張 蒼,李 洋,類成楠
近年來礦井采掘行業(yè)在國(guó)家的支持下有了很大程度的發(fā)展,但是在安全方面仍然存在不少問題。礦井采掘工程的施工環(huán)境開放度很低,絕大多數(shù)都是在一種密閉的環(huán)境下展開的,并且在施工的過程中需要數(shù)量較多的施工人員,這就會(huì)讓施工的空間更加狹小,再加上期間產(chǎn)生的粉塵等有害物質(zhì),便進(jìn)一步加重了礦井采掘工程施工環(huán)境的惡劣程度。所以,提升礦井采掘工程的通風(fēng)效果與安全管理水平是非常有必要的。
目前,我國(guó)礦井采掘工程中比較常見的工程就是長(zhǎng)巷道的施工工程。在長(zhǎng)巷道掘進(jìn)工程中常見的巷道長(zhǎng)度都是比較長(zhǎng)的,基本上在三千五百米至五千五百米之間,而正是由于這些巷道的長(zhǎng)度過長(zhǎng),最終很難在這些巷道內(nèi)形成可以貫穿的風(fēng)流。在這種情況下,就必須要利用相關(guān)的通風(fēng)設(shè)備,借助相應(yīng)的通風(fēng)技術(shù),以此來確保長(zhǎng)巷道內(nèi)部的空氣處于流動(dòng)的狀態(tài),進(jìn)而提升空氣流通的效果。但是在實(shí)際的施工過程中,這些長(zhǎng)巷道內(nèi)還存在一些通風(fēng)的死角,并且在應(yīng)用相關(guān)的通風(fēng)技術(shù)之后還是沒有將有毒氣體、有害氣體徹底清除干凈。另外,很多礦井采掘工程項(xiàng)目都沒有完善相應(yīng)的安全管理制度,在施工的過程中常常會(huì)出現(xiàn)許多安全事故。由此可見,我國(guó)礦井采掘工程的通風(fēng)技術(shù)水平還需要進(jìn)一步的提高,并且工程的安全管理工作也需要進(jìn)一步加強(qiáng)。
現(xiàn)階段,我國(guó)礦井采掘工程中比較常見的通風(fēng)技術(shù)有均壓通風(fēng)技術(shù),就是指讓通風(fēng)設(shè)備保持著均壓的狀態(tài),其中包括風(fēng)機(jī)設(shè)備。如果通風(fēng)設(shè)備沒有處于均壓的狀態(tài),那么就很有可能會(huì)造成易燃?xì)怏w涌入的嚴(yán)重后果。在施工的過程中,相關(guān)工作人員難免會(huì)需要調(diào)試通風(fēng)設(shè)備,那么這時(shí)候就需要注意幾點(diǎn)事項(xiàng):第一點(diǎn),如果出現(xiàn)了停風(fēng)情況,施工人員需要對(duì)其進(jìn)行處理,那么這時(shí)候就需要調(diào)試一下風(fēng)機(jī),讓它的調(diào)量門可以隨時(shí)隨地自由的開啟。第二點(diǎn),施工人員在調(diào)試風(fēng)窗-風(fēng)機(jī)的時(shí)候需要格外注意溜子道的截止門,必須要將其關(guān)閉,呈現(xiàn)出緊密閉合的狀態(tài)。第三點(diǎn),在施工的過程中要注意溜子道風(fēng)口的距離,尤其是與工作面之間的距離。第四點(diǎn),調(diào)量窗的面積也是有規(guī)定的,不能夠隨意設(shè)置,應(yīng)該讓它的面積符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。第五點(diǎn),在礦井采掘工程的施工現(xiàn)場(chǎng)需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)礦井風(fēng)量的變化情況,并且需要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的控制。第六點(diǎn),在施工現(xiàn)場(chǎng)中有一些環(huán)節(jié)和設(shè)備需要有工作人員來專門看護(hù),比如與通風(fēng)息息相關(guān)的風(fēng)筒與風(fēng)門。第七點(diǎn),針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的通風(fēng)效果,相關(guān)施工和管理人員每天都需要進(jìn)行調(diào)試,確保施工現(xiàn)場(chǎng)通風(fēng)效果能夠達(dá)到一種理想的狀態(tài)。第八點(diǎn),如果在施工的過程中需要將風(fēng)門換到另外一個(gè)位置,那么首先需要先裝訂外風(fēng)門,并且要裝訂規(guī)范,然后再開展內(nèi)風(fēng)門的拆除工作。
