礦井通風安全管理及通風事故的防范措施

張顯紅

當前隨著我國社會經(jīng)濟的不斷向前發(fā)展，人們在日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)活動中，對于各種金屬資源的需求量不斷加大，因此對金屬礦開采工作單位提出了更高的要求和標準，要求金屬礦山開采工作單位必須要不斷加強金屬礦開采工作效率和質(zhì)量，為社會提供更加充足的金屬資源。但是在金屬礦井下作業(yè)過程中會存在各種安全隱患問題，其中比較具有代表性的是金屬礦井下通風安全問題。因為，國內(nèi)大部分金屬礦山安全基礎薄弱，尤其是通風除塵管理和技術措施不到位，導致礦井下經(jīng)常會聚集大量的有毒有害氣體和粉塵，如果沒有及時進行通風排放，對井下工作人員的人身安全和職業(yè)健康造成了嚴重威脅，同時也會造成金屬礦山開采工作單位的大量經(jīng)濟損失，因此全面加強礦井通風安全技術的應用非常關鍵。以下以有色金屬鉛鋅礦通風為例進行分析，結(jié)合礦區(qū)概況，對礦井通風問題進行探索。

1 礦區(qū)概況

礦區(qū)發(fā)現(xiàn)1 條鉛鋅礦體，賦存于二疊系下統(tǒng)甲黃溝群二段第五層（P1jh2-5）含石榴斜長黑云石英片巖與第六層（P1jh2-6）下部含石榴石鈉長二云石英片巖間的層間斷裂帶中。礦體呈似層狀，沿北西～南東向展布，構(gòu)造簡單，節(jié)理裂隙發(fā)育一般，基本無夾石分布，礦體未受后期構(gòu)造破壞，厚度較穩(wěn)定，有用組份分布較均勻，勘探類型為Ⅰ型。礦區(qū)累計查明資源儲量（111b）+（122b）+（333）：礦石量348.4 萬噸，根據(jù)礦體賦存情況及礦山開采現(xiàn)狀，對3935 中段及其以上的礦體采用平硐開拓，并分別設置4250 中段（新建）、4200 中段（原有）、4170 中段（原有）、4130 中段（原有）、4060 中段（原有）、4000 中段（原有）、3935 中段（原有），各中段均與地表貫通；對3935 中段以下的礦體采用斜井開拓，斜井分兩期進行掘進，一期對1#斜井進行延伸和掘進2#斜井，1#斜井自3935 中段延伸至3785 中段，2#斜井自3725 中段延伸至2475 中段，二期掘進3#斜井，3#斜井自3475 中段掘進至3275中段，各中段運輸平巷通過石門與斜井連通。

2 礦井通風方式選擇

本次礦區(qū)為高寒缺氧的高原地區(qū)，對于上部礦體整體的通風條件良好，但是對于中下段的通風工作由于難度相對較大，有效結(jié)合礦體的賦存條件以及人員結(jié)構(gòu)工程情況，在設計工作當中通過使用抽出式機械通風方法，作為礦山的主要通風方式，對于局部地段通風條件較差的條件，可以根據(jù)礦山的現(xiàn)場工作情況，通過使用局部風扇來進行輔助通風。

2.1 通風系統(tǒng)

根據(jù)上述所設計的礦產(chǎn)開采開拓系統(tǒng)，在開采4060 中段及以上礦體過程中，通風系統(tǒng)選用的是單一對角式通風方法，即進入風路分裂在礦體結(jié)構(gòu)的兩翼區(qū)域，在開采4060 中段以下的礦體過程中，通風工作方法使用的是兩翼對角式通風，即進風路設置在礦體的中間位置，回風路在礦體分裂在兩側(cè)區(qū)域，根據(jù)擬定的開拓運輸系統(tǒng)，在開采4060 中段及以上位置礦體過程中，新鮮的空氣通過各種中段，新鮮風流經(jīng)各自中段平硐經(jīng)過中段運輸平巷到達開采工作面，清理工作面之后的污染空氣，直接送入到上中段回風平巷當中，然后再經(jīng)過端部主回風井直接排出地表。在開采4060 中段及以下中段礦體過程中，新鮮的風流通過PD6、PD7 運輸?shù)狡巾线M風，然后再通過斜井將其直接輸送到中段運輸平巷，最后再經(jīng)過端部主回風井直接排到外部環(huán)境當中，在礦體的兩翼位置分別設置主扇風機，1#主扇風機安裝在礦體西翼的回風井出口處（該風機服務于礦山開采的整個時期）；2#主扇風機安裝在礦體東翼的回風井出口處。

