan từ dƣới đáy biển lên khí .11 Hình Cấu trúc phân tử mêtan 14 Hình Năng lƣợng bắt lửa tối thiểu hỗn hợp mêtan – không khí 20 Hình Vận tốc cháy hỗn hợp mêtan – không khí 21 Hình Khoảng cách tắt mêtan 22 Hình Giới hạn cháy nổ khí mêtan theo nhiệt độ 23 Hình Tác động nhiệt độ đến giới hạn cháy dƣới mêtan không khí áp suất khí .24 Hình Áp suất nổ thời gian tăng áp khí mêtan theo thời gian 24 Hình 10 Độ khốc liệt vụ nổ mêtan phụ thuộc vào vị trí châm mồi 25 Hình 11 Độ khốc liệt mêtan phụ thuộc vào thể tích theo định luật khối lập phƣơng 26 Hình 12 Giới hạn bắt lửa mêtan 27 Hình 13 Giới hạn cháy nổ hỗn hợp mêtan – không khí 260C áp suất khí 27 Hình 14 Giới hạn cháy nổ hỗn hợp mêtan - khí trơ - không khí 250C áp suất khí 28 Hình 15 Mƣời nƣớc khai thác than nhiều giới năm 2009 33 Hình 16 Mƣời nƣớc tiêu thụ than nhiều giới năm 2009 .34 Hình 17 Cung cầu than giới phân theo châu lục 35 Hình 18 Sản lƣợng khai thác than Việt Nam giai đoạn 1990 - 2008 37 Hình 19 Thay đổi lịch sử “các tai nạn nổ khí” Nhật Bản 44 Hình 20 Số lƣợng mẫu than, khí đƣợc phân tích 47 Hình 21 Số lƣợng thiết bị đƣợc kiểm định giai đoạn 2007- 2012 47 Hình 22 Tƣơng quan số vụ tai nạn, số ngƣời chết cháy nổ khí mêtan với sản lƣợng khai thác than hầm lò giai đoạn 2000  2012 .48 Hình 23 Sơ đồ hệ thống giám sát khí mỏ tập trung Nhật Bản .59 Hình 24 Trung tâm theo dõi khí mỏ Công ty Than Mạo Khê .60 Hình 25 Cấu tạo phận quang học .61 Hình 26 Cấu tạo vỏ máy máy đo khí quang học CJG-10 62 Hình 27 Hình ảnh giao thoa ánh sáng bề mặt kính phẳng 63 Hình 28 Mặt trƣớc mặt sau thiết bị VIELINA – ĐCT.01 65 Hình 29 Sơ đồ khối mô tả nguyên lý làm việc thiết bị đo cảnh báo khí mêtan độc lập VIELINA-ĐCT.01 66 Hình 30 Cấu tạo bình dập lửa bọt khí kiểu O-5 67 Hình 31 Cấu tạo bình dập lửa O-8Y 68 Hình 32 Cấu tạo bình dập lửa bột kiểu MFZ-4 .69 Hình 33 Sơ đồ bố trí lỗ khoan thăm dò gƣơng lò chuẩn bị công ty than Mạo Khê 71 Hình 34 Sơ đồ bố trí lỗ khoan thăm dò gƣơng lò chuẩn bị có độ chứa độ thoát khí mêtan mức siêu hạng 74 Hình 35 Sơ đồ bố trí lỗ khoan tháo khí gƣơng lò chợ có độ chứa độ thoát khí mêtan mức siêu hạng 75 Hình 36 Vị trí đo khí mêtan lò số lần đo vị trí 77 Hình 37 Các ngăn hóa chất máy đo khí quang học CJG-10 .82 Hình 38 Thao tác kiểm tra độ thông thoát ống dẫn khí 82 Hình 39 Thao tác kiểm tra điều chỉnh ống nhòm máy đo khí quang học CJG-10 .83 Hình 40 Vị trí bật/tắt để khởi động máy thiết bị VIELINA – ĐCT.01 86 Hình 41 Vị trí hiệu chỉnh không (zero), chỉnh span thiết bị VIELINA – ĐCT.01 86 MỞ ĐẦU a Lý chọn đề tài Trong ngành than, hoạt động khai thác than tiềm ẩn nhiều nguy an toàn, đặc biệt nguy cháy nổ khí mêtan Hoạt động khai thác than ngày xuống sâu, độ chứa khí