關(guān)于掘進(jìn)工作面供風(fēng)方式的探討

潘吉成

（神東煤炭集團(tuán)萬(wàn)利一礦,內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000）

目前國(guó)內(nèi)掘進(jìn)工作面大部分采用局部通風(fēng)機(jī)、風(fēng)筒進(jìn)行供風(fēng)，以達(dá)到為工作面提供充足的新鮮空氣、將有毒有害氣體和礦塵稀釋到安全濃度以下為員工提供良好的工作環(huán)境的目的。2010年國(guó)家安全監(jiān)管總局國(guó)家煤礦安監(jiān)局下發(fā)了關(guān)于建設(shè)完善煤礦井下安全避險(xiǎn)“六大系統(tǒng)”的通知，各煤炭生產(chǎn)礦井均按要求完善了壓風(fēng)自救系統(tǒng)。煤礦井下壓風(fēng)自救系統(tǒng)是利用空氣壓縮機(jī)將地面新鮮空氣壓縮(壓風(fēng))，經(jīng)管路系統(tǒng),接出分岔管,并接上防護(hù)袋、面罩或喇叭口等連接人呼吸器官的面具,將壓風(fēng)經(jīng)減壓節(jié)流、消聲、過(guò)濾后供給避難礦工、保護(hù)他們免受有毒或窒息性氣體侵害的器具。該兩套系統(tǒng)均是以向用風(fēng)地點(diǎn)供應(yīng)新鮮風(fēng)流為目的，具有相似點(diǎn)，通過(guò)技術(shù)升級(jí)可進(jìn)行整合、優(yōu)化。

1 局部通風(fēng)機(jī)、風(fēng)筒供風(fēng)缺點(diǎn)

（1）局部通風(fēng)機(jī)安裝在煤礦井下，容易受到安裝位置氣體的濕度、溫度、氣體濃度情況等限制，對(duì)工作面氣體質(zhì)量造成影響。例如局部通風(fēng)機(jī)安裝地點(diǎn)上風(fēng)側(cè)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，局部通風(fēng)機(jī)會(huì)將有毒有害氣體直接壓入工作，對(duì)礦工生命安全造成威脅。

（2）局部通風(fēng)機(jī)工作引起噪聲，在有限的空間內(nèi)噪音被放大數(shù)倍。突出的危害是引起礦工聽(tīng)力下降和職業(yè)性耳聾，消化系統(tǒng)等多種疾病，并使井下工人勞動(dòng)效率降低，警覺(jué)遲鈍，不易發(fā)現(xiàn)事故前征兆和信號(hào)，增加發(fā)生事故的可能性。

（3）局部通風(fēng)機(jī)受井下環(huán)境影響易產(chǎn)生無(wú)計(jì)劃停風(fēng)。高低壓供電系統(tǒng)突然停電、局部通風(fēng)機(jī)本身的電氣事故、機(jī)械故障、風(fēng)筒脫節(jié)、主要通風(fēng)機(jī)停風(fēng)等均容易導(dǎo)致掘進(jìn)工作面無(wú)計(jì)劃停風(fēng)，造成瓦斯積聚，導(dǎo)致事故的發(fā)生。

（4）材料成本高。以2014年1月10日阿里巴巴2×30KW局部通風(fēng)機(jī)的報(bào)價(jià)為8.33萬(wàn)元，礦用阻燃軟質(zhì)風(fēng)筒報(bào)價(jià)為200元每節(jié)，以神東煤炭集團(tuán)萬(wàn)利一礦五個(gè)掘進(jìn)工作面，年進(jìn)尺27000米計(jì)算，局部通風(fēng)機(jī)一次性投入需83.3萬(wàn)元，風(fēng)筒需54萬(wàn)元，每年還需根據(jù)損耗情況進(jìn)行補(bǔ)充。每年局部通風(fēng)機(jī)耗電量為262.8萬(wàn)度，總費(fèi)用為131.4萬(wàn)元。

（5）抗災(zāi)能力差。局部通風(fēng)機(jī)安裝地點(diǎn)上風(fēng)側(cè)發(fā)生災(zāi)害，容易導(dǎo)致局部通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)或?qū)⒂卸居泻怏w吹至掘進(jìn)工作，對(duì)掘進(jìn)工作面人員造成危害。

