“一通三防”技術(shù)在低瓦斯煤礦中的應(yīng)用分析

周學(xué)軍

國(guó)家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)有限責(zé)任公司雙馬一礦 寧夏 靈武 751400

引言

煤炭資源作為我國(guó)能源供應(yīng)的一種基礎(chǔ)能源類(lèi)型，雖然在我國(guó)具備相對(duì)豐富的資源儲(chǔ)備，但面對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展下的日益增加的煤炭需求量，煤礦企業(yè)要不斷提升其開(kāi)采深度和規(guī)模。在低瓦斯煤礦開(kāi)采中應(yīng)用“一通三防”技術(shù)，減少因粉塵、瓦斯、通風(fēng)等造成的安全隱患，推動(dòng)我國(guó)煤炭事業(yè)穩(wěn)定、安全發(fā)展。

1 “一通三防”技術(shù)

在低瓦斯煤礦開(kāi)采作業(yè)實(shí)施過(guò)程中，“一通三防”技術(shù)作為其中的關(guān)鍵部分，既可以使井下作業(yè)的高效性和安全性得到保障，還對(duì)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的不斷提升具有重要作用，滿足當(dāng)下務(wù)工人員的安全生產(chǎn)需求，推動(dòng)煤礦行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。因此，“一通三防”技術(shù)在現(xiàn)階段的低瓦斯煤礦中得到了廣泛應(yīng)用。在各項(xiàng)工作實(shí)際開(kāi)展中要圍繞井下空氣流動(dòng)、瓦斯、煤塵等具體狀況，采取一系列安全事故預(yù)防手段，提升煤礦工程安全生產(chǎn)管理水平，保證開(kāi)采作業(yè)人員的安全性。

從“一通三防”技術(shù)的具體構(gòu)成來(lái)看，“一通”指的是礦井的通風(fēng)工工作，“三防”指的是煤礦開(kāi)采中煤塵、火災(zāi)、瓦斯的防治工作。根據(jù)低瓦斯煤礦開(kāi)采作業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和地形特征，將專(zhuān)業(yè)的通風(fēng)設(shè)備設(shè)施科學(xué)布設(shè)在巷道內(nèi)，完成井下通風(fēng)系統(tǒng)的構(gòu)建，使該系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)用中能為井下和外界空氣的流通性提供保障，達(dá)到預(yù)期的通風(fēng)效果[1]。與此同時(shí)，針對(duì)煤礦開(kāi)采過(guò)程中的瓦斯氣體采取嚴(yán)格的控制措施，避免因其濃度過(guò)高發(fā)生爆炸事故；采取有效的預(yù)防措施加強(qiáng)對(duì)煤礦開(kāi)采中火源的控制，使發(fā)生火災(zāi)的概率盡可能降至最低；加強(qiáng)低瓦斯煤礦中煤塵治理措施的實(shí)施，防止礦井內(nèi)煤塵積聚進(jìn)而發(fā)生爆炸問(wèn)題。

其整體的角度來(lái)看，“一通三防”技術(shù)手段的各個(gè)組成部分與低瓦斯煤礦之間存在一定的相互作用和影響，要想充分發(fā)揮該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，相關(guān)企業(yè)要全面分析各項(xiàng)構(gòu)成，針對(duì)不同技術(shù)制定針對(duì)性的實(shí)施方案，推動(dòng)低瓦斯煤礦井下安全管理一體化工作機(jī)制。

在煤礦開(kāi)采作業(yè)中加強(qiáng)對(duì)“一通三防”技術(shù)的運(yùn)用，營(yíng)造良好的井下作業(yè)環(huán)境，使有毒有害氣體、煤塵等產(chǎn)生的不利影響大幅降低，根據(jù)煤礦井下作業(yè)環(huán)節(jié)，綜合分析不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)中粉塵與氣體濃度、空氣流通速度、通風(fēng)量等，將其作為一個(gè)整體，制定切實(shí)可行的實(shí)施方案，強(qiáng)化治理措施實(shí)施過(guò)程中的人員、物力和財(cái)力支持，推動(dòng)煤礦安全生產(chǎn)有序開(kāi)展，促進(jìn)煤礦企業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