mêtan lại tăng theo chiều sâu khai thác nên nguy hiểm nổ khí, bục khí khí bất ngờ gia tăng Lịch sử ngành than Việt Nam giới chứng kiến nhiều vụ tai nạn thảm khốc cháy nổ khí mêtan gây thiệt hại lớn ngƣời tài sản Do đó, an toàn cháy nổ khí mêtan đƣợc coi vấn đề quan trọng khai thác than hầm lò, mức độ nguy hiểm khí mêtan có ảnh hƣởng lớn công tác khai thác than hầm lò nhiều trƣờng hợp có ảnh hƣởng mang tính định đến việc lựa chọn mô hình khai thác mỏ, mô hình hệ thống thông gió, chọn quạt phƣơng pháp mở vỉa chuẩn bị Vì lý trên, thực đề tài “Nghiên cứu giải pháp phòng cháy nổ khí mêtan (CH4) hầm lò khai thác than Việt Nam” b Lịch sử nghiên cứu Mức độ nguy hiểm khí mêtan góp phần định phƣơng thức khai thác than, thiết bị khai thác than sản lƣợng than khai thác nên vấn đề nghiên cứu giải pháp phòng cháy nổ khí mêtan đƣợc ngành than Việt Nam ngành than giới quan tâm, tìm giải pháp nhằm giảm thiểu tai nạn lao động cháy nổ khí mêtan gây Ngành than Việt Nam không ngừng phát triển lĩnh vực nghiên cứu an toàn khai thác than đƣa giải pháp an toàn cho khai thác than hầm lò, điển hình thông tƣ số 03/2011/TT-BCT Bộ Công thƣơng ban hành Quy chuẩn Kỹ thuật quốc gia an toàn khai thác than hầm lò Đồng thời ngành than Việt Nam không ngừng đầu tƣ trang thiết bị, chuyển giao công nghệ với Ba Lan, Nhật Bản hệ thống giám sát khí mỏ, hệ thống trang thiết bị xác định độ chứa khí độ thoát khí mêtan để bƣớc đầu phân loại mỏ theo độ nguy hiểm khí mêtan, cảnh báo khí mêtan c Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu * Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu giải pháp phòng ngừa cháy nổ khí mêtan (CH4) hầm lò khai thác than Việt Nam đảm bảo an toàn cho ngƣời thiết bị * Đối tượng nghiên cứu: Khí mêtan hầm lò than * Phạm vi nghiên cứu: An toàn cháy nổ khí mêtan hầm lò khai thác than nói chung thuộc mỏ than Mạo Khê nói riêng d Tóm tắt cô đọng luận điểm đóng góp tác giả Để đạt đƣợc mục đích nghiên cứu, luận văn thực giải vấn đề dựa luận điểm sau: + Tìm hiểu thực trạng cháy nổ khí mêtan hầm lò khai thác than + Nghiên cứu sở lý thuyết cháy nổ khí mêtan + Nghiên cứu giải pháp phòng cháy nổ khí mêtan mỏ than Mạo Khê e Phƣơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với khảo sát phân tích trạng thực tế Luận văn đƣợc hoàn thành Viện Khoa học & Công nghệ Nhiệt – Lạnh, Trƣờng Đại học Bách khoa Hà nội, dƣới hƣớng dẫn khoa học PGS.TS Trần Gia Mỹ Tác giả luận văn xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc hƣớng dẫn giúp đỡ tận tình PGS.TS Trần Gia Mỹ Trong trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn, nhận đƣợc giúp đỡ tận tình Ban lãnh đạo Viện đào tạo sau đại học, Viện Khoa học Công nghệ Nhiệt – Lạnh