煤礦瓦斯通風(fēng)存在的安全問題及防治對策解析

＊張 楠

（山西潞安工程有限公司 山西 046000）

煤炭是我國能源體系基石，煤炭開采之于國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有直接作用。最近幾年來，伴隨我國科技水平以及煤炭開采工藝的不斷完善，煤礦開采率也在持續(xù)增加，但是因為存在諸多安全隱患問題，比如透水事故、瓦斯事故、煤塵事故、火災(zāi)事故、頂般事故等，導(dǎo)致開采效果并不理想。瓦斯通風(fēng)是其中最值得關(guān)注的問題，不僅威脅著作業(yè)人員的生命安全，也在一定程度上制約著煤礦單位的發(fā)展進(jìn)程。因此，深入研究煤礦瓦斯通風(fēng)問題以及安全防治措施具有現(xiàn)實意義。

1.煤礦瓦斯通風(fēng)安全要求

當(dāng)前，我國煤礦開采作業(yè)過程中存在多種風(fēng)險因素；而且這些風(fēng)險都極為不可控。煤礦的瓦斯通風(fēng)，正是受到這些不可控風(fēng)險因素的影響，導(dǎo)致實際情況距離預(yù)期指標(biāo)存在距離。為此，在開展煤礦開采作業(yè)時，有關(guān)單位應(yīng)該加強對礦井生產(chǎn)布局的管理，根據(jù)國家規(guī)定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對瓦斯實施抽采檢驗，通過平穩(wěn)有序地開展瓦斯通風(fēng)工作，增加巷道內(nèi)風(fēng)速，防止因瓦斯通風(fēng)要求不達(dá)標(biāo)造成瓦斯?jié)舛冗^高，以確保安全穩(wěn)定生產(chǎn)[1]。當(dāng)發(fā)現(xiàn)煤礦的瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)時，工作人員必須第一時間疏散人群，分析瓦斯超限原因，然后采取應(yīng)急處置措施，有效控制排放風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛龋懦咚钩迒栴}后方可重新投入作業(yè)。為給井下作業(yè)人員提供一個安全的作業(yè)環(huán)境，煤礦單位應(yīng)該積極引進(jìn)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，并根據(jù)井下現(xiàn)場實際情況提前執(zhí)行行之有效的應(yīng)急處置方案，保證在緊急情況下可以及時組織疏散井下人員。若礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)生運行故障，應(yīng)即可停止作業(yè)，有效規(guī)避安全風(fēng)險。同時，還應(yīng)該加強礦井瓦斯通風(fēng)的管理力度，安排技術(shù)人員定期檢查井下雙供電設(shè)備、雙電源使用情況，以防止因線路故障引發(fā)安全事故。

2.煤礦瓦斯通風(fēng)存在的安全問題

(1)通風(fēng)環(huán)境存在隱患

我國具有豐富的煤礦資源，但煤礦開采地質(zhì)條件卻十分復(fù)雜。目前，我國煤礦通風(fēng)主要采用自然通風(fēng)、機械通風(fēng)兩種方式，隨著煤礦開采深度的不斷增加，不僅巷道長度增加，而且也愈加狹窄曲折，送風(fēng)非常困難，應(yīng)用常規(guī)的通風(fēng)方式難以將井下的瓦斯排出。如果煤礦單位不能根據(jù)實際情況選擇適宜的通風(fēng)方式，購置先進(jìn)的通風(fēng)設(shè)備，勢必會造成瓦斯聚集，增加安全事故的發(fā)生概率[2]。不僅如此，由于礦井地質(zhì)條件復(fù)雜，僅是安裝通風(fēng)設(shè)備是不夠的，還需要配置通風(fēng)系統(tǒng)，以此來達(dá)到防瓦斯、防粉塵、防明火的目的。但實際情況卻并非如此，部分煤礦單位為了加快開采進(jìn)度，對于井下環(huán)境、地質(zhì)條件的勘查不夠全面；沒有綜合考慮多方面因素，因而導(dǎo)致通風(fēng)系統(tǒng)存在缺陷，應(yīng)用效能無法得到充分發(fā)揮。

