礦井采掘工程通風安全技術體系研究

＊王海青

（內蒙古同煤鄂爾多斯礦業投資有限公司 內蒙古 017000）

引言

礦井采掘工程施工既涉及地下環境的不確定性，也面臨著有毒有害氣體、坍塌、火災等多種潛在威脅[1]。在這個背景下，通風技術和安全管理成為確保工人健康和生命安全的關鍵因素。通風技術不僅能維持礦井內空氣的流通，還有助于稀釋有害氣體、控制溫度和濕度，從而創造一個相對安全的工作環境。然而，單靠通風技術難以避免所有的風險。因此，加強礦井采掘工程施工中通風安全技術，科學的安全管理措施十分重要。風險評估、培訓和教育、安全裝備的配備，氣體監測和應急響應系統的建立，管理監督和責任追究的強化，這些都可以在不同層面上為工人提供安全保障。

1.礦井采掘工程的重要性

(1)資源供應和經濟貢獻

礦井采掘工程是獲取地下資源的關鍵方式，如煤炭、金屬礦石、石油、天然氣等，在現代社會的工業、能源生產和基礎設施建設中發揮著不可替代的作用。煤炭、石油和天然氣等礦產資源是主要的能源來源，用于發電、加熱、燃料等，這些資源的采掘可以保證電力供應、工業生產和家庭供暖等基本需求，維持社會的正常運轉。同時，礦井采掘工程創造大量的就業機會，包括采礦、設備維護、管理等各個領域，采礦業的發展也帶動了相關產業的興起，促進了當地經濟的增長。

(2)基礎設施建設和科技創新

礦井采掘工程的施工涉及多個領域的基礎設施建設和科技創新，為社會和工業的發展提供重要支持。為了進行礦井采掘，需要建設通風系統、排水系統、采礦設備等復雜的基礎設施，設施不僅支持礦井的正常運營，還為其他行業和社會基礎設施的建設提供寶貴經驗和技術支持。礦井采掘過程中需要應用先進的技術，如地質勘探、探測儀器、通風系統優化等，促進科技的創新發展，尤其在地質學、地下工程、自動化等領域[2]。然而，隨之而來的環境影響、安全挑戰等問題也需要得到充分重視和管理，以實現可持續發展并保證人員安全。

2.礦井采掘工程施工中的通風技術

礦井采掘工程施工中的通風技術是確保礦井工作環境安全的重要手段。通風技術的目的是排除礦井中的有害氣體、提供充足的新鮮空氣，并控制礦井的溫度、濕度等環境因素，以保障礦工的安全和健康。

風井通風：通過在礦井中開鑿垂直風井，在礦井中選擇合適的位置，使用鉆孔或其他爆破工具進行開鑿，形成垂直的風井。風井通常位于礦井的最高點，便于通風氣流的自然流動。利用自然對流原理，使新鮮空氣自上向下流入礦井，有害氣體沿著傾斜巷道或井筒排出。風井通風適用于小型礦井和較低的開采深度。

強制通風：通過風機或風機組提供強制風流，控制礦井中的氣流走向和通量。通過多臺風機或風機組并聯運行，共同提供強制風流。并聯通風可以增加通風系統的風量和壓力，確保礦井中充足的空氣供應。強制通風技術適用于深部礦井和大型開采工程。常見的強制風流方式有并聯通風、逆止設備等。

高壓風機通風：利用高壓風機產生高風速風流，強制排除礦井中的有害氣體，并為礦工提供充足的新鮮空氣。

分支通風：將礦井劃分為若干區塊，為每個區塊配備相應的通風設備，包括風機、風門、調節閥等。通風設備可根據區塊的大小和通風需求進行選擇和配置，確保每個區塊有足夠的通風風量和壓力，獨立供風和排風，以實現對每個區塊的有害氣體控制和新鮮空氣供應。

微風通風：通過設置小型風機或氣流發生器，可以增加礦井中空氣的流動性，幫助清除積聚的有害氣體和塵埃，并確保工作環境的安全和健康。然而，在設置設備之前，需要對礦井的通風系統和相關設備進行評估和合理規劃，以確保其有效性和安全性。