2 低瓦斯煤礦中“一通三防”技術(shù)應(yīng)用的問(wèn)題

2.1 通風(fēng)設(shè)施管理不足

在低瓦斯煤礦開(kāi)采中，為滿足當(dāng)前社會(huì)生產(chǎn)生活對(duì)煤礦資源與日俱增的需求，其開(kāi)采規(guī)模不斷擴(kuò)大，開(kāi)產(chǎn)深度也持續(xù)增加，部分煤礦企業(yè)為降低生產(chǎn)成本，采用傳統(tǒng)老舊的通風(fēng)設(shè)施無(wú)法保證井下作業(yè)環(huán)境空氣流動(dòng)的通暢性，使其通風(fēng)效果受到影響。一方面，在通風(fēng)設(shè)施型號(hào)選取環(huán)節(jié)，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)選擇具體的設(shè)施型號(hào)并完成安裝調(diào)試，缺乏對(duì)井下瓦斯監(jiān)控和巷道分布等實(shí)際狀況的綜合考慮；另一方面，在現(xiàn)有通風(fēng)設(shè)施的應(yīng)用中，設(shè)備日常維護(hù)和檢修工作落實(shí)不到位，導(dǎo)致通風(fēng)設(shè)施存在質(zhì)量問(wèn)題，使其實(shí)際使用壽命縮短，隨著其使用時(shí)間的延長(zhǎng)，通風(fēng)效果不斷降低。

2.2 井下防塵缺乏重視

為減少低瓦斯煤礦安全事故的發(fā)生，國(guó)家針對(duì)井下開(kāi)采作業(yè)的防塵操作提出相關(guān)政策，但在相關(guān)政策具體的落實(shí)中，許多煤礦企業(yè)對(duì)井下防塵的重視程度偏低，只是迫于政策壓力開(kāi)展防塵工作，以要求人員佩戴防塵口罩作為井下防塵的重要措施，致使井下防塵工作在實(shí)際開(kāi)展期間很難獲得顯著的防塵效果。在煤礦開(kāi)采作業(yè)具體的開(kāi)展過(guò)程中，由于綜采工作面機(jī)組割煤期間會(huì)有大量煤塵產(chǎn)生，對(duì)相關(guān)人員對(duì)其運(yùn)行狀況的觀察造成影響，降低煤礦開(kāi)采安全管理質(zhì)量。

2.3 瓦斯治理有待加強(qiáng)

鄰巷超前預(yù)抽、迎頭抽采孔、迎頭釋放孔、迎頭CO2氣相壓裂、邁步鉆場(chǎng)邊掘邊抽都是現(xiàn)階段低瓦斯煤礦掘進(jìn)工作面治理瓦斯的主要措施，但隨著低瓦斯煤礦開(kāi)采規(guī)模逐漸擴(kuò)大，其井下采掘面地質(zhì)構(gòu)造存在較大差異，且復(fù)雜程度越來(lái)越高，瓦斯治理措施無(wú)法滿足實(shí)際的煤礦開(kāi)采需求，導(dǎo)致巷道掘進(jìn)速度受到嚴(yán)重限制[2]。此外，在現(xiàn)代化信息技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代背景下，社會(huì)各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了對(duì)智能化設(shè)備的普遍應(yīng)用，部分煤礦企業(yè)在其現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程中建立了智能化瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)，提升瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測(cè)的自動(dòng)化水平，并實(shí)現(xiàn)智能預(yù)警。但在這些智能化瓦斯監(jiān)控設(shè)施的設(shè)置中，出于對(duì)節(jié)約成本的考慮，無(wú)法確保監(jiān)測(cè)范圍的全面覆蓋，同時(shí)監(jiān)測(cè)裝備數(shù)量的限制，并非所有井下作業(yè)人員都配有完善的裝備，使其人身安全可能受到威脅。