(2)安全管理有待加強

煤礦單位的可持續(xù)發(fā)展離不開管理，其管理內(nèi)容是要包括礦井設(shè)備管理、作業(yè)人員管理?，F(xiàn)階段，我國很多煤炭單位依然還在沿用傳統(tǒng)的管理方式，沒有安排技術(shù)人員負(fù)責(zé)專門調(diào)試、監(jiān)測通風(fēng)系統(tǒng)的運行，從而使得礦井通風(fēng)系統(tǒng)的性能不能得到充分發(fā)揮。而且在各個開采環(huán)境，也缺少技術(shù)人員的指導(dǎo)監(jiān)督，這就造成了出現(xiàn)問題時，不能及時追責(zé)問責(zé)，使得作業(yè)人員的安全意識相對薄弱[3]。此外，個別煤礦單位沒有為作業(yè)人員配備足夠的智能化監(jiān)測設(shè)備，甚至為了增加采掘產(chǎn)量，夜以繼日地持續(xù)開采，使作業(yè)人員的生命安全難以得到保證，這也在無形中增加了瓦斯爆炸事故的隱患，造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。目前，盡管煤礦單位越來越重視煤礦的瓦斯通風(fēng)管理，但在實際生產(chǎn)中，由于缺少健全的管理制度以及先進(jìn)的技術(shù)指導(dǎo)，使得實際呈現(xiàn)出的效果并不理想。

(3)相關(guān)設(shè)備更新不及時

我國的煤礦礦井?dāng)?shù)量非常多，而且大多處于開采的中期階段，大部分設(shè)施設(shè)備都是按照以前的標(biāo)準(zhǔn)配置的。個別煤礦單位過度關(guān)注短期利益，沒有重視長遠(yuǎn)發(fā)展，所以對于瓦斯通風(fēng)設(shè)備的更新與維修養(yǎng)護(hù)不夠及時。由于通風(fēng)設(shè)備長時間運行，風(fēng)壓及風(fēng)量不足、無風(fēng)、循環(huán)風(fēng)等問題加劇，造成瓦斯積聚，安全隱患也隨之增多。不同通風(fēng)形式的礦井，聚集瓦斯的情況也會有所差異，比如，在機械通風(fēng)礦井中，最容易瓦斯聚集的情況是風(fēng)扇停風(fēng)；自然通風(fēng)的礦井，則在春秋季容易出現(xiàn)瓦斯聚集；在采掘區(qū)域，停電情況下容易聚集瓦斯；獨頭回采及長距離的巷道掘進(jìn)容易聚集瓦斯等[4]。所以說，為適應(yīng)多樣化的瓦斯聚集情況，需要對通風(fēng)系統(tǒng)、設(shè)備進(jìn)行及時調(diào)試更新，才能讓其應(yīng)用效能實現(xiàn)最大化。

3.基于煤礦瓦斯通風(fēng)安全問題的防范對策

(1)合理布置通風(fēng)系統(tǒng)

礦井內(nèi)良好的通風(fēng)條件，既可以提升生產(chǎn)的安全系數(shù)，同時也可有效降低瓦斯爆炸事故的發(fā)生概率。通風(fēng)是瓦斯治理作為直接有效的手段，為此，煤礦單位需要根據(jù)井下環(huán)境、巷道分布，科學(xué)設(shè)計通風(fēng)系統(tǒng)，科學(xué)選擇通風(fēng)機類型，并且配置適配的通風(fēng)設(shè)施設(shè)備，確保各個巷道內(nèi)的風(fēng)量充足，營造安全的井下環(huán)境[5]。由于煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的構(gòu)成比較復(fù)雜，稍有不慎就會出現(xiàn)循環(huán)風(fēng)、漏風(fēng)的現(xiàn)象，在安裝通風(fēng)系統(tǒng)時，應(yīng)該嚴(yán)格檢查風(fēng)門、風(fēng)窗、風(fēng)墻等重要部位的風(fēng)筒是否存在破損、斷裂的問題，及時發(fā)現(xiàn)及時修補，確保通風(fēng)系統(tǒng)運行的可靠性。此外，還需要引進(jìn)專業(yè)的監(jiān)測設(shè)備，用于常態(tài)化監(jiān)測井下環(huán)境，以此來了解通風(fēng)系統(tǒng)運行情況，若發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)即刻啟動應(yīng)急預(yù)案，保證風(fēng)流的穩(wěn)定性。

