礦井通風與瓦斯治理措施探究

摘 要：近年來，我國對礦產(chǎn)資源的需求不斷增加，礦山開采越來越多。瓦斯是礦山的安全殺手，瓦斯治理是礦山安全開采的重要內(nèi)容之一。瓦斯治理主要是預防礦井發(fā)生瓦斯爆炸，關鍵在于將巷道風流中的瓦斯降低到安全濃度以下，這是通過礦井通風實現(xiàn)的。簡要介紹了瓦斯發(fā)生爆炸的條件，分析了采用通風方式治理礦井瓦斯的幾種關鍵方法，以期為有關技術人員提供一定的參考。

關鍵詞：礦山安全;瓦斯治理;礦井通風;通風方式

對于礦山井下生產(chǎn)作業(yè)而言，瓦斯事故長期以來一直是威脅生產(chǎn)安全的主要因素，特別是對于高產(chǎn)高效回采作業(yè)面而言，雖然其瓦斯含量偏低，但由于機械化程度較高、開采強度大，在回采作業(yè)中反而會伴隨著較突出的瓦斯涌出，進而誘發(fā)回風巷或上隅角瓦斯?jié)舛瘸?。根?jù)不完全統(tǒng)計，中國超過60%以上的高產(chǎn)高效回采面存在瓦斯?jié)舛瘸薜那闆r，加之瓦斯?jié)舛瘸迣夭勺鳂I(yè)的時長影響往往能夠達到正常作業(yè)的10%左右，使得瓦斯?jié)舛瘸蕹蔀橹萍s生產(chǎn)高效開展的主要因素之一。

1 礦井通風與瓦斯治理的必要性

隨著我國社會經(jīng)濟和重工業(yè)的發(fā)展，目前對于能源的需求量也越來越大，因此我國增加了礦山開采量，也致使部分開采單位為了加快開采速度及增加收益而降低對礦山開采過程中的安全管理，造成瓦斯安全事故的頻發(fā)。瓦斯事故在危害社會經(jīng)濟的同時也威脅著開采工人的生命安全，同時礦山開采過程中瓦斯事故頻發(fā)嚴重阻礙了礦山開采行業(yè)的進步。為確保我國礦山開采業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，目前我國針對瓦斯事故給予了高度關注，同時制定了相關規(guī)章制度來進行瓦斯事故的治理，以此來管理礦山開采單位及開采過程，盡量降低礦山開采期間瓦斯事故的出現(xiàn)。礦山開采過程中，隨著掘進深度的加深，瓦斯含量也逐漸增加，同時瓦斯治理難度也隨之加大，在治理過程中約束條件也逐漸增多。因此，為了有效的解決瓦斯事故的出現(xiàn)可以采取礦井通風措施，但是在治理過程中必須嚴格遵守相關制度，確保礦山施工設計合理，才能保證礦山開采過程中的安全性。

2 礦山常用通風方式

2.1 中央式通風法

在通風井與回風井均處于礦山的中間位置的情況下，遵照通風井與回風井分布不同，能夠依據(jù)中央式通風技術設計并列式通風風道與中央并列式通風通道，一般情況下，礦山的傾斜度與掩埋深度決定著瓦斯含量，若是傾斜度或掩埋深度大，則代表瓦斯含量較多，所以說中央式通風法在埋藏深度較淺的礦山中應用比較廣泛。

2.2 區(qū)域式通風法

在施工規(guī)模相對較大的礦山開采期間，利用此方式在所有施工工序中開展通風，在小范圍內(nèi)組建能夠單獨運轉(zhuǎn)的進風井與回風井，創(chuàng)建可以單獨工作的回風系統(tǒng)，以此來將礦井內(nèi)部的瓦斯逐步處理。

2.3 混合式通風法

若是施工區(qū)域內(nèi)地質(zhì)結(jié)構(gòu)相對繁雜，施工規(guī)模比較龐大，為保證瓦斯治理質(zhì)量可以采用此種方法進行治理。

3 礦井通風瓦斯治理

3.1 合理布置礦井通風系統(tǒng)

礦山礦井生產(chǎn)中，良好的礦井通風條件能夠提高生產(chǎn)的安全性，降低瓦斯事故的發(fā)生概率。因此，各個礦山企業(yè)都需要從自身的實際情況著手，科學進行通風系統(tǒng)的設計與布置。通風是瓦斯治理最為直接的手段，在礦井瓦斯事故的預防過程中，礦井通風系統(tǒng)的建設能夠為礦山生產(chǎn)創(chuàng)造相對安全的井下環(huán)境。在通風系統(tǒng)的設計上，專業(yè)人員要根據(jù)井下的具體情況，進行通風機類型與型號的科學選擇，并要在通風系統(tǒng)的安裝與布置過程中配置相應的設施設備，保障礦井內(nèi)風量的充足性。礦井通風系統(tǒng)的構(gòu)成相對復雜，一些礦井通風系統(tǒng)常常會出現(xiàn)循環(huán)風與漏風情況，因此，在通風系統(tǒng)的設計上，要避免風筒破損與斷裂的情況。相關人員在進行通風系統(tǒng)相關設施的選擇上，要選用質(zhì)量好的產(chǎn)品，比如，嚴格控制風流的風門、風窗與風墻，提高整個通風系統(tǒng)運行的可靠性。在通風系統(tǒng)的運行過程中，需應用專業(yè)的監(jiān)測設備，實時掌握通風系統(tǒng)運行的總體情況，如果在系統(tǒng)運行中出現(xiàn)異常情況，要及時加以處理，保障礦井通風系統(tǒng)內(nèi)風量的充足與穩(wěn)定。

