煤礦井下通風瓦斯防治措施探討

李向前

摘 要：煤炭在我國的能源中占據著至關重要的地位，但井下煤炭開采過程中經常會因為瓦斯和通風出現問題甚至是事故，嚴重威脅著地下開采工作人員的生命安全，也影響著我國煤炭行業和能源行業的穩定發展。在煤礦井下開采過程中，做好瓦斯濃度監測，重視煤礦巷道通風通暢，對于減少瓦斯事故具有重要作用。

關鍵詞：煤礦;井下通風;瓦斯

中圖分類號：TD712 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）06-0170-02

0 引言

在煤炭地下開采方式中，礦井中的瓦斯濃度是開采安全的重要指標，要保證工作人員的安全，必須時刻監測巷道瓦斯濃度，做好巷道通風工作，才能減少瓦斯爆炸的發生，減少人員傷亡，確保對煤礦整個結構的有效建設。

1 煤礦井下瓦斯的危害和影響因素

1.1 發生瓦斯爆炸的原因和影響因素

瓦斯爆炸通常需要具備三個條件，瓦斯濃度處在爆炸范圍內，具備最低點燃能量或最低點的溫度，空氣中的氧氣濃度不低于12%。在這三種情況下，瓦斯具有極高的爆炸風險。只有瓦斯濃度達到爆炸界限時，才有可能出現爆炸情況，在空氣里瓦斯濃度爆炸界限為6%至15%，低于該濃度的不會出現爆炸問題。在達到一定濃度并且周圍環境到達最低點燃能量或溫度的，極易造成瓦斯爆炸，瓦斯與空氣混合后的最低點燃溫度，可以由井下的電弧明火、煤炭自燃等形成。在井下生產期間，氧氣濃度超過12%的情況時刻存在。

1.2 瓦斯的危害

煤炭瓦斯井下發生爆炸的會對煤礦員工的生命安全和煤礦財產產生極重大的危害。首先是高溫危害，瓦斯爆炸瞬間的溫度會達到將近2000℃，在密閉空間中會超過2000℃，爆炸引發的沖擊波會對人體進行造成極大的傷害，所有的可燃物都會被點燃。在爆炸的瞬間，空間內的溫度會急劇提升，空氣的壓力會急劇變大，傳播速度超過音速，很容易導致巷道倒塌，人員傷亡[1]。瓦斯一旦發生爆炸，就會產生大量的有毒有害氣體，嚴重影響到井下操作人員的生還率。瓦斯濃度過高會造成工作人員窒息甚至死亡，瓦斯的爆炸會摧毀巷道。

2 煤礦井下瓦斯的通風處理措施

要控制井下瓦斯，最主要的應用方法是進行巷道通風處理。結合井下的通風基礎設施，實現對瓦斯的有效防控，將瓦斯濃度控制在爆炸范圍之下，并依照相關的防護措施，實現系統安全防護監管。

2.1 通風系統巷道布置

在進行巷道布置過程中，要結合煤礦的基本結構，利用混凝土封閉巷道和周圍結構，完成對煤層基礎設施的保護，是通風風速始終處于一個穩定的范圍內。要滿足基本的作業生產安全要求，就要使用專用的通風巷道，滿足內部的通風需求，在巷道布置過程中要結合巷道內實際情況，實現對瓦斯濃度的控制，有效管理巷道瓦斯基礎設施。在瓦斯聚集的地帶可以設置風障，設置專門排放瓦斯的巷道[2]。

2.2 局部瓦斯處理

要滿足生產需求，一般需要在通風巷道的局部進行瓦斯處理，控制局部風壓，依照儀器檢測標注分析瓦斯的分布情況，通過工作面的瓦斯防控處理，確保對通風基礎管理層面的安全防護，在密閉墻內的瓦斯治理過程中，完成對封閉墻體部分的瓦斯抽放，依照現有的執行力度，控制瓦斯濃度，采煤作業面的采煤機附近積聚的瓦斯可以結合瓦斯抽放的主體工作，依照整體的通風完成對工作面的有效處理，完善瓦斯涌出量的嚴密監督體系。瓦斯涌出量過大，通風受阻時，可以因地制宜抽放瓦斯，設法降低瓦斯濃度。

2.3 瓦斯預抽處理措施

瓦斯主要積聚于工作面的上隅角和采空區內，采煤工作面非常容易積聚高濃度的瓦斯。風口將高濃度的瓦斯帶出工作面出口，氣流轉彎致使上層聚集形成渦流，瓦斯不容易被風帶走，容易產生瓦斯聚集，采空區一般不通風，內部會有少量的瓦斯，隨著內部溫度的升高，煤中的揮發以及瓦斯進入空氣中，極易導致瓦斯聚集[3]。巷道內的通風必須采用機械通風，每一條巷道都要保持足夠的風速和風量，采煤工作面必須保證通風，避免形成串聯通風，要注意整個礦井的生產體系和通風系統相匹配，形成完善的通風系統，定期進行瓦斯抽放工作，不定期檢查瓦斯濃度和通風狀況，設置瓦斯檢查員，按照規定檢查并做好記錄，發現問題要及時上報處理，視情況決定是否撤出（圖1所示）。加強對局部通風機的管理，保證通風通暢，定期對通風設備進行檢修，避免因為停電、停工而造成的瓦斯積聚現象。井下設備不得帶電維修，電氣設備不得隨意搬遷，要做好過電流和漏電保護工作，安裝密封圈和擋板，井下設備要符合相關要求，保證清潔整齊，安裝防護裝置和絕緣用具[4]。