在礦井采掘工程中,首先將架設(shè)的通風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷進(jìn)行并聯(lián),然后讓其擁有通風(fēng)網(wǎng)絡(luò),之后就可以通過回風(fēng)巷來進(jìn)行增阻,這樣就可以有效、合理的控制易燃?xì)怏w,以此來避免出現(xiàn)易燃?xì)怏w涌入工作面的現(xiàn)象。這便是B 型通風(fēng)技術(shù)在現(xiàn)階段礦井采掘工程中的具體應(yīng)用。在傳統(tǒng)的U 型通風(fēng)技術(shù)應(yīng)用中,只有改變了施工現(xiàn)場(chǎng)的通風(fēng)量,才可以利用該技術(shù)實(shí)現(xiàn)安全通風(fēng)的目標(biāo),而一旦礦井中出現(xiàn)了漏風(fēng)等現(xiàn)象,再來使用U 型通風(fēng)技術(shù)就會(huì)面臨較大的難度。但是B 型通風(fēng)技術(shù)恰好可以解決這一問題,即便是施工現(xiàn)場(chǎng)有漏風(fēng)的問題,最終也不會(huì)影響通風(fēng)的效果。將B 型通風(fēng)技術(shù)應(yīng)用在礦井采掘工程中可以改善現(xiàn)場(chǎng)的施工環(huán)境,解決許多棘手的問題,比如易燃?xì)怏w含量超限,還能夠提高施工現(xiàn)場(chǎng)的安全性。不過在運(yùn)用B 型通風(fēng)技術(shù)的時(shí)候,工作人員還需要防止易燃?xì)怏w涌入工作面,那么這時(shí)候就需要通過運(yùn)移易燃?xì)怏w的方式來對(duì)其進(jìn)行合理控制。
雙U 型通風(fēng)系統(tǒng)與傳統(tǒng)通風(fēng)技術(shù)最大的不同之處就在于系統(tǒng)通風(fēng)量的大小,很明顯,雙U 型通風(fēng)系統(tǒng)擁有更大的通風(fēng)量,能夠輸送更多的空氣。除此之外,這種通風(fēng)系統(tǒng)還可以加快密閉的施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)空氣的流通,進(jìn)一步提高礦井內(nèi)易燃?xì)怏w排出的速度,讓施工人員可以在一種更加安全、更加穩(wěn)定、更加舒適的環(huán)境下進(jìn)行施工。雙U 型通風(fēng)系統(tǒng)被研發(fā)出來之后大大提高了礦井內(nèi)空氣的置換效率,屬于一種新型的通風(fēng)系統(tǒng),可以較好的治理礦井采掘工程中易燃?xì)怏w的相關(guān)問題,所以在礦山采掘工程中非常受歡迎。
在礦井采掘中,經(jīng)歷一個(gè)變質(zhì)的過程之后產(chǎn)生易燃?xì)怏w。構(gòu)成易燃?xì)怏w的成分有很多,其中主要包括甲烷,除了甲烷之外,還有占比較小的乙烷、丁烷等,另外還有一些微量的其他氣體,比如硫化氫氣體和二氧化碳?xì)怏w。一般來說,不管是甲烷還是乙烷,都是以氣體的狀態(tài)呈現(xiàn)的,然而這些氣體具有易燃的屬性,一旦遇到了明火就很容易被點(diǎn)燃,如果遇到了比較嚴(yán)重的情況,還會(huì)直接出現(xiàn)爆炸的問題,對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)造成不可挽回的嚴(yán)重后果。