2.4 防火技術(shù)相對(duì)落后

在煤礦開(kāi)采作業(yè)開(kāi)展期間產(chǎn)生的易燃易爆氣體如果出現(xiàn)泄露，具有較強(qiáng)的危險(xiǎn)性，一旦遇到明火很有可能發(fā)生爆炸事故，對(duì)煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)和作業(yè)人員的安全造成嚴(yán)重影響。此外，隨著煤層的暴露及其與氧氣的接觸，極易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使煤礦發(fā)生火災(zāi)事故的可能性大幅提升?；诿旱V開(kāi)采作業(yè)極高的危險(xiǎn)性，許多煤礦企業(yè)在現(xiàn)階段的煤礦資源開(kāi)采中防火工作落實(shí)不到位，不僅沒(méi)有及時(shí)建立地面消防水池，而且其地下消防管線布設(shè)并未隨著其開(kāi)采規(guī)模的擴(kuò)大進(jìn)行完善，缺乏足夠強(qiáng)大的防火能力，導(dǎo)致煤礦安全生產(chǎn)作業(yè)面臨極大的安全隱患問(wèn)題。

3 低瓦斯煤礦中“一通三防”技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 礦井通風(fēng)

為在低瓦斯煤礦中有效應(yīng)用“一通三防”技術(shù)，煤礦企業(yè)要先做好礦井通風(fēng)工作，通過(guò)對(duì)該技術(shù)的合理運(yùn)用，及時(shí)排出礦井中的有毒有害氣體，有效防治礦井災(zāi)害。

3.1.1 加強(qiáng)礦井調(diào)節(jié)風(fēng)窗的合理選擇，加強(qiáng)對(duì)其使用性能的檢驗(yàn)，通過(guò)科學(xué)的設(shè)計(jì)使礦井中的有毒有害氣體快速排出，避免其在部分通風(fēng)不良的位置大量積聚，防止井下作業(yè)人員由于吸入大量有毒有害氣體或發(fā)生窒息嚴(yán)重威脅其生命健康，使其生命安全得到切實(shí)保障。

3.1.2 綜合考慮單個(gè)調(diào)節(jié)風(fēng)窗在實(shí)際應(yīng)用中通風(fēng)量的大小，全面考量各個(gè)調(diào)節(jié)風(fēng)窗使用效果的局限性，根據(jù)整個(gè)低瓦斯煤礦中礦井的規(guī)模大小，對(duì)其進(jìn)行分區(qū)處理，基于對(duì)通風(fēng)工作區(qū)域的合理劃分，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)的科學(xué)設(shè)置，強(qiáng)化礦井通風(fēng)系統(tǒng)構(gòu)建的有效性，提升礦井內(nèi)部有毒有害物質(zhì)排出效率，在礦井內(nèi)部輸入高質(zhì)量的空氣，降低其中的瓦斯含量，改善礦井內(nèi)部工作環(huán)境[3]。

3.1.3 在通風(fēng)機(jī)長(zhǎng)久的使用過(guò)程中，可能發(fā)生故障問(wèn)題，進(jìn)而使礦井的通風(fēng)效率大大降低，嚴(yán)重影響低瓦斯煤礦開(kāi)采作業(yè)的安全性。對(duì)此，在礦井通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用中，要注重通風(fēng)方法選用的合理性，加大對(duì)抽取式通風(fēng)方法的應(yīng)用力度，使通風(fēng)機(jī)故障問(wèn)題盡可能減少，并確保其通風(fēng)排量。應(yīng)用先進(jìn)的信息技術(shù)對(duì)現(xiàn)有礦井通風(fēng)體系進(jìn)行完善和優(yōu)化，實(shí)時(shí)檢測(cè)并監(jiān)控礦井內(nèi)部有毒有害氣體的含量，當(dāng)其含量過(guò)高時(shí)，及時(shí)向相關(guān)工作人員發(fā)出警報(bào)，避免因有害氣體濃度過(guò)高對(duì)人員生命安全造成影響，同時(shí)獲得顯著的通風(fēng)效果。

