礦井通風(fēng)安全管理的制約因素分析及預(yù)防措施

王 斐

（山西新元煤炭有限責(zé)任公司，山西 晉中 045400）

煤礦井下施工過程中，產(chǎn)生大量的易燃易爆粉塵和氣體，若不能及時(shí)抽取或聚集在某一區(qū)域，后果將不堪設(shè)想。隨著人們對(duì)安全意識(shí)和對(duì)通風(fēng)安全管理水平的不斷提高，煤礦井下爆炸事故明顯減少。但目前煤礦井下通風(fēng)安全管理仍然受到一些不良因素的制約，存在安全隱患。下面以山西新元煤炭有限責(zé)任公司31009工作面的通風(fēng)管理為例，對(duì)礦井通風(fēng)安全管理中的制約因素進(jìn)行說明，并從實(shí)際工作出發(fā)提出改善措施。

1 制約井下通風(fēng)管理的不良因素

1.1 超能力生產(chǎn)

我國(guó)煤炭生產(chǎn)量在37億噸以上，為了滿足煤炭供應(yīng)，許多煤炭生產(chǎn)單位時(shí)間緊任務(wù)重。山西新元煤炭有限責(zé)任公司也會(huì)存在開采繁忙期，山西煤礦的煤層具有賦存復(fù)雜性，煤礦瓦斯含量都比較高，尤其在新元地區(qū)這一特點(diǎn)更為顯著，甚至比其他地區(qū)的賦存條件表現(xiàn)更為嚴(yán)重。在這種施工環(huán)境下再進(jìn)行超能力生產(chǎn)，通風(fēng)安全一定會(huì)存在重大隱患[1]。

1.2 人員的流失和設(shè)備的老化

目前，山西新元煤炭有限責(zé)任公司老齡化嚴(yán)重，造成技術(shù)人員斷層，有經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)秀技術(shù)管理者面臨退休，年輕的技術(shù)人員經(jīng)驗(yàn)不足，導(dǎo)致煤礦優(yōu)秀技術(shù)管理人員缺失，其中包括大量的井下通風(fēng)管理人員。優(yōu)良的設(shè)備是做好通風(fēng)安全工作的重要條件，但目前許多通風(fēng)設(shè)備已經(jīng)老化甚至接近報(bào)廢期，有些設(shè)備已經(jīng)不能保證礦井下的通風(fēng)安全。人員的流失和設(shè)備的老化都會(huì)給井下通風(fēng)管理工作帶來巨大的困難，導(dǎo)致事故的爆發(fā)率大大升高[2]。

1.3 通風(fēng)安全管理不到位

礦井的通風(fēng)安全管理不是一成不變的，要隨著礦井生產(chǎn)條件的不同不斷改變管理方法和策略。通風(fēng)管理是一項(xiàng)復(fù)雜而細(xì)致的工作，在某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)漏洞將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重后果，許多安全事故的發(fā)生都是因?yàn)橥L(fēng)管理工作不到位產(chǎn)生了管理漏洞而造成的[3]。管理上的疏忽，使巷道密封不嚴(yán)，會(huì)造成采空區(qū)嚴(yán)重漏風(fēng)，大量的瓦斯從中溢出而引發(fā)事故。

1.4 未按安全制度施工

該公司不斷加強(qiáng)通風(fēng)安全的管理力度，下屬單位也都強(qiáng)制制定了對(duì)應(yīng)的通風(fēng)安全管理制度，但很多單位是為了應(yīng)付檢查，再加上制定者能力水平有限，制定的管理制度并不符合其本身的生產(chǎn)情況需要，成為一紙空文。制度的制定沒有明確個(gè)人的責(zé)任問題，獎(jiǎng)懲不分明，在具體的工作中容易產(chǎn)生遺留問題，無人處理，造成的后果非常嚴(yán)重的[4]。

