岩盐矿山安全生产管理要点

上传:wwwlllttt 2022-09-21 16:35:29 版权声明 举报文章

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摘要:针对陕西北元化工集团股份有限公司岩盐开采过程中存在的问题,结合实际制定了相应的安全管控措施,实现了岩盐矿山系统的安全稳定运行。

关键词:岩盐矿山;安全管理;风险;对策

1引言

陕西北元化工集团股份有限公司(以下简称“北元化工”)135万吨/年原盐开采采用地下水溶开采法,使用定向钻井技术水平对接井连通开采。开采过程用高扬程、大流量多级离心泵把电解工序的淡盐水作溶剂注入矿床,在矿床层进行物理化学作用,将矿床中的盐类矿物就地溶解,转变成流动状态的溶液———卤水。盐井运行时,溶腔内天然气以水包气形式带入系统,通过返卤管线、法兰、取样口等部位流串至配水控制室(简称厂房),并在厂房集聚,遇静电、敲击火花、明火等点火源存在着火爆炸的风险。盐井运行过程采卤泵出口压力高达9MPa,对设备、管线冲击力大,出现泄漏后会对人员造成伤害。由于高压对管线的冲刷,加之盐水中氯离子对管线有腐蚀作用,盐井在运行过程中存在管线及技术套管泄漏环境污染的风险。目前运行井组大面积连通,在拆除井口装置过程可能存在井底盐水互串,盐水沿拆开井口装置泄漏,造成大面积环境污染。因此在开采过程中预防和控制溶腔中的天然气以及对运行过程中的泄漏管控显得尤为重要。

2北元矿区地质概况

矿区位于陕北奥陶纪米脂—绥德岩盐体内,含盐系赋存于奥陶系马家沟组(O1m)地层中,剖面由碳酸盐岩(灰岩和白云岩)和蒸发岩(岩盐及少量硬石膏)组成,为典型的海相碳酸盐岩盐蒸发岩沉积剖面。岩盐主要产出于马家沟组马一段(O1m1)、马三段(O1m3)及马五段(O1m5)十亚段(O1m5-10)、八亚段(O1m5-8)、六亚段(O1m5-6)、四亚段(O1m5-4),其中以马五段成盐性最好,马三段次之,马二段仅在局部有少量岩盐产出,且呈透镜体产出。盐体中马五段埋深大于2192~2711m,分布面积大,盐层厚度大,矿体走向近南北,倾向西,倾角3~5°,一般3°,呈层状产出。

3岩盐开采过程中安全管理要点

北元化工目前拥有两个矿区,共有盐井30对,在近10年的运行过程中,大部分井组逐渐非正常连通,大部分井组已经无法独立运行,而且井组返卤存在伴生气,流量波动较大。通过几年的摸索,我们结合实际制定了连通井组运行管理措施,确保了岩盐矿山系统的安全稳定运行。

3.1井组日常运行安全管理

3.1.1井组正常运行时,注井淡盐水与产出卤水自身温度平均约在60±5℃。岗位人员在控制室内进行井组阀门开关操作和检修人员长时间检修作业时极易因室温过高而发生人员中暑。加之井组产出卤水中会携带地层中不定量甲烷气体,在控制室与空气混合能形成爆炸性混合物,所以必须合理增设换气通风装置和甲烷气体报警仪。定期对配水控制室进行通风,置换控制室内甲烷含量,预防甲烷在控制室内集聚。确保控制室内甲烷报警仪完好、24小时不间断检测。3.1.2运行过程要严格按照作规程进行操作,启停采卤泵时要确定周围无相关人员后再启动,操作阀门组、调整流量过程中要侧位进行操作,调整流量速率不应大于5m3/s,防止过猛操作对管线造成泄漏及发生堵井事故。3.1.3由于进组非正常连通,运行过程中一定要关注各返卤井的氯化钠浓度,合理调整井组运行模式,避免堵井和浓度不合格情况发生。当连通井组投用后,各返卤井间流量差值大于20m3/h时,在控制室将流量偏大的返卤井返卤阀门关小,增大其它返卤井流量,保证不发生堵井事故。3.1.4对连通井组中返卤流量较大的井组,可在配水控制室调小该井组返卤阀来控制返卤流量,保证其它连通井组不会因返卤流量过小而造成返卤管线结晶堵。各连通井组注水流量和与返卤流量和差值不得大于20m3/h。在进行提、降流量操作时,流量升降速率不得大于1m3/s。3.1.5由于盐井注井压力在7~9MPa,注水管线泄漏风险相对大,尤其是焊缝弯头部位。运行过程中应加强管线的日常巡检与维护,定期检查管道壁厚、保温、管道支墩及支架情况。3.1.6由于注井和返卤盐水温度均比较高(50℃以上)且pH在7~9之间,因此在巡检过程中一定要主要佩戴必要的劳动防护用品,防止盐水喷溅烫伤。