礦井采掘工程的施工現(xiàn)場(chǎng)比較容易發(fā)生易燃?xì)怏w爆炸情況,其中最主要的原因還是由于礦井內(nèi)的易燃?xì)怏w濃度較高,并且在內(nèi)部還具有氧氣,溫度也比較高,這些因素都是造成易燃?xì)怏w爆炸的關(guān)鍵。如果礦井內(nèi)的易燃?xì)怏w濃度位于百分之五至百分之十六之間,同時(shí)氧氣濃度位于百分之十左右,礦井就會(huì)產(chǎn)生爆炸。而如果此時(shí)沒有加以控制,礦井內(nèi)的易燃?xì)怏w濃度就很難降低,甚至還會(huì)繼續(xù)升高,一旦易燃?xì)怏w濃度高達(dá)百分之三十,礦井內(nèi)就會(huì)開始燃燒。由于礦井中會(huì)有較多的施工人員,所以其中必須要有充足的氧氣以供施工人員來呼吸,這就為易燃?xì)怏w的爆炸提供了另外一個(gè)條件。盡管礦井采掘工程明確規(guī)定施工現(xiàn)場(chǎng)不能夠出現(xiàn)明火,但是在施工的過程中難免會(huì)疏忽一些因素,比如由于電氣摩擦而產(chǎn)生的火花,又或者是礦井內(nèi)部的礦物出現(xiàn)了自燃的情況等,這些不太容易控制的因素都會(huì)讓礦井內(nèi)出現(xiàn)爆炸的現(xiàn)象。
礦井采掘工程中工作人員的專業(yè)度是安全管理環(huán)節(jié)中非常關(guān)鍵的一部分,如果工作人員的專業(yè)度不高,那么工作人員在施工的過程中就很有可能出現(xiàn)違章作業(yè)的行為,并且在處理相關(guān)作業(yè)設(shè)備方面也無法做到全面、細(xì)致。從目前的情況來看,很多礦井采掘施工人員在工作的時(shí)候并沒有完全按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行,安全意識(shí)還比較薄弱,并且有的機(jī)器和設(shè)備已經(jīng)工作了很長(zhǎng)時(shí)間,溫度已經(jīng)升的很高了,施工人員并沒有及時(shí)對(duì)這些機(jī)器和設(shè)備采取有效的降溫措施。最后再加上礦井的通風(fēng)設(shè)施比較欠缺,通風(fēng)效果不理想,就會(huì)在很大程度上增加易燃?xì)怏w爆炸的可能性。一旦發(fā)生了爆炸,礦井內(nèi)部及周圍的施工人員就會(huì)出現(xiàn)一氧化碳中毒的情況,這對(duì)于礦井采掘施工人員的生命安全來說是非常不利的。
要想提高礦井采掘工程施工中的通風(fēng)技術(shù)水平,首先需要通過計(jì)算出礦井掘進(jìn)巷道的需風(fēng)量來對(duì)巷道進(jìn)行通風(fēng),有了計(jì)算結(jié)果,在后期的通風(fēng)方案設(shè)計(jì)上就有了可供參考的依據(jù),并且還能根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)來挑選符合規(guī)范的、性能良好的通風(fēng)設(shè)備。在計(jì)算需風(fēng)量之前,需要掌握礦井巷道的掘進(jìn)長(zhǎng)度,然后計(jì)算出有毒氣體、有害氣體從礦井涌出的數(shù)量,最后再根據(jù)這兩方面的數(shù)據(jù)來計(jì)算出需風(fēng)量。礦井掘進(jìn)巷道需風(fēng)量的計(jì)算公式為:Q=100R×K×V×f。在這個(gè)公式中每個(gè)字母都代表了不同的含義,其中字母Q 主要代表需風(fēng)量;字母R 代表的是有毒氣體、有害氣體從礦井內(nèi)涌出的量,R 的數(shù)值取值是比較固定的,一般情況下為每分鐘0.0364m3;字母K 代表的是長(zhǎng)度,這種長(zhǎng)度是一種最大值,主要指礦井掘進(jìn)巷道;字母V 代表的是備用風(fēng)量系數(shù),字母f 代表的是具體的施工人數(shù)。在確定字母V 的數(shù)值時(shí),不能夠僅僅依靠某一天的有毒氣體量和有害氣體量,而是要連續(xù)多天觀察之后再確定,最好是七天左右的時(shí)間。然后得出有毒氣體和有害氣體涌出的最大數(shù)量,計(jì)算出氣體涌出的平均量,之后取兩者之間的比值,最終確定V 的數(shù)值。確定了V 的數(shù)值之后,就可以計(jì)算出需風(fēng)量。