trƣờng Đại học Bách khoa Hà nội, KS Phan Kim Vinh cán phòng Kỹ thuật thông gió, thoát nƣớc thuộc công ty Than Hồng Thái KS Lê Kim Hùng cán phòng Kỹ thuật thông gió, thoát nƣớc thuộc công ty Than Mạo Khê Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới quan, nhà khoa học, đồng nghiệp giúp đỡ hoàn thành luận văn Đến luận văn hoàn thành, song thời gian có hạn, nội dung nghiên cứu đề tài rộng nên việc giải vấn đề hạn chế Những tồn luận văn tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện trình công tác CHƢƠNG MÊTAN VÀ CÁC TÍNH CHẤT CỦA NÓ 1.1 Sự hình thành mêtan Khí mêtan đƣợc sinh chủ yếu nguồn: - Từ trình phân hủy kị khí vùng ngập nƣớc nhƣ đầm lầy, ao hồ, trầm tích mêtan dƣới đáy biển - Từ chất thải chăn nuôi, từ dày loài động vật nhai lại - Từ hoạt động khai thác dầu mỏ, khai thác than, đốt nhiên liệu hóa thạch, chƣng cất than đá Theo nghiên cứu chƣơng trình băng mêtan Quốc gia phòng thí nghiệm Công nghệ Năng lƣợng Mỹ, nguồn sinh khí mêtan đƣợc đánh giá biểu đồ tròn hình Hình Các nguồn sinh khí mêtan Trái đất [12] Nguồn sinh khí mêtan từ thiên nhiên trình phân hủy vật chất hữu vùng đất ngập nƣớc, đầm lầy Quá trình canh tác lúa nƣớc nguyên nhân gây phát thải khí mêtan Diện tích đất ngập nƣớc nhiệt độ nóng ẩm điều kiện tối ƣu cho sản sinh khí mêtan thông qua trình phân hủy kị khí Cƣờng độ phát thải khí mêtan cao vào tuần sau cấy (thời kỳ đẻ nhánh rộ), tốc độ phát thải giảm dần đến cuối vụ Mùa khô lƣợng khí mêtan thải mùa mƣa chế độ nƣớc ngập Cƣờng độ phát thải khí mêtan vùng đất khác nhau, 10 4.3.4 Cải thiện phƣơng pháp đo thiết bị đo khí mêtan cầm tay Mỏ than Mạo Khê sử dụng thiết bị đo khí mêtan cầm tay máy đo khí quang học CJG-10 Hiện nay, để xác định hàm lƣợng khí CH4 luồng gió vào luồng gió thải từ lò, khu vực khai thác, cánh mỏ toàn mỏ ngƣời đo phải đứng lò đối diện với luồng gió, tiến hành đo từ đến trung tâm lò Hàm lƣợng khí giá trị trung bình cộng kết đo ba điểm Tuy nhiên - Khối lƣợng riêng khí mêtan 0,717 kg/m3; - Khối lƣợng riêng không khí 1,29 kg/m3 Mêtan nhẹ không khí nên mêtan thoát từ vỉa than không gian đƣờng lò có xu hƣớng bay lên tích tụ lò Vậy, khoảng không gian lò có nồng độ khí mêtan cao có nguy cao cháy nổ khí mêtan Do đó, để đảm bảo tính xác nâng cao mức độ cảnh báo vùng nguy hiểm lò (nơi tích tụ khí mêtan nhiều nhất) cần tăng cƣờng số điểm đo cao lấy giá trị trung bình lần đo theo nhƣ bảng 13 Bảng 13 Số lần đo vị trí cách tính nồng độ CH4 Thông số Số lần đo Nồng độ CH4 Số lần đo theo cách đo đƣợc theo theo cách Nồng độ CH4 đo đƣợc theo cách mới, % cũ, lần cách cũ, % mới, lần Đo lò n1 n11, n12, n13 Đo trung tâm lò n2 n2 Đo phía dƣới lò n3 n3 Tổng số lần đo Giá trị nồng độ CH4 tính