2 主要預(yù)防措施

山西新元煤炭有限責(zé)任公司注重生產(chǎn)安全，針對(duì)以上不良因素，在生產(chǎn)中采取了相應(yīng)的對(duì)策措施[5]。（1）要在保證安全的情況下再進(jìn)行施工作業(yè)，絕不犧牲任何安全條件作為代價(jià)；（2）加強(qiáng)人員的培訓(xùn)和設(shè)備的保養(yǎng)維修工作，做好安全的基礎(chǔ)工作，將安全隱患消除在初始階段；（3）施工前詳細(xì)了解礦井基本情況，繪制完善的圖紙和詳細(xì)的工藝流程，嚴(yán)格按照?qǐng)D紙和工藝施工，絕不能產(chǎn)生任何安全遺漏；（4）按照廠內(nèi)的實(shí)際情況制定詳細(xì)的安全管理制度，做到獎(jiǎng)懲分明，有依有據(jù)。

2.1 31009工作面通風(fēng)方式的確定

31009工作面采用綜采放頂煤開采工藝，采用抽放方法進(jìn)行瓦斯治理，放煤后極易與上覆采空區(qū)塌通，形成漏風(fēng)通道，導(dǎo)致上覆采空區(qū)CO等有害氣體下泄，嚴(yán)重威脅工作面正常開采。為此，31009工作面初期采用負(fù)壓通風(fēng)方式，并建立配套的均壓通風(fēng)設(shè)施，以便當(dāng)CO等有害氣體下泄后能及時(shí)啟用均壓通風(fēng)系統(tǒng)。

2.2 工作面通風(fēng)系統(tǒng)

31009工作面采用“兩進(jìn)一回”、“沿空留巷”、“Y”型通風(fēng)系統(tǒng)方式供風(fēng)，風(fēng)量計(jì)算如下：

（1）按工作面最多人數(shù)驗(yàn)算

按工作面最多人數(shù)配風(fēng)量計(jì)算：每人供風(fēng)量不小于4m3/min，最多人數(shù)按80人。經(jīng)計(jì)算，得Q采=80×4=320m3/min。

（2）按工作面溫度選擇適宜的風(fēng)速計(jì)算

需要風(fēng)量Q采=60×V采×S采

=60×1.5×15.9=1431m3/min

式中：

V采-工作面通過風(fēng)速，根據(jù)工作面回采溫度，取1.5m/min；

S采-工作面有效斷面，15.9m2；

（3）按炸藥量計(jì)算

① 一級(jí)煤礦許用炸藥：Q采=25Acfi（m3/min）

② 二、三級(jí)煤礦許用炸藥：

Q采=10Acfi（m3/min）

式中：

Acfi-采煤工作面一次爆破所用的最大炸藥量，kg；

25-每千克一級(jí)煤礦許用炸藥需風(fēng)量，m3/min；

10-每千克二、三級(jí)煤礦許用炸藥需風(fēng)量，m3/min。

備注：爆破施工時(shí)具體炸藥使用量按照回采工作面爆破施工專項(xiàng)措施執(zhí)行。

（4）按瓦斯涌出量計(jì)算

根據(jù)31007工作面回采期間三個(gè)月的瓦斯統(tǒng)計(jì)情況，平均相對(duì)瓦斯涌出量按8.58m3/t，計(jì)算出31009工作面平均風(fēng)排瓦斯涌出量為10.36m3/min，設(shè)計(jì)日產(chǎn)5500t，則絕對(duì)瓦斯涌出量為32.8m3/min。

Q采=100×q采CH4×K采CH4/C

=100×10.36×1.7/0.7=2516m3/min。

式中：

C-回采工作面回風(fēng)流瓦斯?jié)舛劝?.7%計(jì)算需風(fēng)量；

q采CH4-采煤工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中日平均風(fēng)排瓦斯涌出量，m3/min；

