防爆柴油機(jī)車(chē)運(yùn)輸對(duì)礦井通風(fēng)安全的影響分析

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摘要：防爆柴油機(jī)車(chē)為煤礦井下輔助運(yùn)輸提供了便利，同時(shí)對(duì)礦井通風(fēng)安全也帶來(lái)了一定危害。分析了井下防爆柴油機(jī)車(chē)尾氣的危害，提出相應(yīng)的治理對(duì)策及防范措施，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)具有一定指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：防爆柴油機(jī)車(chē)； 礦井通風(fēng)； 煤礦安全；尾氣

中圖分類(lèi)號(hào)：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：16723198（2014）02018501

1防爆柴油車(chē)的使用現(xiàn)狀

隨著我國(guó)煤礦機(jī)械化水平的發(fā)展，防爆柴油機(jī)車(chē)在煤礦井下使用越來(lái)越廣泛。

從早期在硐室中使用的柴油動(dòng)力裝置，到現(xiàn)在的輔助運(yùn)輸防爆柴油機(jī)車(chē)，其發(fā)展速度很快，種類(lèi)繁多。目前煤礦井下使用的無(wú)軌防爆柴油機(jī)車(chē)主要有防爆生產(chǎn)指揮車(chē)、防爆膠輪運(yùn)人車(chē)、防爆無(wú)軌膠輪材料車(chē)、多功能鏟運(yùn)車(chē)、多功能吊車(chē)、支架搬運(yùn)車(chē)、防爆皮卡、防爆中性貨車(chē)、防爆灑水車(chē)、炸藥運(yùn)送車(chē)、LG80鏟車(chē)等。隨著防爆柴油車(chē)種類(lèi)和數(shù)量的增多，導(dǎo)致礦井使用的防爆柴油機(jī)總功率空前膨脹，部分礦井已達(dá)到上萬(wàn)千瓦，這是以前的礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)不能預(yù)計(jì)的狀況，因此對(duì)礦井通風(fēng)與安全產(chǎn)生了極大的挑戰(zhàn)。

2防爆柴油機(jī)車(chē)運(yùn)輸?shù)膬?yōu)缺點(diǎn)

2.1材料運(yùn)輸

通過(guò)小坡度斜井或者平硐可以實(shí)現(xiàn)地面裝車(chē)，直接運(yùn)送到井下使用地點(diǎn)，減少了中間的轉(zhuǎn)裝環(huán)節(jié)，節(jié)約了時(shí)間和勞動(dòng)量。同時(shí)材料車(chē)運(yùn)輸獨(dú)立性強(qiáng)，調(diào)度方便，運(yùn)輸靈活，減少了輔助運(yùn)輸中間的沖突問(wèn)題，可以多個(gè)地點(diǎn)交叉并行運(yùn)輸。此方面的特點(diǎn)也是礦井大量使用這種運(yùn)輸方式的一個(gè)主要原因。

2.2人員運(yùn)輸

工作人員從以前的下井步行到工作面變成了現(xiàn)在的由地面直接坐車(chē)到工作面，給礦井工作人員帶來(lái)了巨大的方便，極大的降低了工作人員的無(wú)用功輸出，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短了上、下井時(shí)間，使工人把更多的精力投入到煤礦的安全生產(chǎn)中。

2.3工作面搬家

新型搬運(yùn)設(shè)備的使用，采煤工作面搬家的效率大大提高，為礦井的采煤工作面接續(xù)贏得了時(shí)間，提高了礦井總效率。

2.4回收邊角煤

鏟、裝、運(yùn)車(chē)輛的使用，使得回收邊角煤變得更加靈活，既提高了邊角煤的回收率，又減少了邊角煤回采對(duì)正?；夭晒ぷ鞯挠绊?。

以上四個(gè)方面是防爆柴油車(chē)使用帶來(lái)的巨大優(yōu)勢(shì)，但是這種運(yùn)輸方式的使用也帶來(lái)以下幾個(gè)方面的缺點(diǎn)。

