邊界煤柱回采工作面有害氣體的防治措施探析

劉顯成

（雞西礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司城山煤礦，黑龍江 雞西 158100）

地面空氣進(jìn)入井下后，在成分上將發(fā)生一系列的變化，如氧濃度減少，各種有害氣體和礦塵混入，另外，空氣的溫度、濕度和壓力也會發(fā)生變化，由此可見，地面空氣和礦井空氣是有區(qū)別的。但是，如果礦井空氣在成分上和地面空氣差別不多時，如井底車場、運(yùn)輸大巷的風(fēng)流，則稱為新鮮風(fēng)流，流經(jīng)回采工作面后.在成分上將發(fā)生較大變化，此時則稱為污濁風(fēng)流。面對當(dāng)前出現(xiàn)的主要礦難事故，煤礦企業(yè)需要從根源上進(jìn)行控制，盡量避免這些事故的發(fā)生。井下的有害氣體如果不有效控制，會導(dǎo)致礦工中毒，更嚴(yán)重的會危及到井下工作人員的生命安全，必須要給予高度的重視。

1 礦井有害氣體

1.1 二氧化碳(CO2)

二氧化碳對人的呼吸有刺激作用，當(dāng)空氣中二氧化碳濃度過高時，會使人中毒或窒息。其來源有：有機(jī)物的氧化及人員呼吸；煤和巖石的緩慢氧化，以及礦井水與碳酸性巖石的分解作用；爆破工作、礦內(nèi)火災(zāi)、煤炭自燃以及瓦斯、煤塵爆炸時也能產(chǎn)生大量二氧化碳；個別煤層或巖層連續(xù)、長期地放出二氧化碳，甚至在短時間內(nèi)大量噴出二氧化碳。

1.2 一氧化碳(CO)

一氧化碳是一種對血液、神經(jīng)有害的氣體，可引起頭疼、暈眩、昏迷甚至死亡。礦內(nèi)爆破作業(yè)、煤炭自燃發(fā)生火災(zāi)、瓦斯、煤塵爆炸時都能產(chǎn)生CO。

1.3 硫化氫(H2S)

空氣中的H2S濃度過高 (900mg/m3以上)可直接抑制呼吸中樞，引起窒息而迅速死亡。硫化氫主要來自硫化礦物水化和坑木等有機(jī)物腐爛。有些煤體也能釋放硫化氫。

1.4 二氧化氮(NO2)

二氧化氮溶于水后生成腐蝕性很強(qiáng)的硝酸，對眼睛、呼吸道黏膜和肺部組織有強(qiáng)烈的刺激及腐蝕作用，嚴(yán)重時可引起肺水腫。礦內(nèi)二氧化氮主要來源于爆破工作。

1.5 二氧化硫(SO2)

二氧化硫遇水后生成硫酸，對眼睛及呼吸系統(tǒng)黏膜有強(qiáng)烈的刺激作用，可引起喉炎和肺水腫。二氧化硫主要來源于含硫礦物的氧化與自燃、在含硫煤層中爆破以及從含硫煤層中涌出。

1.6 氨氣(NH3)

氨氣對皮膚和呼吸道黏膜有刺激作用，可引起喉頭水腫。主要來自爆破工作、用水滅火等，部分巖層中也有氨氣涌出。

1.7 氫氣(H2)

氫氣能自燃，當(dāng)濃度為4%～74%時有爆炸危險。主要來自井下蓄電池充電時放出的氫氣，有些中等變質(zhì)的煤層中也有氫氣涌出。

1.8 瓦斯

瓦斯主要成分是甲烷，是礦層形成過程中的一種伴生產(chǎn)物。瓦斯是一種能夠燃燒和爆炸的氣體，當(dāng)瓦斯?jié)舛仍?%～16%的爆炸界限內(nèi)，氧氣濃度不低于12%，且有足夠能量的點火源時，就可能發(fā)生瓦斯爆炸，瓦斯爆炸的主要危害主要表現(xiàn)在以下三個方面：(1)瓦斯爆炸產(chǎn)生的爆炸溫度可達(dá)1850～2650℃，不僅造成人員傷亡、設(shè)備毀壞，還會引起火災(zāi)和煤塵爆炸事故，擴(kuò)大災(zāi)情；(2)瓦斯爆炸后的氣體壓力是爆炸前氣體壓力的7～10倍。氣體壓力驟然增大形成的強(qiáng)大沖擊波，將會以極高的速度向外沖擊，推倒支架、損壞設(shè)備，使工作面頂板冒落及造成現(xiàn)場的人員傷亡，使礦井遭到嚴(yán)重破壞；(3)爆炸產(chǎn)生大量的有害氣體。瓦斯爆炸不僅使氧氣濃度大大降低，還產(chǎn)生大量的有害氣體。統(tǒng)計資料表明，在瓦斯、煤塵爆炸事故中，死于一氧化碳中毒的人數(shù)占死亡人數(shù)的70%以上。因此，《煤礦安全規(guī)程》要求所有入井人員必須佩戴自救器。

