礦井通風與瓦斯防治

劉建峰

摘 要：近幾年，我國的煤礦常發(fā)生瓦斯氣體爆炸事故，給煤礦井下的安全生產(chǎn)造成了一定的安全隱患。而礦井內(nèi)的通風措施主要是將地面的空氣吸入到礦井內(nèi)，這樣增大了井下空氣中的氧氣，很大程度上稀釋了礦井內(nèi)的有害易燃氣體，從而有效的保障了井下工人的安全采掘工作。文章主要結合煤礦井下的通風設計系統(tǒng)，以防治瓦斯氣體危害與礦井通風做簡要的闡述。

關鍵詞：礦井通風 瓦斯防治 安全生產(chǎn)

中圖分類號：TD52 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）02（a）-0137-02

在煤礦礦井下進行通風措施主要是為了防治瓦斯爆炸、自然災害、粉塵、熱害等。據(jù)相關數(shù)據(jù)顯示，在煤礦事故中瓦斯氣體引發(fā)的事故就占66.7%。眾所周知，瓦斯引發(fā)的事故危害大，且事故死亡率較高，對礦井產(chǎn)生的危害較其它事故大。瓦斯氣體是煤炭資源在初期形成過程中附屬產(chǎn)物，它主要是在厭氧菌的作用下將植物的有機質(zhì)與纖維素分解而形成的有害無味氣體，在煤炭中以游離狀態(tài)存在。當在原煤采掘過程中，瓦斯氣體從巖層、煤層中散到井下的空氣中，若空氣中存在一定量的瓦斯氣體時遇明火將發(fā)生爆炸，引發(fā)嚴重的危害，因此，需要加強對礦井下的通風系統(tǒng)，減少瓦斯氣體危害。

1 煤礦工程概述

煤礦工程坐落在河北省，每年的預計生產(chǎn)能力為120萬噸，有兩個先進裝備的連續(xù)工作面；礦井每年的預計生產(chǎn)能力為500萬噸，裝備一個部分引進設備的連續(xù)采煤機工作面與一個全部引進設備的長壁工作面。

在2002年1月15日，礦井為了擴大產(chǎn)煤量，進行礦井的擴建工程，在2002年的10月1日建成投入正式生產(chǎn)，在當年的11月份產(chǎn)煤量達到設計產(chǎn)量。

隨著礦井內(nèi)年產(chǎn)煤量的增大，需要不斷加深煤層的采掘深度，這就造成井下的瓦斯氣體常出現(xiàn)超限的現(xiàn)象，據(jù)相關數(shù)據(jù)顯示，礦井內(nèi)的采煤工作的8#煤，煤層中CH4氣體的相對涌出量約為0.39～5.24/1.59 m3/t，煤層中CO2氣體的相對涌出量為0.09～0.49/0.27 m3/t。而在13#煤中，煤層中CH4氣體的相對涌出量約為0.01～1.57/0.61 m3/t，煤層中CO2氣體的相對涌出量為0.27～0.71/0.65 m3/t。根據(jù)煤礦井下瓦斯氣體的相關規(guī)定可以得知，井內(nèi)的瓦斯氣體密度等級屬于低瓦斯礦井?？墒请S著煤礦內(nèi)產(chǎn)煤總量的增加，井內(nèi)的瓦斯氣體涌出量會相應的增加，這樣礦井絕對瓦斯涌出量就可能會超過40 m3/min，礦井則有可能變成了高瓦斯礦井。

2 通風設計及現(xiàn)狀

2.1 礦井通風設計準則

在礦井內(nèi)的通風設計時需要遵守一定的設計原則：第一，選取合適的通風方式。在通風設計時，要完善各種通風系統(tǒng)，簡化通風網(wǎng)絡結構，并選用不同區(qū)域分別進行獨立通風設計，避免混亂通風、串聯(lián)通風，提高通風能力；第二，合理調(diào)節(jié)、分配井下的通風網(wǎng)絡風量，平衡井內(nèi)的風流，提高井下的通風效率；第三，合理分布井內(nèi)的通風阻力，減小通風阻力；第四，合理布置通風設施，減少設施布置數(shù)量；第五，確保礦井內(nèi)的通風機工作可靠、穩(wěn)定、高效；第六，井下的單臺通風機抽風特性應該與井內(nèi)的通風網(wǎng)絡風阻特性相互一致。

2.2 通風設計

根據(jù)現(xiàn)行的煤礦井下通風設計規(guī)范《煤礦設計規(guī)范》與《煤礦安全規(guī)程》的相關設計規(guī)定，在井下通風設計的方案有分散與整體通風兩種設計方案。然后分別對兩種通風設計方案進行全面的比較，最后選定采用分散計算法，在進行井下聯(lián)合開采初步設計風量計算時根據(jù)一個連采掘進面、一個長壁面、兩個旺格維利采面，分別通風標準值為1500 m3/min、3000 m3/min、2×2000 m3/min。同時考慮需要的稀釋膠輪車的1400 m3/min與聯(lián)通大巷配風400 m3/min，再乘以礦井通風系數(shù)1.35，最后計算出礦井的總風量約為13905 m3/min。根據(jù)煤礦工作面相關的配風標準，其已經(jīng)是較高通風標準，其配風標準已經(jīng)遠遠超出了陽泉礦區(qū)的工作面的通風標準。由于礦井采用采煤機連續(xù)順槽掘進，一般采掘凈斷面約為16 m2，因此不會造成井下出現(xiàn)超出標準的風速。

