關于掘進工作面供風方式的探討

潘吉成

（神東煤炭集團萬利一礦,內蒙古 鄂爾多斯 017000）

目前國內掘進工作面大部分采用局部通風機、風筒進行供風，以達到為工作面提供充足的新鮮空氣、將有毒有害氣體和礦塵稀釋到安全濃度以下為員工提供良好的工作環境的目的。2010年國家安全監管總局國家煤礦安監局下發了關于建設完善煤礦井下安全避險“六大系統”的通知，各煤炭生產礦井均按要求完善了壓風自救系統。煤礦井下壓風自救系統是利用空氣壓縮機將地面新鮮空氣壓縮(壓風)，經管路系統,接出分岔管,并接上防護袋、面罩或喇叭口等連接人呼吸器官的面具,將壓風經減壓節流、消聲、過濾后供給避難礦工、保護他們免受有毒或窒息性氣體侵害的器具。該兩套系統均是以向用風地點供應新鮮風流為目的，具有相似點，通過技術升級可進行整合、優化。

1 局部通風機、風筒供風缺點

（1）局部通風機安裝在煤礦井下，容易受到安裝位置氣體的濕度、溫度、氣體濃度情況等限制，對工作面氣體質量造成影響。例如局部通風機安裝地點上風側發生火災時，局部通風機會將有毒有害氣體直接壓入工作，對礦工生命安全造成威脅。

（2）局部通風機工作引起噪聲，在有限的空間內噪音被放大數倍。突出的危害是引起礦工聽力下降和職業性耳聾，消化系統等多種疾病，并使井下工人勞動效率降低，警覺遲鈍，不易發現事故前征兆和信號，增加發生事故的可能性。

（3）局部通風機受井下環境影響易產生無計劃停風。高低壓供電系統突然停電、局部通風機本身的電氣事故、機械故障、風筒脫節、主要通風機停風等均容易導致掘進工作面無計劃停風，造成瓦斯積聚，導致事故的發生。

（4）材料成本高。以2014年1月10日阿里巴巴2×30KW局部通風機的報價為8.33萬元，礦用阻燃軟質風筒報價為200元每節，以神東煤炭集團萬利一礦五個掘進工作面，年進尺27000米計算，局部通風機一次性投入需83.3萬元，風筒需54萬元，每年還需根據損耗情況進行補充。每年局部通風機耗電量為262.8萬度，總費用為131.4萬元。

（5）抗災能力差。局部通風機安裝地點上風側發生災害，容易導致局部通風機停止運轉或將有毒有害氣體吹至掘進工作，對掘進工作面人員造成危害。

（6）人員工作量大，工資成本高。掘進工作面每班需安排專人對局部通風機、風筒進行巡視、維護，按神東煤炭集團萬利一礦實際情況，五個掘進工作面每班各安排兩人對風機、風筒進行巡視、維護，每人工資按150元每天計算，全年需164.25萬元，其成本之高可見一斑。

（7）供風距離受到限制，長距離供風無法實現。 以萬利一礦目前在用風機FBDYNo.6.3/2×30為例，采用直徑800mm柔性風筒向工作面供風，為保證工作面需風量300m /min,其最大供風距離為3000米（現場經驗）。

表1 風機技術特征表

表2 風筒技術特征表

（8）風筒漏風無法避免漏風，局部通風機風筒漏風將使局部通風機的有效風量降低，給掘進工作面安全帶來嚴重隱患。造成風筒漏風的因素很多，比如輔助運輸車輛剮蹭、放炮損壞風筒以及錨桿、錨索、幫網等銳器刺破風筒，還有風筒接頭方法不同、風筒的長度不一等均是影響風筒漏風的因素。

（9）受人為因素容易產生循環風。局部通風機的回風流部分或全部再回入同一部局部通風機的進風風流中的現象，稱之為循環風。循環風的危害是推進工作面的乏風反復返回掘進工作面,有毒有害氣體和粉塵的濃度會越來越大,不僅使作業環境越來越惡化,更嚴重的是,由于風流中瓦斯濃度不斷增加,當其進入局部通風機時,極易引起瓦斯爆炸事故。