3.2井组维修过程安全管理

3.2.1井组维修过程存在的安全风险3.2.1.1目前运行井组大面积连通,在拆除井口装置过程可能存在井底盐水互串,盐水沿拆开井口装置泄漏,造成大面积环境污染。3.2.1.2溶腔中有大量的伴生气,主要成分为甲烷,在动火作业过程中存在燃爆风险。3.2.1.3修井工程车辆在提升钻具或套管过程中可能存在强拉硬拽、超负荷提升导致钢丝绳断裂钻具掉落伤人风险。3.2.1.4在下套管作业过程中使用的液压大钳带压维修、更换钳牙造成的机械伤害,倒链、钢丝绳存在断股造成的物体打击等。3.2.2安全技术对策3.2.2.1修井前期需统筹考虑系统的运行情况,对逐个井组进行泄压,确保配水控制室各连通井组压力表压力显示为零。3.2.2.2拆除井口装置三通盲端法兰时,需逐个松开螺栓,查实三通处无水流出时,方可全部拆除螺栓。3.2.2.3在被修井组井口装置处旁开挖集水池,并采取防渗漏措施,收集泄漏盐水,同时在修井过程中备足应急泵和罐车,罐车转输过程罐车装车液位不宜过满,防止转输过程中造成盐水洒落,将泄漏盐水转输至事故积水池。3.2.2.4在洗井和下套管作业中井口装置需安装防喷器,在发生泄漏时及时关闭防喷器。3.2.2.5动火作业前需对管道内气体进行取样分析,甲烷含量小于0.5%后方可进行动火。3.2.2.6动火过程中全程使用便携式甲烷气体检测仪进行监测,发现异常立即停止作业。3.2.2.7当井口管道内气体含量较大,无法满足动火要求时,需向井筒内下入封堵气体的装置,必要时使用惰性气体进行保护,再次取样分析合格后方可进行动火作业。3.2.2.8动火作业前需清除井场周边油品、塑料等可燃物,动火使用的氧气、乙炔气瓶距离明火不得小于10m,气瓶间安全距离里不得小于5m,气瓶的瓶帽、防震圈、压力表完好无破损并按期效验,气带连接处使用专用卡子固定无漏气现象。气瓶存放有防倾倒和防晒安全措施。3.2.2.9作业前对施工单位进行安全交底,明确有毒气体泄漏后的应急疏散方向并在现场设置应急疏散指示图。3.2.2.10作业前检查工程车辆支撑牢靠,车载井架各连接部位销子承插牢靠,井架本体无破损变形。车载绞车制动系统制动有效,提升钢丝绳无断股毛刺。3.2.2.11作业前检查车载液压系统高压胶管连接紧固,无破损漏油现象,液压系统切断开关灵活可靠。

3.3日常危险性作业安全管理

3.3.1井组在日常运行过程中主要的维修项目为对管线的漏点进行补焊或更换腐蚀破损的管线,动火作业管理必须实施审批许可,管理要求按照《GB-30871化学品生产单位特殊作业安全规范》的规定执行。在管线内和空间内部分别取样分析甲烷气体含量小于等于0.5%后方可进行动火作业,在取样不合格时可通过向管线内注入淡盐水置换、必要时通入氮气进行置换。3.3.2有限空间作业实施前必须落实监护和应急措施,组织作业前培训,告知作业人员存在的风险、安全作业规范和应急措施,落实好“一表一票”监管措施,坚决做到“照单作业、照单监管”。严格遵守“先通风、再检测、后作业”的规定,对有限空间氧含量、有毒有害及易燃易爆物质浓度进行检测,合格后方可作业。

4总结

盐矿由于深埋地下,由于地质情况复杂,存在不可预测情况,因此在岩盐开采过程中的安全管控尤为关键。北元化工结合运行实际,针对岩盐开采过程中的问题采取了一系列的管控措施,实现了岩盐矿山系统的安全稳定运行,也为行业中连通井组的规范运行提供了参考依据。

参考文献

[1]边亚平,北元化工锦界矿区卤井布置探讨[J].中国井矿盐,2019,50(01)5-8.

作者:高锦东 梁锋 魏自强 单位:陕西北元化工集团股份有限公司