2.4 保證通風

有效的通風是防止瓦斯聚積的最有效方式，在瓦斯濃度較高的礦井內一定要保證穩定的通風，保證巷道內有足夠的風速和風量，避免形成死循環，局部通風機盡量靠近工作面，爆破工作時通風設備絕對不能中斷工作，瓦斯聚積的地方要提高風量。加強宣傳，提高員工的防火意識，防止放炮火源、電器火源，防止摩擦和靜電起火，堅決防止明火。要防止摩擦發熱產生火花，可以在容易摩擦發熱的部件上安裝過熱保護裝置以及溫度檢測報警斷電裝置，在工作中使用難以引起火花的合金工具，采煤機要避免切割到煤層中的硫化鐵層[5]。合金熔化后，必須立即進行更換。在礦井工作前要對工作人員進行嚴格的檢測，嚴禁攜帶煙草和明火物品進入，在瓦斯積聚范圍內不能出現明火，不能使用燈泡，礦燈要保證完好，禁止隨意拆開，井下不得從事電焊、氣焊、焊接等工作，在進口處進行電焊焊接工作的，要必須符合相關安全技術措施，采空區要及時封閉，封閉設施必須符合工程質量要求，嚴格地下火源管理。

2.5 瓦斯爆炸的預防措施

瓦斯爆炸的預防手段，首要的是要控制瓦斯濃度。嚴格控制瓦斯濃度，要使其處在爆炸范圍濃度之下，由于瓦斯爆炸反應產生的熱量不能及時散發出去，會使溫度越來越高，高溫又會釋放出更多的熱量，最終會導致瓦斯爆炸的進一步蔓延，因此要預防瓦斯爆炸，應該做到在礦井和巷道中建立完善、穩定、可靠的通風系統，保證井下風量充足，加強對井下瓦斯濃度的監測預警工作，嚴格監控井下瓦斯濃度，防止瓦斯積聚。嚴格管理地下爆破工作，堅決執行監督和檢查機制，根據相關規章制度的要求，未經防爆性能檢查，堅決不能下井，在使用過程中要注意電火花的產生，避免機械設備等等產生撞擊摩擦等等引燃瓦斯。運輸巷和回風巷中要撒布巖粉，來減少摩擦生火的可能，在巷道采用各種被動式防爆技術和自動防爆技術，防止瓦斯爆炸范圍擴大，加強礦區管理，防止火災導致的瓦斯和粉塵爆炸（圖2所示）。在井下爆破作業中必須使用獲得許可的炸藥和電雷管，爆破程序必須要符合相關的規定，嚴格按照步驟進行，嚴禁采用明火爆破，嚴格禁止爆破產生的火花和明火[6]。

2.6 防止瓦斯事故擴大

礦井通風系統要做到盡量簡單方便，采空區要及時密閉，回風巷應設正反方向兩道風門，避免瓦斯爆炸導致風流短路。要避免災害的進一步擴大，控制瓦斯爆炸影響范圍，就要做到各區段及回風巷道保持通風系統獨立，各采區分區通風，設置必要的防風裝置，定期巡視，及時解決設備故障，保證反風系統的正常使用。出風口要設置防爆門，防止井下發生爆炸時風機受損，在礦口采區主要巷道和相鄰的巷道要設置防爆水泵，發生爆炸時起到阻隔爆炸沖擊波的作用。礦工下井前必須按照規定正確佩戴安全設施，及時進行自救互救，礦山也要安排專門人員定期抽查，確保安全生產。

3 結語

煤礦井下瓦斯爆炸事故是煤礦開采過程中的重大事故之一，對工作人員的生命財產安全造成了重大威脅，同時也對礦井企業造成重大經濟損失，破壞礦井巷道和通風系統。要預防瓦斯爆炸，可以從通風方面著手，降低井下瓦斯濃度，通過嚴格的制度管理，防止井下出現明火和火花，限制瓦斯爆炸的條件，從而減少瓦斯保障事故發生的概率。

參考文獻

[1] 張坤，王輝.煤礦通風安全管理中存在的問題及改善措施分析[J].環球市場，2017（2）：258.

[2] 王振宇.煤礦井下通風及瓦斯防治研究[J].機械管理開發，2016（10）：141-142.

[3] 郎晉偉.基于瓦斯的煤礦通風安全問題與防范對策研究[J].能源與節能，2016（1）：31-32.

[4] 聶榮軍，喬之.基于瓦斯的煤礦通風安全問題與防范對策研究[J].內蒙古煤炭經濟，2016（10）：75-76.

[5] 王振國.礦井通風與瓦斯治理措施探究[J].山東工業技術，2018（10）：72.

[6] 安剛剛.煤礦安全通風管理及通風事故的預防措施研究[J].機械管理開發，2016（9）：160-161.