2.2 礦井通風需要的風量

礦山在開采上部礦體工作過程中，各中段均為明中段在開采下部礦體中各中段風流，通過斜井直接進入內(nèi)部采廠，開掘通風天井作為出風口，回風道斷面為三星拱形，根據(jù)萬噸通風量計算和風速計算本次礦井開拓系統(tǒng)所需要的風量為：Q ＝Aq ；式中：Q －礦井所需總風量，m3/s ；A －礦井年產(chǎn)量，24×104t/a ；q －年產(chǎn)萬噸耗風量，m3/s ；（按照礦山規(guī)模取2.5m3/s）Q ＝Aq=24×2.5 ＝60（m3/s）通過礦業(yè)工程軟件矯正（校核參數(shù)取風阻系數(shù)0.015、空氣密度取0.7kg/m3、大氣壓取65kPa進出口高差取平均值120m），該通風量和各工作面最高風速可滿足礦山開采工程的通風要求。

2.3 通風設施及局部通風

2.3.1 1#主扇風機選型

安裝的軸流風機規(guī)格為K45-4-No14 型軸流式扇風機2 臺，一臺備用一臺開啟。該型風機的技術參數(shù)如下：風機風量：35.7m3/s ～67.2m3/s；風機全壓：1094Pa ～2099Pa；1 號主扇風機安裝礦體西翼回風巷硐口附近。

2.3.2 2#主扇風機選型

2#主扇風機仍然選用K45-4-No14 型軸流式扇風機2 臺，一備一用，2#主扇風機安裝于礦體東翼回風巷硐口附近。

2.3.3 局部通風

考慮到獨頭巷道的掘進和改善礦井局部通風狀況的需要，在每個掘進工作面、回采工作面可配置局扇進行輔助通風，礦山設計配備6 臺局扇，用作局部通風的需要。根據(jù)需要，選擇局扇的型號為：YBT60-1NO.5，該型號通風機的主要技術參數(shù)如下：功率5.5kW；風量：145m3/min ～225m3/min；全壓：1200Pa ～250Pa。

2.4 礦井通風系統(tǒng)的合理選擇與應用

在礦山井下開采工作過程中，礦井通風系統(tǒng)主要包含礦井通風網(wǎng)絡、通風動力以及通風控制設備等幾大重要組成部分。在實際工作過程中，通過礦井通風系統(tǒng)將地面以上的清新空氣直接輸送到礦井以下，將礦井內(nèi)部的混濁性空氣以及含有瓦斯的空氣進行有效排除，防止出現(xiàn)瓦斯大量聚集問題，提高整個礦山井下作業(yè)環(huán)境的安全性和穩(wěn)定性。對于礦井開發(fā)工作而言，通過礦井通風系統(tǒng)的使用，對保證整個采礦工作的安全性以及保證工作人員的人身安全有著至關重要的意義，是整個礦井開采工作不可缺少的重要組成部分。因此，在進行礦井通風系統(tǒng)的選擇過程當中，必須要對各環(huán)節(jié)的通風設備以及相關控制系統(tǒng)進行合理選擇，需要對進風井和回風井的設計方法進行確認，對送風系統(tǒng)的主扇工作方式以及安裝地點進行設定。通常情況下，使用的是中央式對角式或者中央對角混合的設計方法，保證進風井和回風井的設計配置科學合理。根據(jù)礦井實際開采工作環(huán)境和開采規(guī)模大小，對送風量進行有效掌控。在實際供風工作當中，主要分為壓入式、抽出式以及壓抽混合等方法，需要對供風工作模式進行全面協(xié)調(diào)和優(yōu)化，要充分保證整個通風系統(tǒng)的通風量符合井下通風工作的要求和標準，同時需要最大限度上降低通風系統(tǒng)的總工作量，進而可以實現(xiàn)整個通風系統(tǒng)的運行工作更加經(jīng)濟合理，保證井下工作環(huán)境的整體安全性。

3 合理選擇礦井分制的管理工作方法

隨著金屬礦井下開采工作進行，礦井下巷道不斷推進和更替，因此對于礦井通風工作也提出了更高的要求和標準。隨著礦井的開采深度不斷加大，對供風量的調(diào)節(jié)也提出了更高的要求和標準，通常情況下因為通風網(wǎng)絡所匹配的各作業(yè)點、供風量無法充分滿足內(nèi)部作業(yè)環(huán)境的相關工作要求，因此需要采取必要的控制工作方法，對礦井以下供風量進行針對性調(diào)節(jié)和控制，進一步保證礦井下空氣環(huán)境質(zhì)量和安全性。在針對供風量調(diào)節(jié)和控制工作過程中，通常情況下將其劃分為礦井總風量調(diào)節(jié)和礦井內(nèi)部局部區(qū)域供風量調(diào)節(jié)，在針對礦井內(nèi)部總共風量調(diào)節(jié)過程當中，相關工作人員通常情況下需要對單風機的實際轉(zhuǎn)速以及葉片安裝角度進行有效控制，對礦井內(nèi)部的供風阻力大小進行全面判斷和分析，局部通風量調(diào)節(jié)工作主要是通過提高風阻、降低風阻以及使用輔助通風機等方法來進行操作。