đƣợc, % 76 Vị trí đo khí mêtan lò số lần đo vị trí đƣợc thể hình 36 Hình 36 Vị trí đo khí mêtan lò số lần đo vị trí Kết luận chƣơng Mỏ than Mạo Khê có độ chứa khí khả thoát khí mêtan mức siêu hạng nên công tác an toàn phòng cháy nổ khí mêtan đặt lên hàng đầu Hệ thống giải pháp an toàn phòng cháy nổ khí mêtan mà công ty áp dụng bao gồm: - Hợp tác với Ba Lan Nhật Bản đổi công nghệ đào tạo đội ngũ chuyên môn an toàn cháy nổ khí mêtan hầm lò; - Sử dụng hệ thống giám sát khí mỏ tập trung Nhật Bản; - Sử dụng thiết bị đo khí mêtan cầm tay máy đo khí quang học CJG-10; - Sử dụng thiết bị đo cảnh báo khí mêtan độc lập VIELINA-ĐCT.01; - Khoan tiến gƣơng thăm dò; - Áp dụng hệ thống giải pháp an toàn phòng chống cháy nổ khí mêtan theo quy chuẩn Bộ Công thƣơng quy định ngành than Việt nam Qua nghiên cứu giải pháp áp dụng mỏ than Mạo Khê, tác giả luận văn đƣa số phƣơng án nâng cấp hoàn thiện về: + Nâng cao hiệu hệ thống giám sát khí mỏ; + Nâng cấp hoàn thiện giải pháp khoan tiến gƣơng thăm dò khoan tháo khí mêtan lò chuẩn bị lò chợ + Cải thiện phƣơng pháp đo thiết bị đo khí mêtan cầm tay 77 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ A Kết luận Hiện nay, ngành than Việt Nam áp dụng số thiết bị nội địa nhập ngoại, thực nghiêm ngặt quy định vận hành để hạn chế cháy nổ hầm lò Trên sở phân tích trạng mỏ than Mạo Khê tăng hiệu an toàn cháy nổ khí mêtan việc thực số giải pháp sau: a, Nâng cao hiệu hoạt động hệ thống giám sát khí mỏ cách: - Đào tạo bổ sung thƣờng kỳ kỹ vận hành hệ thống giám sát khí mỏ cho đội giám sát, cán trực tiếp quản lý hệ thống mỏ; - Hạn chế luân chuyển cán trực tiếp quản lý hệ thống giám sát khí mỏ; - Tuân thủ nghiêm túc quy trình vận hành hệ thống giám sát khí mỏ; - Phân cấp rõ trách nhiệm cho phòng ban, cá nhân liên quan quản lý, vận hành hệ thống giám sát khí mỏ; - Duy trì tốt chế độ theo dõi, kiểm tra, bảo dƣỡng, hiệu chỉnh thiết bị hệ thống giám sát khí mỏ; - Các khu vực đào lò, khai thác không tập trung, khu vực hệ thống giám sát khí mỏ vƣơn tới, cần lắp đặt bổ sung hệ thống giám sát khí cục b, Nâng cấp tăng cƣờng lỗ khoan tiến gƣơng thăm dò khoan tháo khí mêtan lò chuẩn bị lò chợ, đặc biệt với vỉa than có cảnh báo nguy hiểm khí mêtan - Với lò chuẩn bị: tăng số lỗ khoan thành lỗ Lỗ khoan (2) xiên hông, chếch 300 so với đƣờng lò Lỗ khoan (1) (2) song song với mặt nƣớc biển Lỗ khoan (3) thực sau hƣớng lên hay xuống 300 tùy thuộc kết khoan lỗ (1) (2) - Với lò chợ: khoan thăm dò tháo khí với lỗ Lỗ khoan (4) xiên hông, chếch 300 so với đƣờng lò Lỗ khoan (4) (5) song song với mặt nƣớc biển Lỗ khoan (6) thực sau hƣớng lỗ khoan lên xuống 300 tùy thuộc kết khoan lỗ khoan (4) (5) 78 c, Cải thiện phƣơng pháp đo