(2)做好通風(fēng)安全管理

實施通風(fēng)管理的主要目的是為了排查通風(fēng)隱患，保證礦井通風(fēng)的有效性。通常情況下，要特別檢查巷道內(nèi)的拐角處、通風(fēng)構(gòu)筑物較多的地方，要避免瓦斯在通風(fēng)死角積聚。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)滿足不同長度、彎度巷道的風(fēng)量需求，這就需要技術(shù)人員做好分量計算，然后基于現(xiàn)有的通風(fēng)系統(tǒng)，優(yōu)化分配分量。掘進(jìn)頭處的通風(fēng)管理也是尤為重要的，由于是獨頭巷道通風(fēng)，所以局部瓦斯?jié)舛冗^高、通風(fēng)死角的問題極易出現(xiàn)，需要保證巷道的有效面積，嚴(yán)格控制材料、設(shè)備在巷道內(nèi)的堆放時間[6]。針對采空區(qū)應(yīng)該做好密封，以此來減少漏風(fēng)，避免因密封不實際進(jìn)入空氣，導(dǎo)致遺煤出現(xiàn)自燃現(xiàn)象，產(chǎn)生瓦斯直接沿著巷道涌進(jìn)其他工作面。煤礦單位管理人員需要高度重視通風(fēng)安全管理工作，首先，在實際管理過程中要保證通風(fēng)系統(tǒng)好運行參數(shù)設(shè)置的可靠性。要求根據(jù)礦井環(huán)境對通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化配置，以此來進(jìn)一步強化通風(fēng)系統(tǒng)運行性能，與礦井生產(chǎn)的要求相適應(yīng)，可以持續(xù)不斷地為巷道提供清潔、充足的風(fēng)量。其次，定期對風(fēng)門、風(fēng)橋等重要通風(fēng)系統(tǒng)實施安全檢查，針對存在運行故障、老化的設(shè)施設(shè)備應(yīng)及時檢修、更換，防止出現(xiàn)運行故障造成局部風(fēng)量不足。在每次開采作業(yè)之前，均要細(xì)致檢查一遍設(shè)備性能，確定運行穩(wěn)定后再開始作業(yè)。根據(jù)單位經(jīng)濟(jì)條件，適當(dāng)增加資金投入，用于引進(jìn)、更新設(shè)施設(shè)備，切實滿足不斷提高的作業(yè)安全與質(zhì)量要求。最后，采取區(qū)域劃分的方式，將區(qū)域管理責(zé)任具體到個人，設(shè)置合理的獎懲機制，針對管理成效顯著、無安全隱患問題的管理人員，給予其一定的物質(zhì)激勵，針對管理成果不理想的人員，則要安排技術(shù)人員與其一同查找根源，給出科學(xué)的整改意見。

(3)優(yōu)化礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)

礦井內(nèi)的通風(fēng)系統(tǒng)運行狀況與通風(fēng)阻力息息相關(guān)，隨著生產(chǎn)開采，礦井內(nèi)的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)也會發(fā)生變化，比如，巷道連接方式不同時，礦井通風(fēng)阻力也會有所改變，若通風(fēng)阻力增加，便會使礦井通風(fēng)性能降低。所以，有必要定期測定礦井內(nèi)的各個巷道的風(fēng)速，以此為依據(jù)核算局部通風(fēng)阻力，這樣便可確定礦井整體的通風(fēng)阻力，了解礦井通風(fēng)系統(tǒng)性能，針對性調(diào)整通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)[7]。通常情況下，進(jìn)入到開采后期階段，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)是最為復(fù)雜的，巷道風(fēng)量分配不均，無法切實滿足安全生產(chǎn)的風(fēng)量需求，可以采取簡化通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的方式，關(guān)閉部門不必要的聯(lián)絡(luò)巷，讓巷道連接更加清晰簡單?；蛘咭劳袛?shù)值模擬軟件，直接對巷道網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模擬，這樣可以讓通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)更具科學(xué)性。為防止無風(fēng)、微風(fēng)、循環(huán)風(fēng)等現(xiàn)象，加大作業(yè)風(fēng)險。在獨頭采掘面以及通風(fēng)不良的現(xiàn)場，需要按照《金屬非金屬礦山安全規(guī)程》《金屬非金屬地下礦山通風(fēng)技術(shù)規(guī)范》的設(shè)計要求，安裝局部通風(fēng)機，且局扇風(fēng)機型號、風(fēng)流方向、供風(fēng)量、風(fēng)筒規(guī)格等均要與上述兩項規(guī)程要求一致。

(4)嚴(yán)格瓦斯管理

在礦井的煤巷掘進(jìn)中，割煤期間會有很大高濃度瓦斯涌進(jìn)巷道，為保證煤巷掘進(jìn)作業(yè)的安全系數(shù)，需要對割煤工藝進(jìn)行嚴(yán)格控制，按照規(guī)定程序由上到下勻速開展割煤作業(yè)，防止瞬間涌入。由于割煤過程中瓦斯會一點一點涌入巷道，所以需要盡可能地縮短割煤時間，掘進(jìn)機司機在工作面、專職人員在回風(fēng)流探頭處分別監(jiān)測瓦斯?jié)舛?，?dāng)濃度臨界0.6%時，就要停止割煤。只有遵守上述割煤要求，才能將掘進(jìn)工作面的瓦斯含量控制到最低。