在計(jì)算出礦井掘井巷道需風(fēng)量之后就可以設(shè)計(jì)出合理的通風(fēng)方案。一般來講,通風(fēng)方案一共包含了兩種方式,一種是單行單機(jī)模式的,另一種是雙巷平行掘進(jìn)模式的。針對(duì)第一種模式,可以在通風(fēng)方案中將通風(fēng)的距離設(shè)置為兩千米,選取合適的通風(fēng)設(shè)備和供風(fēng)設(shè)備,比如風(fēng)筒和備用風(fēng)機(jī),前者為單行單機(jī)模式方案中主要的通風(fēng)設(shè)備,后者就是主要的供風(fēng)設(shè)備。針對(duì)第二種模式,可以在通風(fēng)方案中將通風(fēng)距離設(shè)置為一千米,然后選取合適的位置來安裝通風(fēng)設(shè)備,比如在巷道的拐點(diǎn)處,或者是工作面的中心位置上,通風(fēng)設(shè)備還是以風(fēng)筒為主,不過應(yīng)該采用功率更大的風(fēng)筒。另外,在雙巷平行掘進(jìn)模式的巷道通風(fēng)方案中需要保證兩個(gè)巷道的設(shè)置是一致的,風(fēng)筒的數(shù)量要相同,位置也應(yīng)該相同,只有這樣才能確保應(yīng)用這種模式來進(jìn)行通風(fēng)的過程是安全的,并且是有成效的。
礦井掘進(jìn)巷道的通風(fēng)布局對(duì)于整個(gè)工程的通風(fēng)效果來說是至關(guān)重要的,所以要根據(jù)已經(jīng)設(shè)計(jì)好的方案來進(jìn)行科學(xué)、合理的規(guī)劃。首先需要將礦井掘進(jìn)巷道進(jìn)行劃分,可以按照上下側(cè)來進(jìn)行,最終分為兩部分,一部分是回風(fēng)巷,一部分是進(jìn)風(fēng)巷。然后通風(fēng)設(shè)備—風(fēng)筒,應(yīng)該安裝在掘進(jìn)巷道的回風(fēng)巷一側(cè),并且將其速度設(shè)置為每秒0.75m,之后選取合適的風(fēng)機(jī)型號(hào)。在掘進(jìn)巷道進(jìn)風(fēng)巷的一側(cè)需要安裝供風(fēng)機(jī),這是工程的主要供風(fēng)設(shè)備,并且將其風(fēng)速設(shè)置為每秒0.85m,最后選取最合適的供風(fēng)機(jī)型號(hào)。
在安裝相關(guān)設(shè)備的時(shí)候,需要根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況來確定通風(fēng)設(shè)備和供風(fēng)設(shè)備的數(shù)量,如果想要確保施工現(xiàn)場(chǎng)的通風(fēng)效果,可以每隔三百米就安裝一個(gè)供風(fēng)機(jī),還有一個(gè)風(fēng)筒。風(fēng)筒的主要作用就是排出有毒氣體和有害氣體,由回風(fēng)巷向外排出。供風(fēng)機(jī)的主要作用就是促進(jìn)新鮮空氣的流通,讓新鮮空氣從進(jìn)風(fēng)巷進(jìn)入,然后流通至工作面,這樣就可以確保工作面的空氣是流通的,大大提高了礦井采掘工程施工現(xiàn)場(chǎng)的安全性。
在礦井采掘工程的施工現(xiàn)場(chǎng)中如果想要提高風(fēng)量,就可以通過調(diào)節(jié)主要通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)這一目的。在實(shí)際的施工過程中,通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)會(huì)因?yàn)橐恍﹥?nèi)在因素和外在因素而發(fā)生改變,比如采掘工作面的增加、減少或者是有轉(zhuǎn)移情況;又比如易燃?xì)怏w涌出量的大小變化;或者是風(fēng)機(jī)由于磨損而導(dǎo)致性能無法像之前產(chǎn)生良好的效果等。