礦井通風安全管理的制約因素分析及預防措施

王 斐

（山西新元煤炭有限責任公司，山西 晉中 045400）

煤礦井下施工過程中，產生大量的易燃易爆粉塵和氣體，若不能及時抽取或聚集在某一區域，后果將不堪設想。隨著人們對安全意識和對通風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任公司31009工作面的通風管理為例，對礦井通風安全管理中的制約因素進行說明，并從實際工作出發提出改善措施。

1 制約井下通風管理的不良因素

1.1 超能力生產

我國煤炭生產量在37億噸以上，為了滿足煤炭供應，許多煤炭生產單位時間緊任務重。山西新元煤炭有限責任公司也會存在開采繁忙期，山西煤礦的煤層具有賦存復雜性，煤礦瓦斯含量都比較高，尤其在新元地區這一特點更為顯著，甚至比其他地區的賦存條件表現更為嚴重。在這種施工環境下再進行超能力生產，通風安全一定會存在重大隱患[1]。

1.2 人員的流失和設備的老化

目前，山西新元煤炭有限責任公司老齡化嚴重，造成技術人員斷層，有經驗的優秀技術管理者面臨退休，年輕的技術人員經驗不足，導致煤礦優秀技術管理人員缺失，其中包括大量的井下通風管理人員。優良的設備是做好通風安全工作的重要條件，但目前許多通風設備已經老化甚至接近報廢期，有些設備已經不能保證礦井下的通風安全。人員的流失和設備的老化都會給井下通風管理工作帶來巨大的困難，導致事故的爆發率大大升高[2]。

1.3 通風安全管理不到位

礦井的通風安全管理不是一成不變的，要隨著礦井生產條件的不同不斷改變管理方法和策略。通風管理是一項復雜而細致的工作，在某一環節出現漏洞將會導致嚴重后果，許多安全事故的發生都是因為通風管理工作不到位產生了管理漏洞而造成的[3]。管理上的疏忽，使巷道密封不嚴，會造成采空區嚴重漏風，大量的瓦斯從中溢出而引發事故。

1.4 未按安全制度施工

該公司不斷加強通風安全的管理力度，下屬單位也都強制制定了對應的通風安全管理制度，但很多單位是為了應付檢查，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情況需要，成為一紙空文。制度的制定沒有明確個人的責任問題，獎懲不分明，在具體的工作中容易產生遺留問題，無人處理，造成的后果非常嚴重的[4]。

2 主要預防措施

山西新元煤炭有限責任公司注重生產安全，針對以上不良因素，在生產中采取了相應的對策措施[5]。（1）要在保證安全的情況下再進行施工作業，絕不犧牲任何安全條件作為代價；（2）加強人員的培訓和設備的保養維修工作，做好安全的基礎工作，將安全隱患消除在初始階段；（3）施工前詳細了解礦井基本情況，繪制完善的圖紙和詳細的工藝流程，嚴格按照圖紙和工藝施工，絕不能產生任何安全遺漏；（4）按照廠內的實際情況制定詳細的安全管理制度，做到獎懲分明，有依有據。

2.1 31009工作面通風方式的確定

31009工作面采用綜采放頂煤開采工藝，采用抽放方法進行瓦斯治理，放煤后極易與上覆采空區塌通，形成漏風通道，導致上覆采空區CO等有害氣體下泄，嚴重威脅工作面正常開采。為此，31009工作面初期采用負壓通風方式，并建立配套的均壓通風設施，以便當CO等有害氣體下泄后能及時啟用均壓通風系統。

2.2 工作面通風系統

31009工作面采用“兩進一回”、“沿空留巷”、“Y”型通風系統方式供風，風量計算如下：

（1）按工作面最多人數驗算

按工作面最多人數配風量計算：每人供風量不小于4m3/min，最多人數按80人。經計算，得Q采=80×4=320m3/min。

（2）按工作面溫度選擇適宜的風速計算

需要風量Q采=60×V采×S采

=60×1.5×15.9=1431m3/min

式中：

V采-工作面通過風速，根據工作面回采溫度，取1.5m/min；

S采-工作面有效斷面，15.9m2；

（3）按炸藥量計算

① 一級煤礦許用炸藥：Q采=25Acfi（m3/min）

② 二、三級煤礦許用炸藥：

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-每千克一級煤礦許用炸藥需風量，m3/min；

10-每千克二、三級煤礦許用炸藥需風量，m3/min。

備注：爆破施工時具體炸藥使用量按照回采工作面爆破施工專項措施執行。

（4）按瓦斯涌出量計算

根據31007工作面回采期間三個月的瓦斯統計情況，平均相對瓦斯涌出量按8.58m3/t，計算出31009工作面平均風排瓦斯涌出量為10.36m3/min，設計日產5500t，則絕對瓦斯涌出量為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-回采工作面回風流瓦斯濃度按0.7%計算需風量；

q采CH4-采煤工作面回風巷風流中日平均風排瓦斯涌出量，m3/min；

K采CH4-采煤工作面瓦斯涌出不均衡系數。

（5）按照膠輪車尾氣稀釋進行驗算（輔助進風）

Q輔助進風順槽=4×n×P×k×1.36

式中：

Q輔助進風順槽-膠輪車尾氣排放稀釋需要的風量，m3/min；

4-每HP每分鐘應供給的最低風量，m3/min；

n-膠輪車的臺數，臺；

P-膠輪車的功率，kW；

k-配風系數。一臺膠輪車的配風系數為1.0，兩臺膠輪車的配風系數為0.75，3臺及3臺以上膠輪車的配風系數為0.5；

1.36-kW與HP（馬力）的換算系數，1kW=1.36HP。

Q膠輪車=4×n×P×k×1.36

=4×2×85×0.75×1.36=693m3/min

（6）工作面回風巷風量計算

Q回風=Q進風+Q輔助進風=2516+693=3209m3/min

式中：

Q回風-工作面總風量，m3/min；

Q進風-進風順槽風量，m3/min；

Q輔助進風-輔助進風順槽風量，m3/min。

（7）按風速進行驗算

回采時工作面進風順槽進風量取2516m3/min，輔助進風順槽取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-回采工作面需要風量，m3/min。

15×S1=15×15.9=238m3/min

300×S2=300×13.5=4050m3/min

根據以上計算，工作面進風順槽進風量為2516m3/min，工作面輔助進風順槽風量為462m3/min，工作面總風量為3209m3/min。

確定31009工作面需風量為3209m3/min。

2.3 通風路線

韓莊進風立井→中條帶西膠帶大巷、中條帶西輔運大巷（南）→南區集中輔運大巷、南區集中膠帶大巷→31009進風巷→31009工作面、31009輔助進風巷→31009回風巷→南區集中回風大巷（西、東）→3#煤十采區回風大巷（北）→中條帶西回風大巷（北）、中條帶西輔運大巷（北）→韓莊回風立井→地面。工作面通風系統詳見圖1。

2.4 效果分析

此次31009工作面施工，先確定通風方式，認真計算風量，繪制工作面通風系統圖紙，嚴格按照通風制度執行，在整個施工過程中保證了絕對安全，順利完成施工任務。

圖1 31009工作面通風系統示意圖

3 結語

山西新元煤炭有限責任公司注重井下通風管理安全，在31009工作面施工過程中，對通風方式和瓦斯抽放等基礎工作進行確認，對風量的需求進行詳細計算，對通風的實施構筑進行系統設計并繪制通風系統示意圖，在保證絕對安全的情況下，順利完成了施工任務。