第一，提高風阻。調(diào)節(jié)方法主要是以供風過程中的阻力值大小作為主要的工作原理，通過在阻力相對較小的風路上增加阻力作用，使得整個供風回路受阻，實現(xiàn)風體的流向進行轉(zhuǎn)變，保證礦井內(nèi)部的供風阻力，可以實現(xiàn)一種動態(tài)平衡狀態(tài)。根據(jù)礦井的安全開采工作要求和標準，對供風阻力大小進行有效控制。阻力分組調(diào)節(jié)工作方法是其中一種比較常用的調(diào)節(jié)方法，在巷道內(nèi)部可以設置出多個風窗結(jié)構(gòu)，保證風體流動的順暢程度。

第二，輔助通風機供風調(diào)節(jié)工作方法，主要是利用在阻力相對較大的供風回路上使用輔助通風機設備進行安裝和使用，供風過程中阻力大小實現(xiàn)一種均衡狀態(tài)，以此來實現(xiàn)對供風量的有效調(diào)節(jié)。在供風回路上展開輔助通風機安裝工作過程中不，需要提高風路上大風體壓力大小，可以直接通過選擇輔助通風機設備，保證供風回路上的供風阻力的有效控制。該項工作方法在整個供風工作流程比較簡單，同時具有更高的操作可行性，同時這種供風方法整體操作流程比較簡單，同時具有較高的可行性效果，整個施工效率相對較高。但是相比于其他兩種調(diào)節(jié)工作方式相比，在整個管理工作的復雜性更強，同時安全性能有所偏低。

第三，全面加強瓦斯管理防止瓦斯過度聚集。金屬礦井下工作面是金屬礦開采工作中非常重要的作業(yè)場所，必須要具備充足的供風量，因此需要針對礦井通風系統(tǒng)進行科學合理的選擇。在針對礦井通風量進行確定過程中，現(xiàn)階段礦井內(nèi)部主要使用的是機械式通風工作方法，在每一個金屬礦開采工作面和不同的開采區(qū)域設計出單獨的回風巷，以此來有效實現(xiàn)分區(qū)通風工作，但是在整個金屬礦采掘工作面方面需要使用獨立通風方法，因為掘進巷道在使用過程中具有較強的特殊性，因此需要通過使用全風壓或者是使用局部通風機的方法來進行巷道內(nèi)部的通風工作，有效保證巷道內(nèi)部的空氣環(huán)境質(zhì)量。

4 礦井通風安全管理途徑和相關防范工作措施

4.1 加強礦井通風和環(huán)境相關性研究

基于產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展社會導向，對礦井通風安全管理工作加以全面落實，需要全面加強礦井通風和礦井下工作環(huán)境之間的相關性研究工作。具體而言，可以通過制定礦井通風與瓦斯灰塵等專項研究各個項目，有效保證通風系統(tǒng)和瓦斯安全防護處理工作的全面落實。經(jīng)過相關礦產(chǎn)開采工作經(jīng)驗分析，可以看出通過建立起二者之間的信息數(shù)據(jù)庫，同時使用大數(shù)據(jù)分析技術，對其中可能產(chǎn)生的各種風險性問題進行有效控制，有效結(jié)合以往礦產(chǎn)資源開采工作經(jīng)驗實施驗證和分析，有效保證各項研究工作的全面落實，保證礦井通風安全管理工作的順利開展。在礦井下安全通風管理工作當中，需要全面落實預防性管理工作模式，有效解決以往綜合管理工作方法存在的不精確性問題，對于具體的金屬礦井下環(huán)境影響因素的防范工作，需要對金屬礦環(huán)境風險問題進行全面預防，并且經(jīng)過專業(yè)的工作劃分，在安全管理系統(tǒng)當中設置出必要的通風系統(tǒng)，并且有效做好針對性的管理工作，配合使用機電設備、地質(zhì)預測技術、消防安全管理以及實施性監(jiān)測與評估管理等各項工作，匹配相應的安全工作裝置，保證實際工作過程中，可以通過工作崗位的合理劃分，全面了解其中的各項安全管理工作任務，有效提高礦井通風預防性工作效果。