（1）大量尾氣的排放導(dǎo)致礦井空氣質(zhì)量下降，有害氣體超標(biāo)；

（2）大量車(chē)輛在井下有限空間運(yùn)行，易產(chǎn)生運(yùn)輸交通事故；

（4）車(chē)輛尾氣流入工作面，對(duì)作業(yè)人員身體健康造成危害；

（5）車(chē)輛碾壓灑落煤炭，揚(yáng)起煤塵，機(jī)車(chē)防爆性能失效時(shí)，有引起煤塵爆炸的危險(xiǎn)。

3對(duì)礦井通風(fēng)安全的影響分析

防爆柴油機(jī)車(chē)的大量使用，給礦井運(yùn)輸帶來(lái)方便的同時(shí)，也對(duì)礦井通風(fēng)安全帶來(lái)了多方面的危害。

3.1尾氣中有害氣體的危害

防爆柴油機(jī)車(chē)排出的尾氣中主要含有一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOX）、碳?xì)浠锏扔泻怏w，其不同工況下的含量如下表1所示。尾氣中CO成分會(huì)導(dǎo)致礦井空氣中的CO含量超標(biāo)，這種情況將帶來(lái)兩個(gè)方面的危害，其一是CO和人體的血紅蛋白結(jié)合，降低血液的輸氧能力，造成工作人員身體不適，甚至CO中毒和窒息。其次，CO是礦井自然發(fā)火預(yù)測(cè)的指標(biāo)氣體，尾氣中CO會(huì)影響自然發(fā)火預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。氮氧化物中的NO2是井下毒性最強(qiáng)的有害氣體，NO2遇水后形成硝酸，對(duì)眼睛、呼吸道黏膜和肺部組織有強(qiáng)烈的刺激及腐蝕作用，嚴(yán)重時(shí)可以引起肺水腫等疾病。這也是柴油車(chē)運(yùn)輸?shù)牡V井工人上班后眼睛發(fā)紅，喉嚨不舒服癥狀的主要原因。碳?xì)浠镏邪喾N烴類(lèi)化合物，進(jìn)入人體后會(huì)使人體產(chǎn)生慢性中毒，有些化合物會(huì)直接刺激人的眼、鼻粘膜，使其功能減弱。

3.2尾氣中懸浮顆粒物的危害

柴油車(chē)尾氣中還含有大量的碳煙顆粒，該顆粒物是柴油燃燒的產(chǎn)物，同時(shí)因?yàn)椴裼腿紵a(chǎn)生碳煙顆粒含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于汽油，所以井下的柴油車(chē)尾氣排放碳煙顆粒的問(wèn)題就更為突出。大量碳煙顆粒排入井下空氣中給礦井通風(fēng)安全帶來(lái)兩個(gè)方面的問(wèn)題，一是增加了礦井通風(fēng)的排塵量，排塵效果差將引起巷道能見(jiàn)度降低，造成安全生產(chǎn)事故。該問(wèn)題在一些大斷面低風(fēng)速的巷道尤為突出，除了影響礦井空氣質(zhì)量還影響到運(yùn)輸?shù)陌踩?。其二是碳煙粘附有SO2及致癌物苯并芘等有機(jī)化合物和臭氣，對(duì)人的危害很大。一般來(lái)說(shuō)2～10μm的碳煙吸入氣管后可排出體外，對(duì)身體影響不大。2μm以下的炭煙吸入肺部后，會(huì)導(dǎo)致慢性病、肺氣腫、皮膚病和變態(tài)性疾病。

顆粒越小，在空氣中懸浮的時(shí)間越長(zhǎng)，柴油機(jī)車(chē)排出的顆粒以質(zhì)量計(jì)90%以上小于1μm。礦井巷道中風(fēng)速低，顆粒物在井下停留的時(shí)間長(zhǎng)，人接觸和吸入的量大，危害越大。

3.3尾氣余熱的影響

隨著柴油機(jī)車(chē)尾氣排出的還有大量的熱量，這些熱量隨著風(fēng)流被帶作業(yè)地點(diǎn)，使得作業(yè)地點(diǎn)的總熱量增加，這將增加風(fēng)流排熱總量，增加了通風(fēng)的總排熱負(fù)擔(dān)。

