煤礦井下通風(fēng)及瓦斯防治研究

張 坤 王 輝

皖北煤電集團(tuán)恒源股份任樓煤礦

煤礦井下通風(fēng)及瓦斯防治研究

張 坤 王 輝

皖北煤電集團(tuán)恒源股份任樓煤礦

煤礦井下通風(fēng)及瓦斯防治效果的增強(qiáng)及相關(guān)技術(shù)措施的實(shí)施，有利于降低瓦斯爆炸事故發(fā)生的幾率，實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)井下安全生產(chǎn)的發(fā)展目標(biāo)。在通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置及瓦斯防治措施制定的過程中，技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合煤礦井下的實(shí)際概況，優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)的服務(wù)功能，增強(qiáng)各種防治措施制定的合理性，為井下作業(yè)計(jì)劃的順利實(shí)施打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。文中從多個方面對煤礦井下通風(fēng)及瓦斯防治進(jìn)行了深入地研究，為煤礦生產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)帶來了重要的保障作用。

煤礦；井下通風(fēng)；瓦斯防治

1 瓦斯爆炸的因素及危害

1.1 瓦斯爆炸的因素

瓦斯爆炸需要滿足三個條件：a)瓦斯?jié)舛纫獫M足一定量。通常在一定條件下，只有瓦斯?jié)舛冗_(dá)到臨界值時才會發(fā)生爆炸。正常情況下，爆炸的瓦斯臨界值是6%～15%左右。只要保持瓦斯?jié)舛仍谶@一臨界濃度以下，爆炸事故就不會發(fā)生。但是爆炸的臨界點(diǎn)并不是一成不變的，往往會受到較多環(huán)境因素影響；b)溫度達(dá)到最低燃燒點(diǎn)。最低燃燒點(diǎn)與環(huán)境因素密切相關(guān)，通常巖石中的電壓﹑火力大小都會影響瓦斯的最低燃燒點(diǎn)。通常瓦斯的最低燃燒點(diǎn)在650℃左右。礦井內(nèi)部的摩擦﹑自燃等現(xiàn)象都可能使井下溫度達(dá)到這一臨界值，導(dǎo)致瓦斯爆炸；c)空氣中O2的濃度。正常情況下，新鮮空氣中的O2濃度在12%左右，該O2濃度足以支持瓦斯燃燒，因而這一燃燒條件是最難避免的。

1.2 瓦斯爆炸的危害

瓦斯爆炸后產(chǎn)生的危害主要有：a)高溫危害。瓦斯爆炸會產(chǎn)生大量熱量，尤其是在瓦斯爆炸瞬間，其溫度可達(dá)到186℃。隨著氣壓升高，瓦斯爆炸的溫度還會進(jìn)一步升高，最高時可達(dá)260℃；b)瓦斯爆炸形成的沖擊波危害。瓦斯爆炸時，周圍空氣會急劇膨脹，形成強(qiáng)大的沖擊波。沖擊波會給周圍物體帶來巨大沖力，對周圍物體和施工人員造成嚴(yán)重傷害。大量數(shù)據(jù)表明，瓦斯爆炸時產(chǎn)生的沖擊力最大時可達(dá)2MPa，并隨著沖擊波產(chǎn)生極大的超音波，進(jìn)一步增加沖擊力和破壞力；c)瓦斯爆炸時還會產(chǎn)生大量的有毒氣體，不僅污染周圍環(huán)境，還會對作業(yè)人員的身體健康產(chǎn)生影響。瓦斯爆炸時產(chǎn)生的氣體主要有CO﹑CO2等，這些氣體會抑制人體對O2的吸收，造成人體呼吸不暢。據(jù)統(tǒng)計(jì)，瓦斯爆炸時造成人員死亡的主要原因是CO抑制人體的自主呼吸。

2 煤礦井下瓦斯爆炸的有效防治措施

2.1 保持工作面通風(fēng)量充足

1)對于瓦斯?jié)舛容^大或穩(wěn)定性較低的部分需要著重通風(fēng)，對于瓦斯?jié)舛容^低的部分可適量減少通風(fēng)量。2)通風(fēng)時必須使用正確的通風(fēng)器械。使用通風(fēng)器械時必須依照相應(yīng)的使用章程，以確保器械處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，并延長器械使用壽命。在礦井內(nèi)部設(shè)置充足的回風(fēng)巷道，以保證礦井的每一個區(qū)域都可以良好通風(fēng)。3)構(gòu)建可靠的通風(fēng)系統(tǒng)。當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸^正常值時要及時通風(fēng)。礦井內(nèi)部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的部分需要著重加固，防止采礦過程中發(fā)生瓦斯大量泄露。在使用風(fēng)機(jī)之前必須全面檢查風(fēng)機(jī)狀態(tài)，防止風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過程中產(chǎn)生故障。

2.2 嚴(yán)格遵守瓦斯安全相關(guān)規(guī)定

國家對于煤礦井下安全施工制定了較為完善的瓦斯安全章程，為礦井內(nèi)瓦斯爆炸的有效預(yù)防帶來了重要的指導(dǎo)作用。在具體作業(yè)計(jì)劃實(shí)施的過程中，作業(yè)人員應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)定，在提高施工質(zhì)量的同時合理地設(shè)置相關(guān)的防治措施，避免計(jì)劃實(shí)施中出現(xiàn)瓦斯爆炸。對危險性較大的區(qū)域必須有專門監(jiān)管人員實(shí)時監(jiān)控，加強(qiáng)對瓦斯?jié)舛鹊挠行Э刂啤?/p>