4.2 引入現(xiàn)代化人力資源管理工作方案

首先，在人才的培育工作方面，建議引入現(xiàn)代化人力資源管控工作方案，需要對礦井通風安全管理工作人員實施檔案資料的全面分析，并且對不同工作崗位人員的工作職責進行明確劃分，然后基于現(xiàn)階段產(chǎn)業(yè)思維導向以及礦井通風安全管理工作要求，制定出更加科學全面的金屬礦生產(chǎn)和管理工作機制，設立起礦井通風安全管理專題內(nèi)容，同時在不同的專題內(nèi)容條件下，根據(jù)不同的理論知識結(jié)構(gòu)和理論圖譜等，對管理業(yè)務以及相關技能實施專業(yè)化分類；其次，需要在專題培訓工作過程中，有效建立起新型的人力資源檔案，并且分析礦井通風安全管理工作內(nèi)容，有效調(diào)整金屬礦生產(chǎn)單位人力資源的構(gòu)成形式，實施安全管理工作的分項進行，全面完成專業(yè)對于工程項目的建設與發(fā)展，有效保證金屬礦井下通風管理工作的順利進行。

4.3 轉(zhuǎn)化技術及其拓展應用

現(xiàn)階段，在金屬礦井下開采工作過程中，需要對各種智能設備以及先進的診斷技術進行合理應用，有效保證金屬礦井下通風安全管理工作質(zhì)量和效果，保證技術研發(fā)工作成果快速轉(zhuǎn)化，并且合理應用到礦井通風故障問題的診斷和處理工作當中。除此之外，還需要有效匹配和設置與影響通風安全管理工作的相關監(jiān)測工作方案，保證技術研究成果在拓展工作過程中與金屬礦井下安全管理內(nèi)容之間相匹配，并且在資源優(yōu)化配置工作基礎之上，全面實現(xiàn)金屬礦井下通風，安全管理工作質(zhì)量。

4.4 優(yōu)化井下監(jiān)測點位

隨著我國采礦行業(yè)的快速向前發(fā)展，礦山開采規(guī)模和深度都在不斷上漲，因此對礦井下的通風工作質(zhì)量安全性提出了更高的標準，如果礦山井下的通風系統(tǒng)存在缺陷，會直接造成井下通風量不足，對整個礦山開采工作形成了較大的安全隱患。尤其是在運用多級基站通風系統(tǒng)過程中，增加了系統(tǒng)管理工作的難度，同時在通風系統(tǒng)的優(yōu)化設計工作中也存在諸多難點，如果單純憑借傳統(tǒng)的人工經(jīng)驗設計和管理工作方法，則整個通風系統(tǒng)的使用無法獲得實質(zhì)性進展，同時也無法充分滿足整個礦山開采工作的相關要求。通過更加先進的計算機技術的應用，可以充分實現(xiàn)礦山井下通風系統(tǒng)的進一步優(yōu)化管理與控制，可以提高通風系統(tǒng)供風的安全性與穩(wěn)定性，保證整個礦山井下作業(yè)的穩(wěn)定性。

4.5 礦井通風技術的選擇區(qū)要做到科學合理

在礦井安全開采工作中對通風技術的選擇至關重要，如果通風技術選擇存在誤差，會直接造成礦井在生產(chǎn)工作中產(chǎn)生各種安全事故。因此，在礦井的開采過程中，針對通風技術的選擇必須要考慮到礦井內(nèi)部的通風阻力大小，相關設計工作人員需要根據(jù)實際的測量工作參數(shù)，對礦山井下的通風條件進行有效判斷，并且對礦井以下的通風阻力大小進行詳細分析，以此來實現(xiàn)對通用系統(tǒng)的進一步優(yōu)化和改進。針對礦井測量和通風工作中所產(chǎn)生的阻力參數(shù)，可以有效記錄礦井內(nèi)部風流阻力的真實大小，同時對通風阻力在不同區(qū)域的分布狀況加以充分了解，根據(jù)所測得的相關數(shù)據(jù)和信息，對礦井通風工作存在的各種問題進行進一步改進和完善，有效保證礦井設計和礦井通風工作的實際狀況相符合。

5 結(jié)語

綜上，在金屬礦井下作業(yè)工作中保證金屬礦井下空氣環(huán)境質(zhì)量至關重要，相關工作單位在針對金屬礦井下的通風管理和優(yōu)化工作中，必須要充分做好金屬礦井下通風系統(tǒng)的優(yōu)化和安全管理工作，全面提高金屬礦井下的通風質(zhì)量，為井下工作人員提供出一個更加安全的工作環(huán)境。