2 邊界煤柱回采工作面有害氣體的防治措施

2.1 加強(qiáng)通風(fēng)。用通風(fēng)的方法將各種有害氣體濃度沖淡到《規(guī)程》規(guī)定的安全標(biāo)準(zhǔn)以下，這是目前防止有害氣體危害的主要措施之一。

2.2 加強(qiáng)對有害氣體的檢查。按照規(guī)定的檢查制度，采用合理的檢查方法和手段，及時發(fā)現(xiàn)存在的隱患和問題，采取有效措施進(jìn)行處理。

2.3 放炮噴霧或使用水炮泥。噴霧器和水炮泥爆破后產(chǎn)生的水霧能溶解炮炯中的二氧化氮、二氧化碳等有害氣體.降低其濃度，方法簡單有效。

2.4 加強(qiáng)對通風(fēng)不良處和井下盲巷的管理。工作面采空區(qū)應(yīng)及時封閉；臨時通風(fēng)的巷道要設(shè)置柵欄，貼示警標(biāo)?需要進(jìn)入時必須首先進(jìn)行有害氣體檢查，確認(rèn)無害時方可進(jìn)入。

2.5 井下人員必須隨身佩帶自救器。一旦礦井發(fā)生火災(zāi)或爆炸事故，人員可迅速使用自救器撤離危險區(qū)。

2.6 對缺氧窒息或中毒人員及時進(jìn)行急救。一般是先將傷員移到新鮮風(fēng)流中，根據(jù)具體情況采取人工呼吸 (NO2、H2S中毒除外)或其他急救措施。

2.7 有針對性的采取有關(guān)技術(shù)措施，消除有害氣體的產(chǎn)生。對爆破產(chǎn)生的二氧化碳等有害氣體和工作面涌出的二氧化碳，可采用噴霧灑水的方法，使其溶于水中，以降低其在空氣中的含量。如鶴壁四礦煤層中涌出H2S，在開采前預(yù)先向煤體中注入石灰水，或向工作面噴灑石灰水，就可有效地消除H2S氣體。對采掘工作面進(jìn)行爆破工作所產(chǎn)生的大量NO，可利用水炮泥和噴霧灑水來降低其在空氣中的濃度。

2.8 按標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)筑用于封閉進(jìn)下火區(qū)、盲巷或抽放瓦斯的各種密閉，并定期檢查與維修，保持完好，防止有害氣體涌出。對封閉內(nèi)氣體定期采樣分析掌握其變化。嚴(yán)禁隨意破壞更不準(zhǔn)擅自進(jìn)入。

2.9 若因呼吸有害氣體發(fā)生中毒現(xiàn)象時，應(yīng)立即將中毒者移到新鮮風(fēng)流中，進(jìn)行人工呼吸。若為H2S中毒者，除了將患者移到新鮮風(fēng)流中外，還可用氯水浸濕的毛巾放在患者嘴鼻旁，也可讓患者喝稀氯水溶液解毒，并用1%硼酸水或弱明礬水沖洗眼睛。

結(jié)語

總之，對于煤炭井下工作人員來說，安全永遠(yuǎn)是第一位的，煤礦企業(yè)管理人員要深刻認(rèn)識到這一點，從目前出現(xiàn)的礦難來看，瓦斯爆炸是最多的因素，針對煤炭開采過程中可能出現(xiàn)的有害氣體中毒或者其它更嚴(yán)重的事故，要采取必要的措施，要行之有效，確保每一個礦工的生命安全。

[1]熊偉.回采工作面上隅角瓦斯超限原因分析及對策[J].山西焦煤科技，2010(05).

[2]齊德山.回采工作面巷道布置優(yōu)化[J].科技資訊，2007(12).

[3]李暉，周澎，薛再君，張玉亮.華亭煤礦沖擊礦壓綜合防治技術(shù)研究與應(yīng)用[J].煤礦開采，2009(03).

[4]劉英學(xué)，魏平儒.采場低壓通風(fēng)控制有害氣體涌出量新技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].中國安全科學(xué)學(xué)報，2006(06).

[5]李強(qiáng)，邢平偉.回采工作面開放式漏風(fēng)治理方法探究[J].山西煤炭，2011(06).