3.2 完善現(xiàn)場管控機制

開展礦山開采工作期間，必須全力配合相關部門對礦山開采技術和礦井內(nèi)部構(gòu)造進行檢驗，同時在發(fā)現(xiàn)異常情況時要及時作出解決措施;根據(jù)通風系統(tǒng)特性進行有效的監(jiān)察制度，定期檢查其工作狀態(tài)，同時提高關鍵位置的管理，對不利于施工的情況要立即調(diào)整;嚴格管控質(zhì)量生產(chǎn)，針對施工期間工人分配、檢查制度、管理制度與考核標準進行完善，創(chuàng)建有效的質(zhì)量管理制度;優(yōu)化考核管理標準，通過完善瓦斯開采制度和獎罰制度，提高開采施工的工作效率;建立完善的安全問責制度，若是開采期間出現(xiàn)開采事故需責任到人，通過完善的制度加強對開采工作的安全管理。

3.3 改善通風系統(tǒng)

通風系統(tǒng)的運行質(zhì)量是礦井開采期間保證安全性能的關鍵，針對礦井開采期間必須依據(jù)礦井的具體條件科學的制定通風系統(tǒng)。為保證應用效果，必須對內(nèi)部氣體和外部氣體的交換速率加以管控，在制定通風系統(tǒng)期間需要采取獨立通風的措施，縮減各管路之間的銜接，單獨排放氣體。并且需要合理的利用礦山中已經(jīng)存在的管道，有計劃的縮減通風管路的運行距離，防止因運行距離而降低氣體的排放效率。同時，設定通風管路施工方案期間必須參考外部環(huán)境中的風向、風速、溫度與濕度等條件，防止后續(xù)通風管路使用期間發(fā)生問題。

3.4 做好瓦斯地質(zhì)信息分析工作

加強對瓦斯地質(zhì)相關數(shù)據(jù)的處理工作，由礦山開采總工程師組織開采人員開展探討工作，針對施工區(qū)域周邊環(huán)境和施工期間可能出現(xiàn)的問題進行分析，同時設計有效的解決方案;優(yōu)化施工管理標準與操作規(guī)范，且必須經(jīng)過管理部門考核備案通過后方可下達到施工人員執(zhí)行;完善礦山開采期間瓦斯預警方案，在開采過程中出現(xiàn)非正常狀況，及時進行判斷并實施相應的預警方案，爭取將危害降到最低。

3.5 優(yōu)化抽取系統(tǒng)

礦山瓦斯事故的發(fā)生很多時候是由于瓦斯抽采系統(tǒng)設計不合理所造成的。因此，各個礦山企業(yè)在生產(chǎn)過程中，都需要從礦井的實際情況著手，實現(xiàn)瓦斯抽采系統(tǒng)的優(yōu)化設計。瓦斯抽采系統(tǒng)的優(yōu)化主要包含了邁步鉆場抽采、正頭條帶預抽、正頭鉆孔釋放等幾種方式。但是，抽采方式的選擇需結(jié)合礦井的具體情況來進行。比如，邁步鉆場抽采瓦斯的方式下，需要進行邁步式鉆場的設計，將該邁步式邊掘邊抽瓦斯設置于巷道的兩幫位置，隨后將此通道作為超前預抽的主要方式，來進行巷道兩幫瓦斯的抽取;正頭條帶預抽瓦斯的設置中，往往需要進行條帶預抽鉆孔的布置，將這些鉆孔布置在工作面的正頭位置，以保障瓦斯的順利抽采，開口掘進作業(yè)往往需要將瓦斯?jié)舛认陆档揭欢ǖ姆秶鷥?nèi)來進行，正頭鉆孔釋放瓦斯往往是在檢修班時間進行瓦斯的釋放的，而瓦斯釋放孔一般設置在掘進工作面的正頭位置。

3.6 提高開采職工的防瓦斯治理理念

目前，在礦山開采期間已經(jīng)多次因瓦斯出現(xiàn)安全事故，其引起原因主要包括針對瓦斯治理力度不夠和開采單位及工人安全意識薄弱。為了最大程度的加強瓦斯治理效果，所以需增強開采單位及開采工人的安全意識，并針對開采單位及開采工人進行安全教育培訓，確保將安全意識與治理觀念植入到開采人員腦海中。

綜上所述，瓦斯是威脅礦山安全的殺手，瓦斯治理是礦山安全開采的重要內(nèi)容之一。瓦斯治理是預防礦井發(fā)生瓦斯爆炸的重要內(nèi)容之一，其關鍵在于使巷道風流中的瓦斯降低到安全濃度以下，而這是通過礦井通風實現(xiàn)的。瓦斯爆炸必須滿足2個條件，即瓦斯具有一定的濃度和爆炸所需的能量。瓦斯治理的重點在于控制風流中的瓦斯超限問題。重點分析了上隅角、掘進工作面和回采工作面的瓦斯治理方法，以期為相關工作提供一定的參考。

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作者簡介：

趙阿鵬（1985- ），男，本科，助理工程師，研究方向：煤礦安全。