（6）人員工作量大，工資成本高。掘進(jìn)工作面每班需安排專(zhuān)人對(duì)局部通風(fēng)機(jī)、風(fēng)筒進(jìn)行巡視、維護(hù)，按神東煤炭集團(tuán)萬(wàn)利一礦實(shí)際情況，五個(gè)掘進(jìn)工作面每班各安排兩人對(duì)風(fēng)機(jī)、風(fēng)筒進(jìn)行巡視、維護(hù)，每人工資按150元每天計(jì)算，全年需164.25萬(wàn)元，其成本之高可見(jiàn)一斑。

（7）供風(fēng)距離受到限制，長(zhǎng)距離供風(fēng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)。 以萬(wàn)利一礦目前在用風(fēng)機(jī)FBDYNo.6.3/2×30為例，采用直徑800mm柔性風(fēng)筒向工作面供風(fēng)，為保證工作面需風(fēng)量300m /min,其最大供風(fēng)距離為3000米（現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)）。

表1 風(fēng)機(jī)技術(shù)特征表

表2 風(fēng)筒技術(shù)特征表

（8）風(fēng)筒漏風(fēng)無(wú)法避免漏風(fēng)，局部通風(fēng)機(jī)風(fēng)筒漏風(fēng)將使局部通風(fēng)機(jī)的有效風(fēng)量降低，給掘進(jìn)工作面安全帶來(lái)嚴(yán)重隱患。造成風(fēng)筒漏風(fēng)的因素很多，比如輔助運(yùn)輸車(chē)輛剮蹭、放炮損壞風(fēng)筒以及錨桿、錨索、幫網(wǎng)等銳器刺破風(fēng)筒，還有風(fēng)筒接頭方法不同、風(fēng)筒的長(zhǎng)度不一等均是影響風(fēng)筒漏風(fēng)的因素。

（9）受人為因素容易產(chǎn)生循環(huán)風(fēng)。局部通風(fēng)機(jī)的回風(fēng)流部分或全部再回入同一部局部通風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)風(fēng)流中的現(xiàn)象，稱(chēng)之為循環(huán)風(fēng)。循環(huán)風(fēng)的危害是推進(jìn)工作面的乏風(fēng)反復(fù)返回掘進(jìn)工作面,有毒有害氣體和粉塵的濃度會(huì)越來(lái)越大,不僅使作業(yè)環(huán)境越來(lái)越惡化,更嚴(yán)重的是,由于風(fēng)流中瓦斯?jié)舛炔粩嘣黾?當(dāng)其進(jìn)入局部通風(fēng)機(jī)時(shí),極易引起瓦斯爆炸事故。

2 壓風(fēng)自救系統(tǒng)供風(fēng)優(yōu)點(diǎn)

（1）壓風(fēng)自救系統(tǒng)的空氣壓縮機(jī)安裝在地面，直接使用地面新鮮空氣，可以根據(jù)地面空氣溫度、濕度情況加設(shè)溫度、濕度干涉裝置，有效解決井下溫度不適宜、有毒有害氣體污染、濕度不適宜等環(huán)境問(wèn)題，提高工作面空氣質(zhì)量，為廣大一線員工提供一個(gè)舒適的工作環(huán)境。

（2）空氣壓縮機(jī)安裝在地面，空間大，產(chǎn)生噪音小，且產(chǎn)生的噪音對(duì)煤礦安全生產(chǎn)無(wú)影響。

（3）空氣壓縮機(jī)電能由地面變電所經(jīng)電纜輸送，可采用雙回路供電，確保供電穩(wěn)定，即使發(fā)生供電問(wèn)題，地面搶修速度明顯快于井下。以萬(wàn)利一礦最遠(yuǎn)的局部通風(fēng)機(jī)安設(shè)地點(diǎn)42302輔運(yùn)順槽為例，該地點(diǎn)距離井口9626米，地面接到井下供電故障后立即組織人員前往處理，根據(jù)井下車(chē)速最快20km/h計(jì)算，光路程時(shí)間即為29分鐘，而地面同樣距離路程所需時(shí)間按100km/h計(jì)算只需6分鐘，減少救援時(shí)間就意味著事故影響降低，為礦井安全生產(chǎn)提供保障。

（4）成本方面，壓風(fēng)自救系統(tǒng)為礦井必備的安全避險(xiǎn)系統(tǒng)，采用壓風(fēng)自救系統(tǒng)為掘進(jìn)工作面供風(fēng)，可減少重復(fù)建設(shè)、維護(hù)局部通風(fēng)機(jī)、風(fēng)筒供風(fēng)系統(tǒng)所有費(fèi)用。