thiết bị đo khí mêtan cầm tay qua việc tăng cƣờng số điểm đo cao: đo lần phía lò; lần trung tâm lò lần phía dƣới lò Kết nồng độ khí mêtan giá trị trung bình lần đo B Kiến nghị Trong trình thực đề tài, tác giả luận văn có số kiến nghị sau: - Để phát huy có hiệu hệ thống giám sát khí mỏ tăng hiệu công tác an toàn cháy nổ khí mêtan, nên thí điểm thực nghiêm túc đề xuất về: + Một số giải pháp nâng cao hiệu hệ thống giám sát khí mỏ; + Cải thiện phƣơng pháp đo thiết bị đo khí mêtan cầm tay - Nếu có điều kiện, cần củng cố đầu tƣ thử nghiệm giải pháp nâng cấp, hoàn thiện việc khoan tiến gƣơng thăm dò khoan tháo khí mêtan 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Tú Ba (2003), Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu dự báo độ thoát khí mêtan xây dựng hệ thống kiểm soát an toàn CH4 mỏ hầm lò, Viện KHCN Mỏ Phùng Mạnh Đắc (2002), Hiểm họa mêtan biện pháp ngăn ngừa, Viện KHCN Mỏ Báo Lao động số 347 Trần Gia Mỹ (2005), Kỹ thuật cháy, NXB Khoa học Kỹ thuật Hà nội Trần Gia Mỹ (2013), Bài giảng cao học Phòng nổ công nghiệp, Đại học Bách khoa Hà nội Nguyễn Anh Tuấn, Trần Tú Ba (2012), Báo cáo hội thảo nâng cao hiệu công tác an toàn quản lý khí mỏ mỏ than hầm lò thuộc tập đoàn công nghiệp than – khoáng sản Việt Nam, Viện Khoa học Công nghệ mỏ - Vinacomin Michael G Zabetakis (1965), Flammability Characteristics of Combustible Gases and Vapors,U.S department of the Interior, U.S Government Printing Office Washington, D.C., 20402 Wilfred E BAKER, Ming Jun Tang (1991), Gas, dust and hybrid explosions, Elsevier science publishers B.V & Elsevier science publishing company INC Bộ Công thƣơng (2011), Thông tư số: 03/2011/TT-BCT Ban hành Quy chuẩn Kỹ thuật quốc gia an toàn khai thác than hầm lò, VP Bộ Công thƣơng Phòng phân tích đầu tƣ (2009) Báo cáo khuyến nghị Ngành than – điều chưa biết, Công ty cổ phần than Hà Tu – Vinacomin 10 www bachagas.com.vn, Khí metan CH4 11 www Imsat.vn (2009), Một số quy định không khí kiểm soát khí mêtan mỏ hầm lò,Thông tin Khoa học công nghệ Mỏ số 12 www suprememastertv.com, Sự bùng nổ khí mê-tan hâm nóng địa cầu tiền lịch sử, trở lại - Nghiên cứu NASA 80 PHỤ LỤC Phụ lục Quy trình đo khí CH4 máy đo khí quang học CJG-10 Phụ lục Quy định chung sử dụng bảo quản thiết bị đo cảnh báo khí mêtan độc lập VIELINA – ĐCT.01 Phụ lục Trình tự sử dụng thiết bị đo cảnh báo khí mêtan độc lập VIELINA – ĐCT.01 Phụ lục Quy trình sử dụng bình dập lửa bọt khí kiểu O-5 Phụ lục Quy trình sử dụng bình dập lửa O-8Y Phụ lục Quy trình sử dụng bình dập lửa bột kiểu MFZ-4 81 Phụ lục Quy trình đo khí CH4 máy đo khí quang học CJG-10 * Chuẩn bị máy trước vào đo - Bước 1: Kiểm tra hóa chất nạp phận hóa học vào thời gian sử