增壓采煤：在煤礦開采過程中，采用增壓風流技術，將新鮮空氣注入煤層裂隙中，增加排放有害氣體的能力，改善工作條件。

棚架風機通風：通過在井下設置棚架風機，將風流引入到巷道和工作面中，以提供充足的新鮮空氣并排除有害氣體。

3.礦井采掘工程通風技術體系構建

(1)風險評估和預防措施

在工程開始之前，進行全面的風險評估，識別可能的危險因素，包括但不限于地質條件、有害氣體、火災、坍塌、設備故障等，評估各種危險因素發生的可能性和影響程度，將風險分級，以便制定相應的措施[3]。如在煤礦采掘作業過程中，巖石和煤層中不斷產生有毒有害氣體，這些有害氣體必須及時稀釋或者排出，如不能合理有效地處理礦井中的有害氣體，就會導致空氣中有毒有害氣體大量聚集，嚴重影響空氣質量，甚至引發事故。在采掘前設立安全警戒線，限制未經培訓和授權的人員進入危險區域，防止意外發生。配備應急救援設備，如逃生裝置、應急通信設備等，確保工人在突發情況下能夠安全撤離。在作業區域設置明顯的安全標識，包括警示標志、逃生路線指示等，幫助工人了解安全狀況。風險評估和預防措施是礦井采掘工程安全管理的基礎。通過充分了解可能的風險因素，制定科學的預防措施，可以最大程度地減少事故的發生，保障工人的生命和健康。然而，安全管理不是一次性的行為，還需要不斷地監測和調整，確保施工過程中始終保持高水平的安全標準。

(2)健全通風系統及提高通風安全管理

通風系統可以準確分析回收的氣體，并確定灰塵、有毒氣體、一氧化碳氣體和其他物質的含量是否符合標準。開采前，必須仔細核實地質資料，合理布置通風系統。主風機負責引入新鮮空氣，同時通過負壓將污染氣體排出礦井,主風機的容量和運行模式需要根據礦井的深度、規模和采掘工藝進行設計。通風巷道是空氣流動的通道，需要布置合理，以確保空氣在礦井內均勻流動，并將有害氣體帶出,巷道的布置應考慮礦井結構、采掘進度等因素。這些裝置用于調節通風系統中的氣流分配，以確保各個工作區域的通風量符合要求，避免氣流死角。通風系統中應配備氣體監測儀器，用于實時監測礦井內各種氣體的濃度，包括灰塵、有毒氣體、一氧化碳等，這些數據有助于及時發現異常情況并采取應對措施。同時，需要根據地質、環境等因素，及時調整通風系統的參數。為了防止通風系統因停電或故障而中斷，應使用備用電源，通風系統還應配備第二個應急系統，以避免意外需求。如果檢測到地下空氣中有過量有害氣體，井下作業人員應立即安全撤離，等待警報完全解除，方可恢復正常作業。

通風安全管理是動態的。煤礦的工作經常會發生變化，不確定性無法完全預測。因此，對于具體工作，有必要及時收集和處理信息，分析生產環境中的不安全因素，不斷豐富和完善安全措施和管理制度，達到通風安全管理的目的。

(3)培訓和教育

在礦井采掘工程施工中，培訓和教育是確保工人了解安全規程、掌握應急處理措施，并具備應對危險情況的能力的關鍵環節。第一，要制定全面的培訓計劃，覆蓋不同工種和層級的工人，包括礦工、技術人員、管理人員等。根據工人的崗位需求，設計不同層次的培訓內容，確保培訓具有針對性和實用性。第二，介紹礦井采掘工程的安全規程，如入井、出井程序、作業規范等，讓工人明確自己的權責，教授正確的操作技巧，包括如何正確使用工具、設備，如何進行巖層支護等。第三，詳細介紹可能存在的有害氣體種類、特征，以及對人體的危害，教育工人如何正確佩戴氣體檢測儀器，如何根據檢測結果采取緊急撤離和處理措施。第四，演示如何正確使用滅火器、應急逃生裝置等防火和逃生設備，模擬火災、坍塌等緊急情況，進行演練，讓工人熟悉應對程序。通過全面的培訓和教育，讓工人深入了解礦井采掘工程的風險和安全要求，提高他們的安全意識和應對能力，不僅有助于減少事故的發生，還能提高工人的工作效率和自我保護能力。

(4)安全裝備和個人防護

提供適當的安全裝備和個人防護是保障工人安全的重要舉措。第一，安全裝備的選擇和準備。根據礦井特點和風險評估結果，選擇合適的安全裝備，如安全帽、防護眼鏡、防護鞋等，保證安全裝備的質量和性能符合國家標準，確保其在實際使用中能夠發揮有效作用。第二，氣體監測儀器。提供氣體檢測儀器，如多氣體檢測儀，以便工人隨時監測礦井內的氣體濃度，培訓工人正確佩戴和使用氣體監測儀器，以及如何根據檢測結果采取相應的安全措施。第三，逃生裝備和應急通信。配備逃生裝備，如避難包、呼吸器等，以備工人在突發事故時能夠安全撤離，提供應急通信設備，確保工人在礦井內能夠與外界保持聯系，報告緊急情況。第四，防火設備和急救工具。配備防火設備，如滅火器、防火毯等，供工人在火災發生時快速控制火源，提供急救工具，如急救箱、止血帶等，為工人提供緊急醫療救助。通過提供合適的安全裝備和個人防護，可以大幅減少工人在施工過程中受到傷害的風險。然而，重要的是確保工人正確使用這些裝備，并時刻保持警惕和自我保護的意識。同時，定期地檢查、維護，能夠確保安全裝備和個人防護設備始終處于最佳狀態，為工人提供全面的安全保障。

(5)氣體監測和報警系統

在礦井采掘工程施工中，氣體監測和報警系統是確保工人在礦井內安全工作的關鍵要素。礦井內可能存在有害氣體，如甲烷、硫化氫等，這些氣體對工人的健康和安全構成嚴重威脅，氣體監測旨在實時監測礦井內的氣體濃度，及早發現超過安全限值的情況，采取措施保障工人的安全[4]。使用多氣體監測儀器，能夠同時檢測多種有害氣體的濃度，這些監測儀器通常具有高精度的傳感器，能夠快速準確地測量氣體濃度。同時，在礦井內設置多個氣體監測點，涵蓋可能產生有害氣體的區域，監測點的位置應根據風流分布、可能泄漏氣體的地點等因素進行合理設置。監測儀器能夠實時監測氣體濃度，將數據傳輸到中控室或監測中心，通過數據傳輸，監測人員可以隨時監視礦井內的氣體情況，以便及時做出決策。通過設定氣體濃度的安全限值，一旦檢測到氣體濃度超過安全限值，系統將觸發警報，警報信號可以是聲音、光線或震動等，用于提醒工人采取應急措施，如緊急撤離。通過氣體監測和報警系統，工人和管理人員能夠實時了解礦井內的氣體狀況，及時采取措施，保障工人在礦井內的安全,為工人提供重要的保護，提高工人在應對突發情況時的應急能力。

(6)管理監督和責任追究

首先，要成立專門的安全管理團隊，由經驗豐富的專業人員組成，負責監督和執行安全管理措施，定期進行安全巡視，檢查礦井采掘現場的安全情況，確保各項安全措施得到落實。一旦發生事故，及時啟動調查程序，分析事故原因和責任，從事故中吸取教訓，提出改進意見，避免類似事故再次發生。建立嚴格的責任追究制度，對于安全管理不力、違規操作等行為進行嚴肅處理，對涉及安全責任的人員進行追責，確保安全責任人員無法逃避法律和道德的追究。通過管理監督和責任追究，可以確保安全管理措施得到切實執行，防范潛在的風險和事故[5]。

4.結束語

總之，通風技術和安全管理在礦井采掘工程施工中起著不可替代的作用。通過分析，深刻認識到通風技術在維持礦井內良好空氣環境、稀釋有害氣體、保障工人安全方面的關鍵作用，同時，安全管理措施的合理實施能夠最大程度地減少潛在的事故風險，提高工人的安全意識和應急處理能力。然而，礦井采掘工程施工的復雜性和危險性，需要持續不斷地進行技術創新、培訓和管理改進，只有通過科學合理的通風設計和全面有效的安全管理，才能夠確保工人在礦井內的健康和生命安全。