3.2 粉塵防治

煤礦開(kāi)采作業(yè)的開(kāi)展必然會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，如果不對(duì)其及時(shí)采取有效的防治措施，就會(huì)對(duì)煤礦開(kāi)采作業(yè)的順利實(shí)施造成影響。煤塵作為一種危險(xiǎn)物質(zhì)，本身具有易爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，在礦井中的濃度一旦超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值就會(huì)產(chǎn)生粉塵爆炸，甚至?xí)M(jìn)一步引發(fā)瓦斯爆炸或火災(zāi)安全事件。對(duì)此，做好“一通三防”技術(shù)中的粉塵防治工作，可以減少高濃度粉塵環(huán)境對(duì)煤礦開(kāi)采作業(yè)人員身體健康造成的不利影響。

在粉塵防治管理工作開(kāi)展期間，要確保粉塵濃度測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，如果發(fā)現(xiàn)測(cè)量結(jié)果超出規(guī)定范圍的最大值，相關(guān)管理人員就要及時(shí)采取灑水降塵、濕式打眼、煤層注水等技術(shù)手段，使礦井內(nèi)粉塵的濃度指標(biāo)得到有效控制，降低空氣粉塵含量，確保工作面環(huán)境始終保持一定的濕潤(rùn)度，減少粉塵飛揚(yáng)，達(dá)到減塵、降塵的效果。

結(jié)合低瓦斯煤礦的實(shí)際狀況，完成風(fēng)流凈化設(shè)施的合理安裝，通過(guò)對(duì)排塵設(shè)施的有效應(yīng)用，降低礦井內(nèi)部空間的粉塵含量。在粉塵排除作業(yè)中，可適當(dāng)加大通風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)量，將其中粒度相對(duì)較小的粉塵送往地面，起到降低粉塵濃度的效果。但這種排塵措施在具體的執(zhí)行過(guò)程中也存在無(wú)法去除游離粉塵的缺陷，對(duì)此，可采用濕式除塵裝置作為捕塵的主要設(shè)施，通過(guò)集中收集粉塵的方式對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一處理，降低防塵措施應(yīng)用難度，保證礦井下作業(yè)人員的人身安全，使煤炭質(zhì)量得到更全面的保障。

為有效處理煤礦掘進(jìn)和回采作業(yè)中高濃度的粉塵，相關(guān)工作人員在掘進(jìn)作業(yè)中可在掘進(jìn)機(jī)組中加強(qiáng)凈化水幕裝置和除塵風(fēng)機(jī)等降塵設(shè)備的完善，達(dá)到降塵的目的。在回采作業(yè)開(kāi)展前，可先對(duì)煤層進(jìn)行注水處理，確保其水潤(rùn)效果。在回采作業(yè)正式開(kāi)展期間，通過(guò)架間噴霧、凈化水幕、內(nèi)外噴霧的方式完成綜合降塵。同時(shí)，要求井下作業(yè)人員嚴(yán)格按照安全生產(chǎn)相關(guān)規(guī)定，對(duì)安全防護(hù)手段進(jìn)行不斷完善，規(guī)范佩戴各個(gè)防塵設(shè)備，將塵肺疾病作為重點(diǎn)的預(yù)防內(nèi)容。通過(guò)降塵、減塵、捕塵、排塵、阻塵綜合粉塵防治體系的建設(shè)，做好低瓦斯煤礦的粉塵防治工作。

3.3 瓦斯防治

煤礦企業(yè)在開(kāi)展煤礦安全生產(chǎn)的瓦斯防治工作中，要以降低礦井內(nèi)瓦斯?jié)舛葹橹饕康?，確保其濃度始終不超過(guò)0.8%，使其處于這一安全閾值內(nèi)，避免因礦井瓦斯?jié)舛冗^(guò)高導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故發(fā)生。