K采CH4-采煤工作面瓦斯涌出不均衡系數(shù)。

（5）按照膠輪車尾氣稀釋進(jìn)行驗(yàn)算（輔助進(jìn)風(fēng)）

Q輔助進(jìn)風(fēng)順槽=4×n×P×k×1.36

式中：

Q輔助進(jìn)風(fēng)順槽-膠輪車尾氣排放稀釋需要的風(fēng)量，m3/min；

4-每HP每分鐘應(yīng)供給的最低風(fēng)量，m3/min；

n-膠輪車的臺(tái)數(shù)，臺(tái)；

P-膠輪車的功率，kW；

k-配風(fēng)系數(shù)。一臺(tái)膠輪車的配風(fēng)系數(shù)為1.0，兩臺(tái)膠輪車的配風(fēng)系數(shù)為0.75，3臺(tái)及3臺(tái)以上膠輪車的配風(fēng)系數(shù)為0.5；

1.36-kW與HP（馬力）的換算系數(shù)，1kW=1.36HP。

Q膠輪車=4×n×P×k×1.36

=4×2×85×0.75×1.36=693m3/min

（6）工作面回風(fēng)巷風(fēng)量計(jì)算

Q回風(fēng)=Q進(jìn)風(fēng)+Q輔助進(jìn)風(fēng)=2516+693=3209m3/min

式中：

Q回風(fēng)-工作面總風(fēng)量，m3/min；

Q進(jìn)風(fēng)-進(jìn)風(fēng)順槽風(fēng)量，m3/min；

Q輔助進(jìn)風(fēng)-輔助進(jìn)風(fēng)順槽風(fēng)量，m3/min。

（7）按風(fēng)速進(jìn)行驗(yàn)算

回采時(shí)工作面進(jìn)風(fēng)順槽進(jìn)風(fēng)量取2516m3/min，輔助進(jìn)風(fēng)順槽取693m3/min，則：

15S1＜Q采＜240S2

式中：

S1-最大控頂距斷面，m2；

S2-最小控頂距斷面，m2；

Q采-回采工作面需要風(fēng)量，m3/min。

15×S1=15×15.9=238m3/min

300×S2=300×13.5=4050m3/min

根據(jù)以上計(jì)算，工作面進(jìn)風(fēng)順槽進(jìn)風(fēng)量為2516m3/min，工作面輔助進(jìn)風(fēng)順槽風(fēng)量為462m3/min，工作面總風(fēng)量為3209m3/min。

確定31009工作面需風(fēng)量為3209m3/min。

2.3 通風(fēng)路線

韓莊進(jìn)風(fēng)立井→中條帶西膠帶大巷、中條帶西輔運(yùn)大巷（南）→南區(qū)集中輔運(yùn)大巷、南區(qū)集中膠帶大巷→31009進(jìn)風(fēng)巷→31009工作面、31009輔助進(jìn)風(fēng)巷→31009回風(fēng)巷→南區(qū)集中回風(fēng)大巷（西、東）→3#煤十采區(qū)回風(fēng)大巷（北）→中條帶西回風(fēng)大巷（北）、中條帶西輔運(yùn)大巷（北）→韓莊回風(fēng)立井→地面。工作面通風(fēng)系統(tǒng)詳見圖1。

2.4 效果分析

此次31009工作面施工，先確定通風(fēng)方式，認(rèn)真計(jì)算風(fēng)量，繪制工作面通風(fēng)系統(tǒng)圖紙，嚴(yán)格按照通風(fēng)制度執(zhí)行，在整個(gè)施工過程中保證了絕對(duì)安全，順利完成施工任務(wù)。

圖1 31009工作面通風(fēng)系統(tǒng)示意圖

3 結(jié)語

山西新元煤炭有限責(zé)任公司注重井下通風(fēng)管理安全，在31009工作面施工過程中，對(duì)通風(fēng)方式和瓦斯抽放等基礎(chǔ)工作進(jìn)行確認(rèn)，對(duì)風(fēng)量的需求進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，對(duì)通風(fēng)的實(shí)施構(gòu)筑進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)并繪制通風(fēng)系統(tǒng)示意圖，在保證絕對(duì)安全的情況下，順利完成了施工任務(wù)。