在這種情況下,就需要相關(guān)施工管理人員及時(shí)調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)。對(duì)于軸流風(fēng)機(jī)來說,施工人員可以調(diào)節(jié)它的葉片安裝角度;對(duì)于離心式通風(fēng)機(jī)來說,施工人員可以調(diào)節(jié)它的前導(dǎo)器葉片轉(zhuǎn)角;另外,施工人員還可以選擇變頻電機(jī)來增大施工現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)量。在進(jìn)行調(diào)節(jié)之前,相關(guān)施工管理人員還可以提前擬好調(diào)節(jié)的方案,明確每一種方案需要花費(fèi)的時(shí)間和成本投入,以及需要調(diào)節(jié)的程度。最后再綜合考慮各項(xiàng)因素來確定調(diào)節(jié)的方法。
現(xiàn)階段,有些礦井采掘工程的采掘范圍非常大,并且涉及到多個(gè)采區(qū)同時(shí)開采的情況,這時(shí)候就需要解決通風(fēng)阻力的問題。施工人員可以通過減少巷道的長(zhǎng)度;確保巷道的壁面沒有其他雜質(zhì),是光滑的;盡可能的增大斷面的面積等方式來降低礦井與巷道之間的阻力,從而降低通風(fēng)的阻力。在處理局部通風(fēng)阻力的過程中,需要注意一些問題,首先,不能夠?yàn)榱私档妥枇屯蝗粩U(kuò)大斷面;其次,在設(shè)計(jì)井巷轉(zhuǎn)彎的角度時(shí)也應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格控制,盡量讓轉(zhuǎn)彎的角度小于九十度;另外,相關(guān)施工人員要及時(shí)清理礦井采掘工程中主要巷道內(nèi)的障礙物,不能夠出現(xiàn)有木料堆積的情況,在巷道內(nèi)也不可以停放任何車輛。通常情況下,施工人員可以采取氣壓計(jì)基點(diǎn)法來確定礦井采掘工程中的通風(fēng)阻力,并且還可以根據(jù)這種方法來計(jì)算出其中的摩擦阻力系數(shù)。施工人員需要掌握礦井進(jìn)風(fēng)段的阻力大小,還有用風(fēng)段和回風(fēng)段的阻力大小變化情況,以及在這三個(gè)位置上阻力的分布規(guī)律。如果這三個(gè)部分阻力的占比符合標(biāo)準(zhǔn),即比重為25:45:30,那么這就可以說明此時(shí)礦井的通風(fēng)阻力是比較合理的,通風(fēng)系統(tǒng)也能夠達(dá)到安全使用的標(biāo)準(zhǔn)。如果經(jīng)過計(jì)算之后,發(fā)現(xiàn)礦井的通風(fēng)系統(tǒng)還是存在問題,那么就可以對(duì)其進(jìn)行解算,在解算的過程中尋找到問題所在點(diǎn),然后采取具有針對(duì)性的措施加以解決。
礦井采掘工程中工作面的通風(fēng)與供風(fēng)是不容忽視的環(huán)節(jié),所以必須要確保工作面供風(fēng)的連續(xù)性與有效性。首先,安全管理人員要嚴(yán)格檢查供風(fēng)的設(shè)備,檢測(cè)供風(fēng)設(shè)備是否可以正常進(jìn)行供風(fēng)。供風(fēng)設(shè)備比較常見的問題就是局扇無法正常運(yùn)行,而一旦出現(xiàn)了這種情況就會(huì)導(dǎo)致工作面內(nèi)的易燃?xì)怏w濃度越來越高。針對(duì)這種問題,安全管理人員可以考慮在工作面內(nèi)增加局扇的設(shè)備數(shù)量,最好是安裝三臺(tái),這樣就可以讓其中的兩臺(tái)來進(jìn)行作業(yè),還剩一臺(tái)局扇可以當(dāng)做備用機(jī)器,以備不時(shí)之需。局扇的數(shù)量增加之后,電源數(shù)量也應(yīng)該進(jìn)行相應(yīng)的增加,所以安全管理人員應(yīng)該設(shè)置三趟電源以供多臺(tái)設(shè)備共同使用。