2 壓風自救系統供風優點

（1）壓風自救系統的空氣壓縮機安裝在地面，直接使用地面新鮮空氣，可以根據地面空氣溫度、濕度情況加設溫度、濕度干涉裝置，有效解決井下溫度不適宜、有毒有害氣體污染、濕度不適宜等環境問題，提高工作面空氣質量，為廣大一線員工提供一個舒適的工作環境。

（2）空氣壓縮機安裝在地面，空間大，產生噪音小，且產生的噪音對煤礦安全生產無影響。

（3）空氣壓縮機電能由地面變電所經電纜輸送，可采用雙回路供電，確保供電穩定，即使發生供電問題，地面搶修速度明顯快于井下。以萬利一礦最遠的局部通風機安設地點42302輔運順槽為例，該地點距離井口9626米，地面接到井下供電故障后立即組織人員前往處理，根據井下車速最快20km/h計算，光路程時間即為29分鐘，而地面同樣距離路程所需時間按100km/h計算只需6分鐘，減少救援時間就意味著事故影響降低，為礦井安全生產提供保障。

（4）成本方面，壓風自救系統為礦井必備的安全避險系統，采用壓風自救系統為掘進工作面供風，可減少重復建設、維護局部通風機、風筒供風系統所有費用。

（5）抗災能力強。1993年7月20日,松藻煤電有限公司發生井下煤與瓦斯突出事故,當時,工作面有5名工作人員在作業。他們迅速撤離到距工作面70m左右的壓風自救裝置處。瓦斯員由于腳殘疾,撤離速度較慢,在距離壓風自救裝置3m處因窒息而跌倒,后被已撤離至壓風自救裝置處的人員拉至壓風自救裝置處,并為其戴上壓風自救面具后獲救,避免了人員傷亡。使他們大難不死的,是壓風自救裝置送來的地面空氣。

（6）鋼質壓風管路不易漏風，解決了供風距離、漏風問題。

3 需解決問題

（1）空氣壓縮機安裝在地面，所處環境四季、陰晴、溫寒變化明顯，為保證向井下工作面提供溫度、濕度適中的空氣，需在地面空氣壓縮機進氣端加設溫度、濕度自動調節裝置，當地面空氣各項參數發生變化時能夠及時啟動自動調節裝置，保證輸入井下控制各項參數穩定。

（2）為有效監測輸入井下及各工作面風量情況，需在空氣壓縮機進氣端、井下主管路、工作風管末端設置風量實時監測裝置及自動調整裝置，工作面施工前按照《作業規程》要求設置該工作面供風管路及風量值，風量監測及調整裝置根據監測到的數據，實時調整工作面風量，保證工作面風量滿足安全生產需要。

（3）井下壓風管路管徑小、風速大，壓風管路末端空氣進入巷道時噪音較大，需加設消音及擴散裝置，降低噪音。

（4）采用壓風自救系統為掘進工作面供風后，為保證礦井安全生產，壓風系統選型必須嚴謹和具有實用性，國家需根據實際情況制定壓風自救系統建設、設備選型、管理等規范，加強對礦井壓風自救系統的監管。

（5）目前礦井掘進工作面風電閉鎖是根據局部通風機運轉情況實現對工作面電源控制，壓風自救系統供風后需對該系統進行升級、改造，利用壓風自救裝置末端監測裝置控制工作面電源，當監測裝置監測到壓風管路末端出風口風量達不到要求或已為零時，立即切斷工作面及其回風流內所有非本質安全型電源，確保礦井安全生產。

4 結論

根據以上論述，將礦井壓風自救裝置與局部通風機供風系統改造、升級為一套系統，不僅升級了井下掘進工作面供風技術，提高了掘進工作面供風系統的穩定性、可靠性及安全性，同時也對壓風自救裝置的可靠性、穩定性進行了提升，為礦井安全生產提供了有效保障，但該兩套系統的整合涉及到的人力、物力、技術方面要求較為苛刻，需由政府或企業牽頭，整合各方面資源，有步驟的開發、研究，解決各個環節上的難點，最終開發出一套實用、可靠地壓風及供風系統。

[1]王德明.礦井通風與安全[M].徐州:中國礦業大學出版社,2009.

[2]張國樞.通風安全學[M].徐州:中國礦業大學出版社,2000.

[3]李崇山.煤礦通風安全技術與管理[M].徐州:中國礦業大學出版社,1995.

[4]于勵民,仵自連.礦山固定設備選型使用手冊(全冊)[M].北京:煤炭工業出版社,2007.