dụng mức độ biến tính hóa chất, để thay (xem hình 37) Hình 37 Các ngăn hóa chất máy đo khí quang học CJG-10 - Bước 2: Kiểm tra độ thông thoát ống dẫn khí (xem hình 38) + Dùng tay bịt chặt đầu ống cao su nối với búp, búp búp quan sát phút bóp không đàn hồi trở lại bóp kín + Lắp nút cao su vào đầu dƣới phận hóa chất (hoặc dùng ngón tay bịt chặt) bóp bóp quan sát phút bóp không đàn hồi trở lại máy kín + Sau tháo nút cao su đầu dƣới phận hóa chất (hoặc bỏ tay bịt) thấy bóp nhanh chóng đàn hồi trở lại hệ thống dẫn khí thông thoát Hình 38 Thao tác kiểm tra độ thông thoát ống dẫn khí (bƣớc 2) 82 - Bước 3: Rửa đƣờng dẫn khí buồng chứa khí bẩn khí cách bóp bóp - lần đƣa toàn khí vào thay toàn khí bẩn đƣờng dẫn khí buồng chứa khí bẩn - Bước 4: Kiểm tra điều chỉnh ống nhòm (xem hình 38) Bấm công tắc đèn dƣới điều chỉnh thị kính để có vạch giao thoa vạch khắc hình chia độ có độ nét cao, dễ đọc Trên hình 39 thể thao tác kiểm tra điều chỉnh ống nhòm máy đo khí quang học CJG-10 Hình 39 Thao tác kiểm tra điều chỉnh ống nhòm máy đo khí quang học CJG-10 (bƣớc 4) - Bước 5: Điều chỉnh vi chỉnh Bấm công tắc đèn trên, xoay núm vi chỉnh để đƣa vị trí “0” hình vi chỉnh vào vạch chuẩn - Bước 6: Chọn vạch chuẩn thang đo Bấm công tắc đèn dƣới xoay núm thang đo để đƣa vạch chuẩn vị trí “0” - Bước 7: Cố định núm điều chỉnh thang đo Lƣu ý: Chọn vạch đen dễ nhớ nhất; Vặn cố định núm điều chỉnh thang đo ghi sổ kiểm tra máy * Đo hàm lượng khí mêtan (CH4) - Đƣa đầu ống phía dƣới ống đựng hóa chất (vôi sôđa) vào vị trí cần đo, búp búp đến lần để đƣa khí vào máy 83 - Bấm công tắc đèn dƣới, quan sát vạch thang đo đo Nếu khí mỏ có khí CH4 vạch chuẩn chuyển sang bên phải đọc kết đo -Trƣờng hợp vạch chuẩn không nằm vào số chẵn thang đo, ta bấm công tắc đèn dƣới dùng vi chỉnh đƣa vạch chuẩn số nguyên % liền kề trƣớc Sau bấm công tắc đèn đọc số lẻ thang vi chỉnh, kết đo số nguyên (chẵn) thang đo cộng với số lẻ thang vi chỉnh Ví dụ: Vạch chuẩn dừng lại 3, ta đọc 2% (trên thang đo chính) Dùng vi chỉnh đƣa vạch chuẩn “2” Sau điều chỉnh cho thang đo “2” ta đọc đƣợc số lẻ thang vi chỉnh (ví dụ 0,26) Vậy kết đo khí CH4 vị trí là: nCH4 = 2% + 0,26% = 2,26% 84 Phụ lục Quy định chung sử dụng bảo quản thiết bị đo cảnh báo khí mêtan độc lập VIELINA – ĐCT.01 Thiết bị đƣợc chế tạo nhằm mục đích sử dụng hầm lò có khí bụi nổ, để đảm bảo an toàn trình sử dụng cần triệt để tuân theo điều kiện sử dụng sau: - Các phận bắt chặt cần phải đƣợc bắt chặt trƣớc vào lò - Tuyệt đối không đƣợc mở thiết bị lò, trạng thái có điện - Thay đổi pin nạp điện phải đƣợc thực bên ngoài, nơi an toàn phải dùng nạp quy cách nhà chế tạo cung cấp - Tránh để thiết bị bị va đập, bụi nƣớc xâm nhập 85 Phụ lục Trình tự sử dụng thiết bị đo cảnh báo khí mêtan độc lập VIELINA – ĐCT.01 - Bước 1: Khởi động máy (xem hình 40) Trƣớc tiên mở lắp đậy công tắc điện (Vit M3), sau nhấn phím bật/tắt để khởi động máy, phải đóng kín lắp đậy trƣớc mang hầm lò Nhấn giữ phím khoảng vài giây để tắt máy (khi có hồi chuông vang lên) Hình 40 Vị trí bật/tắt để khởi động máy thiết bị VIELINA – ĐCT.01 Chú ý: Quá trình khởi động máy diễn nhƣ sau, cửa sổ hiển thị ban đầu hiển thị “CH4” với âm hiển thị nghe giống nhƣ tiếng chuông điện thoại, sau kết thúc hai hồi âm khởi động thiết bị sẵn sàng Nếu mức thị khí chƣa thị “0.00” cần thực việc chỉnh không ban đầu - Bước 2:Hiệu chỉnh giá trị đo (xem hình 41) Hình 41 Vị trí hiệu chỉnh không (zero), chỉnh span thiết bị VIELINA – ĐCT.01 Để hiệu chỉnh giá trị đo cần tháo nắp đậy chiết áp hiệu chỉnh mặt trƣớc máy, dùng vít dẹt, nhỏ để thực việc hiệu chỉnh Xoay chiết áp thuận chiều kim đồng hồ để tăng giá trị hiển thị ngƣợc lại Lƣu ý: - Việc hiệu chỉnh phải người có trách nhiệm thực 86 - Người sử dụng chỉnh không “zero”, chỉnh “span” nhà sản xuất quan kiểm định điều chỉnh - Bước 3:Sử dụng máy Thiết bị VIELINA- ĐCT.01 Có kết cấu gọn nhẹ, chắn sử dụng dễ dàng thuận tiện Cảm biến đƣợc bố trí vị trí hợp lý nên nhạy khí, việc báo động nồng độ khí mức nguy hiểm tuân theo tiêu chuẩn Việt Nam, nghĩa ngƣỡng báo động mức 1% CH4 Khi phát nồng độ khí CH4 lớn hay 1%, thiết bị báo động còi đồng thời nhấp nháy đèn LED báo động còi báo dồn dập mức 2%, nồng độ khí vƣợt dải đo (5%) cửa sổ hiển thị trạng thái dải có dạng “OVE” Chú ý: + Khi thấy báo động cần khẩn cấp rời khỏi khu vực nguy hiểm + Sau phiên sử dụng máy cần thực việc lau chùi, bảo dƣỡng, nạp đầy pin trƣớc sử dụng - Bước 4: Nạp pin + Khi pin yếu máy hoạt động không đƣợc xác không hoạt động, cần thực nạp đầy pin trƣớc phiên sử dụng + Sử dụng pin thích hợp nhà sản xuất cung cấp, điện áp nạp cho pin điện áp chiều 9V với dòng nạp 1100mA Thời gian nạp đầy cho pin hết điện khoảng tiếng Sau nạp đầy, máy hoạt động liên tục khoảng 10 tiếng + Để nạp pin phải tháo vít M3 sƣờn máy để mở nắp đậy phím bật/tắt giắc nạp ra, sau cắm giắc nạp từ nạp vào thực việc nạp pin Chú ý: Trong trình nạp vỏ máy nóng lên linh kiện mạch nạp bị dòng nạp lớn làm nóng nhƣng pin đảm bảo an toàn Việc nạp pin phải đƣợc thực nơi an toàn ngƣời có trách nhiệm 87 Phụ lục Quy trình sử dụng bình dập lửa bọt khí kiểu O-5 Kiểm tra trước sử dụng: - Kiểm tra xem cấu khoá (3) có nguyên vị trí hàng lỗ cổ bình (8) có bị tắc hay không - Kiểm tra bình thời hạn sử dụng hay không Sử dụng: Đứng tƣ thuận lợi xuôi theo chiều gió - Quay tay khoá (3) hƣớng ngƣợc chiều với vòi phun (8) thấy chặt tay dừng - Tay thuận giữ chặt