在礦井采掘工程的安全管理環(huán)節(jié)中,相關(guān)管理人員需要加強(qiáng)易燃?xì)怏w的檢測(cè)力度。首先,施工人員需要在工作面上安裝封閉裝置,主要用于封閉工作面上的易燃?xì)怏w;另外,還需要安裝監(jiān)測(cè)探頭,這樣就可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工作面的易燃?xì)怏w含量變化情況。除此之外,施工單位還可以選擇讓檢測(cè)人員攜帶易燃?xì)怏w含量檢測(cè)儀來進(jìn)行檢查,確保工作面的安全與穩(wěn)定。如果施工工作進(jìn)展到放炮和裝藥的環(huán)節(jié),或者是打眼的環(huán)節(jié),相關(guān)完全管理人員需要提前檢測(cè)工作面的易燃?xì)怏w濃度。
在礦井采掘工程的安全管理環(huán)節(jié)中,除了要加強(qiáng)對(duì)各種設(shè)備的管理,加強(qiáng)易燃?xì)怏w濃度的檢測(cè)以外,還需要建立起規(guī)范的、科學(xué)的安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn),讓施工人員在施工的過程中具有明確的標(biāo)準(zhǔn)來參照,同時(shí)也能規(guī)范施工人員的操作行為。那么在安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)中,需要明確規(guī)定施工人員的操作時(shí)間,合理安排施工人員的休息時(shí)間,設(shè)置好輪班制度,保證施工人員能有足夠的時(shí)間用來休息,以此來提高施工人員工作的有序性,提高施工的效率。通過這種方式讓礦井采掘工程的施工人員在安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)制度的引導(dǎo)下,能夠更加安全的進(jìn)行作業(yè)。
在很多礦井采掘工程中都會(huì)遇到比較復(fù)雜的地勢(shì)地形,比如地理構(gòu)建的結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜等,那么這時(shí)候就需要相關(guān)安全管理人員做好現(xiàn)場(chǎng)的防范工作。首先,安全管理人員要嚴(yán)格監(jiān)督掘進(jìn)工作各個(gè)環(huán)節(jié)的進(jìn)展情況,然后進(jìn)一步檢測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)掘進(jìn)工作中支架的強(qiáng)度。另外,安全管理人員還需要檢查礦井采掘工程項(xiàng)目中的斷面是否有超前鉆孔,巷道處也同樣需要設(shè)置超前鉆孔。只有做好了施工現(xiàn)場(chǎng)的防范工作,才能有效避免安全事故的產(chǎn)生。
礦井采掘工程中的安全問題涉及到方方面面,影響因素也有很多,其中最主要的就是通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用,還有通風(fēng)設(shè)備、供風(fēng)設(shè)備的選擇,以及安全管理工作的開展情況。在今后的礦井采掘工程施工中,相關(guān)施工人員和安全管理人員首先需要認(rèn)識(shí)到幾種常見的安全問題,比如易燃?xì)怏w爆炸等,然后通過確保礦井采掘工程工作面供風(fēng)的連續(xù)性、加強(qiáng)礦井采掘工程易燃?xì)怏w的檢測(cè)力度、設(shè)置礦井采掘工程的安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)、做好礦井采掘工程施工現(xiàn)場(chǎng)的防范工作等措施來提高通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用水平,增強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的安全性。