在煤礦井下的通風值約為7695 m3/min，在通風量的計算過程中乘以礦井通風系數(shù)1.35，此系數(shù)略大于相關規(guī)范中的通風系數(shù)，其主要目的就是為了增加礦井內(nèi)的通風量，提高礦井下的安全系數(shù)。

3 礦井通風系統(tǒng)設計與瓦斯防治原則

在煤礦井下通風系統(tǒng)設計方案選取時，首先要確保煤礦投入生產(chǎn)的時間快，提高井內(nèi)的總產(chǎn)煤量，且保障井下的安全生產(chǎn)，在通風技術上可靠等指標，還有以下原則：

第一，安全出口設置。根據(jù)相關規(guī)定，尤其是處于地震多發(fā)區(qū)的礦井，要確保每個礦井至少設置有兩個在發(fā)生事故時，可以快速的通向地面的安全出口，且每一個出口之間需要保持大于30 m的距離。在新建或是改建煤礦工程匯總，若礦井選擇中央并列式通風方案時，不僅需要按照正常設置的兩個出口外，還需在井田邊界設置一個安全出口。在井下從上一水平到下一水平最少設置兩個安全出口，且還要在每個采取設置兩個以上的安全出口，且井下每個采取的安全出口要與通向地面的安全出口相互連通，這樣不僅有利于通風設置，且還可以起到井內(nèi)外空氣流通的作用，減少井下瓦斯氣體的濃度。

第二，在煤礦的進風井口處盡量減少塵土、污風、污濁氣體、易燃氣體等危害氣體的進入。有害氣體、煙塵的產(chǎn)生地點的位置應距離進風井口大于500 m；為避免在冬季進風井筒出現(xiàn)結冰現(xiàn)象，需要在井筒上裝設暖風設備，減少結冰影響進風量；礦井的總回風道不可以作為主要人行道；煤礦地面的回風與流通風機發(fā)出的噪音要有一定的限制，避免出現(xiàn)噪音擾民的問題發(fā)生；在煤礦的進風井與出風井設置地點的選取時，適宜選擇在地層較穩(wěn)定的地層中，且施工工序簡單、施工期較短、占用的煤層較少。

第三，一般箕斗井不可以作為出風井、進風井。如果在礦井沒裝設有較好的密封措施，且有不大于15%的漏風率，還有運行較穩(wěn)定的降塵裝置，這時箕斗井可以作為出風井，增加井下的出風量；如果井筒中風速小于6 m/s，且裝設運行穩(wěn)定可靠的降塵裝置，可以確保井下的粉塵濃度滿足工業(yè)衛(wèi)生的相關數(shù)據(jù)標準，這是箕斗井可以作為進風井，增加井內(nèi)的通風量。

第四，礦井都需要裝設機械通風裝置，分區(qū)通風機與主要通風機均需要設置在煤礦的表面。當有特殊要求時，經(jīng)井下通風量與瓦斯?jié)舛确弦?guī)范要求時，可以考慮裝在井下。

第五，不可以將不同通風的礦井通風系統(tǒng)合并為一個，如果存在幾個出風井，從自采區(qū)流到相應出風井的風流，則各自需要設置獨立的出風口，不得合并。

由于煤礦井下屬于低瓦斯井，則在設置通風系統(tǒng)時，需要嚴格遵守上面的幾條相關準則，提高井下采掘生產(chǎn)的安全系數(shù)，減少瓦斯事故發(fā)生，促進煤礦行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

4 結語

綜上所述，在煤礦井下的采掘過程中，常涌出較多的瓦斯氣體，由于瓦斯引發(fā)的事故危害大，一旦發(fā)生事故，死亡率較高，對礦井產(chǎn)生的危害較其它事故大。給煤礦井下的安全生產(chǎn)造成了一定的影響。而在礦井內(nèi)設置通風設施可以將地面的空氣吸入到礦井內(nèi)，這樣增大了井下空氣中的氧氣，很大程度上稀釋了礦井內(nèi)的有害易燃氣體，從而有效的保障了井下工人的安全采掘工作。因此，需要加強對礦井下的通風系統(tǒng)，減少瓦斯氣體危害。

參考文獻

[1] 董善保.高抽巷瓦斯抽放技術在治理采煤工作面瓦斯方面的應用[J].煤礦安全，2005（8）：8-10.

[2] 高增麗，高振強，劉永啟，等.礦井乏風瓦斯治理利用現(xiàn)狀與發(fā)展[J].冶金能源，2010（5）：7-8

[3] 張連福，李振華，張勇.高位巷道抽放瓦斯技術在桃園煤礦的應用[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2001（6）：38-39.

[4] 張鐵崗.高瓦斯綜采工作面的瓦斯綜合治理[J].中國煤炭，1999（3）：17-19.