tay cầm (6), tay không thuận cầm đáy bình dốc ngƣợc bình lên - Hƣớng vòi phun (8) vào đám cháy, bột khí từ bình qua vòi phun vào vị trí đám cháy dập tắt đám cháy 88 Phụ lục Quy trình sử dụng bình dập lửa O-8Y Kiểm tra trước sử dụng - Kiểm tra phận tác động nguyên vị trí không,kiểm tra van an toàn (5) - Kiểm tra vòi phun, lỗ dẫn vòi phun loa phun có bị tắc không, đƣờng ống dẫn bột có bị dập,thủng bị rách không Sử dụng - Đứng tƣ thuận lợi xuôi theo chiều gió - Tay thuận nắm tay cầm bình,tay lại cầm vào phần cán gỗ gần loa phun - Đặt bình xuống,dùng tay ấn mạnh phận tác động (7).Khi khí nén từ bình (2) qua ống dẫn sang bình (1) - Đƣa vòi phun hƣớng vào đám cháy.Khi bụi trơ qua vòi phun qua loa phun vào vị trí đám cháy dập tắt đám cháy Chú ý: Nhiệt độ bụi trơ phun lạnh (-250C) nên sử dụng phải cầm vào phần cán gỗ cạnh loa phun dập đám cháy xăng, dầu, cồn, phải dập từ vào trung tâm, tránh phun vào đám cháy làm cho đám cháy lan rộng 89 Phụ lục Quy trình sử dụng bình dập lửa bột kiểu MFZ-4 Kiểm tra trước sử dụng -Kiểm tra chốt an toàn nguyên vị trí đầu chốt đủ kẹp trì Kiểm tra chốt khởi động, tay van nguyên vẹn không - Kiểm tra vòi phun lỗ dẫn vòi phun có bị tắc không, đƣờng ống dẫn bột có bị dập, thủng bị rách không - Kiểm tra đồng hồ áp kế Trong đồng hồ áp kế có vạch: đỏ, xanh, vàng + Nếu kim vào vạch xanh bình nguyên vẹn + Nếu kim vào vùng vạch vàng hiệu sử dụng bình thấp + Nếu kim vào vùng vạch đỏ bình không sử dụng đƣợc Sử dụng Khi phát đám cháy phải mang theo bình dập lửa bột kiểu MFZ-4, chọn tƣ thuận lợi an toàn, xuôi theo chiều gió để không bị gió tạt vào ngƣời (từ 3- 4m) thao tác nhƣ sau: - Tay thuận cầm tay cò bình, tay không thuận cầm đáy bình lắc bình lên xuống theo chiều dọc bình - Đặt bình xuống, dùng tay giật chốt an toàn - Đƣa vòi phun hƣớng vào đám cháy, bóp chặt tay cò bình bột qua ống dẫn qua vòi phun vào vị trí đám cháy dập tắt đám cháy Chú ý: + Luôn để bình thẳng đứng nơi khô + Trong trình dập lửa không để bình lộn xuống dƣới + Nếu bình kiểm tra bình năm lần + Nếu bình nạp lại kiểm tra bình năm1 lần 90 ... vấn đề nghiên cứu khả cháy nổ khí mêtan cần thiết để nghiên cứu giải pháp phòng cháy nổ khí mêtan hầm lò khai thác than 17 CHƢƠNG LÝ THUYẾT CHÁY VÀ NỔ CỦA KHÍ MÊTAN 2.1 Cháy khí mêtan [3] Cháy. .. nghiên cứu * Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu giải pháp phòng ngừa cháy nổ khí mêtan (CH4) hầm lò khai thác than Việt Nam đảm bảo an toàn cho ngƣời thiết bị * Đối tượng nghiên cứu: Khí mêtan hầm. .. cứu, luận văn thực giải vấn đề dựa luận điểm sau: + Tìm hiểu thực trạng cháy nổ khí mêtan hầm lò khai thác than + Nghiên cứu sở lý thuyết cháy nổ khí mêtan + Nghiên cứu giải pháp phòng cháy nổ