3.4需風(fēng)量過(guò)大的危害

由于近年來(lái)部分礦井的柴油機(jī)車(chē)使用功率已達(dá)到了上萬(wàn)千瓦，按照煤礦設(shè)計(jì)規(guī)范，井下用柴油機(jī)車(chē)供風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)為第一臺(tái)車(chē)按5.4m3/kw·min，第二臺(tái)車(chē)按照第一臺(tái)的75%進(jìn)行配風(fēng)，三臺(tái)及三臺(tái)以上的按照第一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的50%進(jìn)行配風(fēng)。忽略前兩臺(tái)的問(wèn)題，都按照50%計(jì)算，功率上萬(wàn)千瓦的礦井風(fēng)量也要達(dá)到27000m3/min以上，考慮到車(chē)輛的使用頻率，再將這個(gè)風(fēng)量值降低1/3，認(rèn)為車(chē)輛使用最大量時(shí)排出尾氣的需風(fēng)量為18000m3/min，這個(gè)值已經(jīng)大于該礦井其他形式計(jì)算風(fēng)量的最大值及現(xiàn)有的供風(fēng)值。

該運(yùn)行狀況的后果主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是礦井在用車(chē)高峰期就會(huì)出現(xiàn)CO等有害氣體超標(biāo)的問(wèn)題以及局部大斷面低風(fēng)速地點(diǎn)排煙效果差，能見(jiàn)度低等問(wèn)題。另一方面，礦井風(fēng)量增加過(guò)大后，礦井總阻力將明顯增加，造成通風(fēng)耗能大大地增加，增加了礦井的通風(fēng)成本；風(fēng)量過(guò)大，也將帶來(lái)風(fēng)速超限的問(wèn)題，造成粉塵的二次飛揚(yáng)，不利于防塵工作；風(fēng)量過(guò)大還會(huì)引起漏風(fēng)增加，增加自然發(fā)火的危險(xiǎn)性。

3.5車(chē)輛失爆危害

防爆柴油機(jī)車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中，如果缺乏維護(hù)或者維護(hù)不當(dāng)都有可能造成車(chē)輛防爆性不可靠，造成瓦斯及煤層爆炸的危險(xiǎn)性。

4防爆柴油機(jī)車(chē)尾氣危害的防治措施

為了保證礦井輔助運(yùn)輸正常進(jìn)行，降低尾氣的危害，可從以下幾個(gè)方面提出對(duì)策措施。

（1）在組織管理中合理安排調(diào)度輔助運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間，避免井下車(chē)輛在短時(shí)間內(nèi)過(guò)度集中，考慮錯(cuò)峰運(yùn)輸，盡量減少礦井最大用車(chē)量或最大用車(chē)功率。

（2）車(chē)輛保養(yǎng)維修要及時(shí)，發(fā)現(xiàn)尾氣不達(dá)標(biāo)的車(chē)輛及時(shí)維修，不讓車(chē)輛帶病工作，降低尾氣的污染物排放量。

（3）嚴(yán)格控制超載現(xiàn)象，防止因超載引起的尾氣排放超標(biāo)。

（4）選擇尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)較高的車(chē)輛，比如達(dá)到“國(guó)4”標(biāo)準(zhǔn)的車(chē)輛優(yōu)先選用。

（5）合理控制井下車(chē)輛數(shù)量，減少一些不必要的車(chē)輛下井頻率。

（6）進(jìn)行車(chē)輛尾氣凈化技術(shù)，降低尾氣中有害成分的含量。

（7）合理計(jì)算需風(fēng)量，保證排出尾氣需風(fēng)量的同時(shí)不使礦井風(fēng)量過(guò)大。

（8）合理布置通風(fēng)系統(tǒng)，使有害氣體含量較高的尾氣直接排入回風(fēng)巷，減小對(duì)作業(yè)人員危害的程度。

（9）增加個(gè)體防護(hù)用品的功能，使其滿(mǎn)足尾氣防治的功能。

（10）對(duì)工人定期體檢，發(fā)現(xiàn)相關(guān)疾病盡快治療或者調(diào)換崗位，降低尾氣對(duì)人員的危害。

參考文獻(xiàn)

[1] 王永安，李永懷.礦井通風(fēng)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2007.

[2] 張榮立，何國(guó)維，李鐸.采礦設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2003.

[3] 國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局.煤礦安全規(guī)程[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2010.

[4] 熊?chē)?guó)鋒.淺談機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣污染及防治措施[J].生態(tài)與環(huán)境工程，2011，（08）.

[5]趙普生，呂智海.煤礦機(jī)動(dòng)車(chē)輛尾氣的危害與治理探討[J].現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息，2009.

[6]潘成杰， 李剛.煤礦井下柴油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣的防爆與凈化[J].煤礦機(jī)械，2010，（08）.