2.3 構(gòu)建功能完善的瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)

瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)可以與瓦斯通風(fēng)系統(tǒng)相結(jié)合，通過瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時檢測礦井內(nèi)部的瓦斯?jié)舛龋?dāng)檢測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時，通過通風(fēng)系統(tǒng)對礦井內(nèi)部進(jìn)行通風(fēng)，及時降低礦井內(nèi)瓦斯?jié)舛?。建立瓦斯?jié)舛鹊谋O(jiān)控系統(tǒng)需要在礦井下設(shè)置瓦斯?jié)舛葌鞲衅鳎瑢⒏鱾€感應(yīng)系統(tǒng)相連接，建立起完善的控制系統(tǒng)。完善的瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)既保證了工作人員的生命安全，同時也使礦井開采工作能夠始終在穩(wěn)定狀態(tài)下開展，為煤礦開采企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供可靠地保障。瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建，可以對煤礦井下瓦斯?jié)舛鹊淖兓M(jìn)行實(shí)時地控制，最大限度地降低了瓦斯爆炸事故發(fā)生的幾率。

3 瓦斯礦井通風(fēng)技術(shù)要點(diǎn)

礦井通風(fēng)管理的要點(diǎn)如下：查看礦井的進(jìn)出風(fēng)情況，是否至少有一個進(jìn)風(fēng)井和一個回風(fēng)井；要經(jīng)常檢查礦井的風(fēng)機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)態(tài)，查看工況點(diǎn)是否正常；在礦井無單獨(dú)的通風(fēng)系統(tǒng)時，應(yīng)對和其他礦井通風(fēng)系統(tǒng)相聯(lián)接的地方進(jìn)行檢查；查看礦井的通風(fēng)量是否滿足礦井生產(chǎn)的需要；檢查是否存在角聯(lián)巷道，若存在應(yīng)采取避免風(fēng)流反向的有效措施或安全措施；檢查風(fēng)速情況，查看巷道中是否出現(xiàn)風(fēng)流不穩(wěn)定﹑無風(fēng)﹑微風(fēng)的情況；查看通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，看是否存在串聯(lián)通風(fēng)的情況；要定時測定礦井的通風(fēng)阻力，檢查通風(fēng)構(gòu)筑物設(shè)置和質(zhì)量是否符合有關(guān)規(guī)定。

對于突出礦井，合理進(jìn)行礦井通風(fēng)是治理瓦斯的必要措施。中央并列式通風(fēng)是煤礦礦井通常選用的通風(fēng)方式，為了使巷道的風(fēng)速滿足相關(guān)的規(guī)定，需要在相應(yīng)的位置安裝通風(fēng)設(shè)施及設(shè)備。風(fēng)機(jī)采用安全運(yùn)行模式，即一臺使用一臺備用，當(dāng)主風(fēng)機(jī)出現(xiàn)了故障能自動啟動備用風(fēng)機(jī)保證礦井通風(fēng)系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行。在工作面安裝甲烷傳感器，并在相應(yīng)的主設(shè)備上安裝甲烷傳感器，如果巷道甲烷的濃度超過安全值，地面控制臺自動發(fā)出指令切斷采掘工作面電源，并發(fā)出警報提醒人員撤離，最大限度的保證人員的安全。

在突出礦井正常生產(chǎn)期間不但要保證整個通風(fēng)系統(tǒng)的正常工作，還要保證在局部地區(qū)無瓦斯聚集。因此，需要對瓦斯容易聚集的地區(qū)采取相應(yīng)的措施，具體來說有以下幾個方面：對礦井回采工作面來說上隅角處最容易聚集瓦斯，所以應(yīng)該在上隅角處設(shè)立相應(yīng)的回風(fēng)設(shè)施來降低上隅角的瓦斯?jié)舛取Ｔ诘V井內(nèi)，巷道頂板位置也很容易積聚瓦斯，形成瓦斯層，需要利用導(dǎo)風(fēng)筒或?qū)эL(fēng)板將瓦斯稀釋，或者利用封閉冒頂區(qū)的方法消除。

結(jié)語

煤礦的通風(fēng)技術(shù)是改善作業(yè)環(huán)境﹑保證安全生產(chǎn)﹑降低瓦斯?jié)舛鹊闹匾夹g(shù)措施。所以，煤礦企業(yè)應(yīng)加大對突出礦井通風(fēng)技術(shù)的研發(fā)力度與重視程度，進(jìn)一步完善技術(shù)措施，只有這樣才能提高通風(fēng)質(zhì)量，推進(jìn)煤礦安全生產(chǎn)。

[1]張林斌.煤礦井下通風(fēng)瓦斯防治技術(shù)[J].能源與節(jié)能，2014，08：63-64+74.

[2]周正.煤礦井下瓦斯防治與瓦斯抽放技術(shù)[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2013，09：166-167.