（5）抗災(zāi)能力強(qiáng)。1993年7月20日,松藻煤電有限公司發(fā)生井下煤與瓦斯突出事故,當(dāng)時(shí),工作面有5名工作人員在作業(yè)。他們迅速撤離到距工作面70m左右的壓風(fēng)自救裝置處。瓦斯員由于腳殘疾,撤離速度較慢,在距離壓風(fēng)自救裝置3m處因窒息而跌倒,后被已撤離至壓風(fēng)自救裝置處的人員拉至壓風(fēng)自救裝置處,并為其戴上壓風(fēng)自救面具后獲救,避免了人員傷亡。使他們大難不死的,是壓風(fēng)自救裝置送來(lái)的地面空氣。

（6）鋼質(zhì)壓風(fēng)管路不易漏風(fēng)，解決了供風(fēng)距離、漏風(fēng)問(wèn)題。

3 需解決問(wèn)題

（1）空氣壓縮機(jī)安裝在地面，所處環(huán)境四季、陰晴、溫寒變化明顯，為保證向井下工作面提供溫度、濕度適中的空氣，需在地面空氣壓縮機(jī)進(jìn)氣端加設(shè)溫度、濕度自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，當(dāng)?shù)孛婵諝飧黜?xiàng)參數(shù)發(fā)生變化時(shí)能夠及時(shí)啟動(dòng)自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，保證輸入井下控制各項(xiàng)參數(shù)穩(wěn)定。

（2）為有效監(jiān)測(cè)輸入井下及各工作面風(fēng)量情況，需在空氣壓縮機(jī)進(jìn)氣端、井下主管路、工作風(fēng)管末端設(shè)置風(fēng)量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)裝置及自動(dòng)調(diào)整裝置，工作面施工前按照《作業(yè)規(guī)程》要求設(shè)置該工作面供風(fēng)管路及風(fēng)量值，風(fēng)量監(jiān)測(cè)及調(diào)整裝置根據(jù)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)調(diào)整工作面風(fēng)量，保證工作面風(fēng)量滿(mǎn)足安全生產(chǎn)需要。

（3）井下壓風(fēng)管路管徑小、風(fēng)速大，壓風(fēng)管路末端空氣進(jìn)入巷道時(shí)噪音較大，需加設(shè)消音及擴(kuò)散裝置，降低噪音。

（4）采用壓風(fēng)自救系統(tǒng)為掘進(jìn)工作面供風(fēng)后，為保證礦井安全生產(chǎn)，壓風(fēng)系統(tǒng)選型必須嚴(yán)謹(jǐn)和具有實(shí)用性，國(guó)家需根據(jù)實(shí)際情況制定壓風(fēng)自救系統(tǒng)建設(shè)、設(shè)備選型、管理等規(guī)范，加強(qiáng)對(duì)礦井壓風(fēng)自救系統(tǒng)的監(jiān)管。

（5）目前礦井掘進(jìn)工作面風(fēng)電閉鎖是根據(jù)局部通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)情況實(shí)現(xiàn)對(duì)工作面電源控制，壓風(fēng)自救系統(tǒng)供風(fēng)后需對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)、改造，利用壓風(fēng)自救裝置末端監(jiān)測(cè)裝置控制工作面電源，當(dāng)監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)到壓風(fēng)管路末端出風(fēng)口風(fēng)量達(dá)不到要求或已為零時(shí)，立即切斷工作面及其回風(fēng)流內(nèi)所有非本質(zhì)安全型電源，確保礦井安全生產(chǎn)。

4 結(jié)論

根據(jù)以上論述，將礦井壓風(fēng)自救裝置與局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)系統(tǒng)改造、升級(jí)為一套系統(tǒng)，不僅升級(jí)了井下掘進(jìn)工作面供風(fēng)技術(shù)，提高了掘進(jìn)工作面供風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性及安全性，同時(shí)也對(duì)壓風(fēng)自救裝置的可靠性、穩(wěn)定性進(jìn)行了提升，為礦井安全生產(chǎn)提供了有效保障，但該兩套系統(tǒng)的整合涉及到的人力、物力、技術(shù)方面要求較為苛刻，需由政府或企業(yè)牽頭，整合各方面資源，有步驟的開(kāi)發(fā)、研究，解決各個(gè)環(huán)節(jié)上的難點(diǎn)，最終開(kāi)發(fā)出一套實(shí)用、可靠地壓風(fēng)及供風(fēng)系統(tǒng)。

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