在瓦斯防治工作的開(kāi)展過(guò)程中，相關(guān)工作人員要加強(qiáng)煤礦安全開(kāi)采和生產(chǎn)的監(jiān)督與管理，綜合運(yùn)用瓦斯抽排和濃度監(jiān)測(cè)技術(shù)，詳細(xì)記錄不同位置瓦斯?jié)舛鹊淖兓闆r，針對(duì)其中部分瓦斯?jié)舛炔徽５膮^(qū)域進(jìn)行密切關(guān)注，嚴(yán)格監(jiān)督其變化情況，明確該區(qū)域內(nèi)瓦斯氣體的具體來(lái)源，根據(jù)對(duì)具體的濃度采取針對(duì)性的處理措施，對(duì)于部分瓦斯?jié)舛蕊@著升高的區(qū)域，可采用增加排風(fēng)量的方式，使其濃度降低，達(dá)到科學(xué)處理瓦斯氣體的效果。

為進(jìn)一步提升瓦斯防治工作質(zhì)量和效率，可加強(qiáng)自動(dòng)化技術(shù)的引進(jìn)，完善瓦斯傳感器的安裝，通過(guò)對(duì)瓦斯?jié)舛葘?shí)時(shí)化、自動(dòng)化的監(jiān)控與分析，明確瓦斯防治工作的重點(diǎn)內(nèi)容，采用自動(dòng)化處理排風(fēng)系統(tǒng)的方式，減少瓦斯防治工作對(duì)人力資源的需求，緩解工作人員的工作壓力，幫助煤礦企業(yè)減少人力成本的投入[4]。在煤礦瓦斯抽采（放）監(jiān)控系統(tǒng)的完善中，可根據(jù)監(jiān)控設(shè)備的性能和種類(lèi)，使該系統(tǒng)具備監(jiān)測(cè)各種環(huán)境參數(shù)的作用，如一氧化碳濃度、風(fēng)速、溫濕度、瓦斯?jié)舛鹊?，將其作為控制瓦斯抽放流量設(shè)備的重要依據(jù)，提升煤礦安全生產(chǎn)水平。

3.4 防火滅火

防火滅火作為“一通三防”技術(shù)的內(nèi)容之一，也是影響井下作業(yè)安全性的關(guān)鍵要素之一，對(duì)煤礦企業(yè)穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生直接影響。為做好低瓦斯煤礦防火滅火工作，煤礦企業(yè)要建立井下防火制度并對(duì)其進(jìn)行完善，結(jié)合科技發(fā)展對(duì)現(xiàn)有防火技術(shù)和設(shè)施進(jìn)行及時(shí)更新，加強(qiáng)地面消防水池的建立，將井下消防水管覆蓋范圍擴(kuò)大至整個(gè)煤礦，在各個(gè)采掘面加強(qiáng)注氨管路的敷設(shè)，促進(jìn)煤礦防火能力的提升。在滅火工作中加強(qiáng)火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立與完善，對(duì)采空區(qū)的自然火災(zāi)進(jìn)行密切關(guān)注，建立完善的滅火系統(tǒng)、移動(dòng)注氨系統(tǒng)和地面注漿站。如果煤礦開(kāi)采范圍過(guò)大，可在井下加強(qiáng)紅外束監(jiān)管控制系統(tǒng)的建設(shè)，保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。同時(shí)，通過(guò)預(yù)防性注漿工作、自然發(fā)火標(biāo)志性氣體檢測(cè)、自燃發(fā)火煤層地表回填工作等做好低瓦斯煤礦防火滅火工作。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為推動(dòng)低瓦斯煤礦的可持續(xù)發(fā)展，煤礦企業(yè)要高度重視開(kāi)采作業(yè)的危險(xiǎn)性，貫徹“安全第一”的生產(chǎn)理念，加強(qiáng)對(duì)“一通三防”技術(shù)的充分利用，結(jié)合不同煤礦開(kāi)采作業(yè)的具體情況，確保礦井通風(fēng)、粉塵防治、瓦斯防治、防火滅火等安全管理工作落實(shí)到位，借助安全生產(chǎn)技術(shù)保障人員安全。