煤礦單位在開展瓦斯管理時應(yīng)做到“四個堅持”，高度重視“一通三防”工作，從根源處杜絕瓦斯超限作業(yè)、違章排放瓦斯的現(xiàn)象。首先，堅持局部通風(fēng)。在礦井掘進(jìn)工作安裝雙風(fēng)機、雙電源，這樣就能讓主副局部通風(fēng)機之間自動切換，讓工作面可以實現(xiàn)連續(xù)供風(fēng)。加大對電氣設(shè)備的隱患排查、檢查維修力度，降低局部通風(fēng)無計劃停風(fēng)停電事故的發(fā)生概率；根據(jù)通風(fēng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，全年整治延續(xù)風(fēng)筒的質(zhì)量，確保工作面的風(fēng)量與風(fēng)速可以達(dá)到規(guī)定要求。其次，堅持安全監(jiān)控。根據(jù)AQ-1029標(biāo)準(zhǔn)，完善礦井內(nèi)傳感器數(shù)量、安裝位置，按照報警值、斷電值、復(fù)電值等，對傳感器的斷電功能進(jìn)行測試，針對不足要將其調(diào)試到正常值。安排監(jiān)測電工24h輪流值班，保證故障問題可以在既定時間內(nèi)完成處理。再次，堅持放炮管理。堅持使用固定的放炮器實施放炮，在水炮泥使用、黃泥使用、放炮前后需要做好灑水工作，以達(dá)到消塵的目的。針對礦井內(nèi)特殊地點，實施放炮作業(yè)的過程中應(yīng)該采取必要的安全措施。在高瓦斯裁決工作面，需要采取長距離放炮的方式，并且在放炮過程中應(yīng)停電、撤出全體作業(yè)人員。最后，堅持綜合防塵。在裁決作業(yè)面設(shè)置防塵管路、三通閥門，根據(jù)質(zhì)量規(guī)范化設(shè)置隔爆水袋、轉(zhuǎn)載點噴霧。定期對采掘工作面實施消防塵、運輸巷道實施消塵，緩解煤塵飛揚現(xiàn)象。

(5)做好瓦斯監(jiān)測工作

瓦斯監(jiān)測是防治瓦斯通風(fēng)安全問題的基礎(chǔ)，監(jiān)測的有效性與煤礦生產(chǎn)安全有著直接聯(lián)系。在開展瓦斯監(jiān)測的過程中，需要著重從以下幾個方面著手。第一，檢查關(guān)鍵部位的外絲探頭是否存在破損，外絲探頭起到的作用是監(jiān)測空氣中瓦斯?jié)舛龋欢虻V井生產(chǎn)環(huán)境比較惡劣，因而瓦斯探頭特別容易出現(xiàn)損壞。所以，要定期檢查、及時發(fā)現(xiàn)、及時更換。第二，確定定點監(jiān)測機制?？紤]到個別部位監(jiān)測探頭監(jiān)測不到的，對此需要檢驗人員進(jìn)而現(xiàn)場實地檢查，以此來了解瓦斯?jié)舛?，要求檢驗人員嚴(yán)格遵守制度條例的操作規(guī)定，詳細(xì)記錄檢測數(shù)據(jù)，針對檢測到的異常數(shù)據(jù)，應(yīng)及時反饋給上級部門。第三，瓦斯監(jiān)測范圍應(yīng)保證全覆蓋，針對采掘工作面每個班次最少需要進(jìn)行三次濃度檢查，其他地點則要逐個班次檢查一次。需要尤為關(guān)注的是因煤層自燃誘發(fā)的瓦斯超限問題，可以嘗試搭建煤自燃監(jiān)測預(yù)警指標(biāo)體系以及松散煤體自燃多因素耦合預(yù)警系統(tǒng)，通過感知與防控設(shè)備的協(xié)同啟動，綜合預(yù)防煤層自燃發(fā)火，從根源處控制瓦斯積聚現(xiàn)象。

4.結(jié)束語

綜上所述，在煤礦開采作業(yè)中，為確保生產(chǎn)安全，為作業(yè)人員的生命安全以及單位財產(chǎn)安全提供多一重保障，需要高度重視瓦斯通風(fēng)。針對現(xiàn)存的煤礦瓦斯通風(fēng)存在的安全問題，采取行之有效的措施加以防治，合理布置通風(fēng)系統(tǒng)、做好通風(fēng)安全管理、優(yōu)化礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)、嚴(yán)格瓦斯管理、做好瓦斯監(jiān)測工作，將通風(fēng)安全管理與瓦斯防治兩項工作協(xié)同起來，高質(zhì)量落實好煤礦的通風(fēng)管理工作，為礦井作業(yè)人員提供一個安全的作業(yè)環(huán)境，持續(xù)提升煤礦單位的經(jīng)濟(jì)效益。