淺談煤礦深井開采通風要點

劉全生

（四川省廣元市生產安全應急救援支隊，四川廣元 628017）

淺談煤礦深井開采通風要點

劉全生

（四川省廣元市生產安全應急救援支隊，四川廣元 628017）

隨著時間推移，淺層煤炭資源逐漸枯竭，大部分煤礦陸續進入深度開采。眾所周知，煤礦災害事故的嚴重性與煤礦開采深度有著重要關聯，要減輕煤礦深度開采帶來的危害和有效控制煤礦災害事故，做好深井通風工作就顯得尤為重要。

深井開采；降阻；防漏；降溫；排出有毒有害氣體

1 深井開采概念

查閱資料顯示，南非、加拿大等礦業發達國家，礦井深度達到800～1 000m時稱為深井開采。德國將埋深超過800～1 000 m的礦井稱為深井，而將埋深超過1 200m的礦井開采稱為超深井開采；日本則把深井的“臨界深度”界定為600m，而英國和波蘭則將其界定為750m。考慮我國當前礦山開采的客觀實際，并結合未來的發展趨勢，大多數專家認為，我國的深井開采深度可界定為：金屬礦山1 000～2 000m，煤礦800～1 500m。

2 盡可能降低煤礦通風阻力

2.1盡量避免局部阻力

局部阻力是指由于巷道斷面突然擴大或縮小、急轉彎或巷道有物體阻礙等因素，使風流速度和方向突然變化造成劇烈的沖擊渦流現象而產生的額外阻力。要避免局部阻力，必須做好礦井初步設計工作（巷道布局），提高礦井建設施工標準和質量，加強對建成后礦井的通風管理工作。《初步設計》中礦井巷道斷面盡可能按規定最大化，盡量減少彎道，增大轉彎角度，杜絕轉急彎；建設施工掘進巷道時采用光面爆破，盡量保持巷道斷面大小一致，杜絕忽大忽小；礦井建成投產后，要盡量避免長時間在主要通風巷道中存放體積、斷面較大的物體，以防增大礦井通風阻力，影響通風暢通性。

2.2減小摩擦阻力

摩擦阻力是指風流沿井巷或管道流動時，由于空氣與井巷間的摩擦以及空氣分子間的相互摩擦而產生阻礙風流的力。摩擦阻力在礦井通風阻力中約占80%-90%，因此解決好摩擦阻力對礦井通風工作至關重要，減小礦井摩擦阻力應主要做好以下工作。①盡可能增強礦井巷道光滑度。采用光面爆破技術掘進巖石巷道，使巷道成形盡量標準化，采用噴漿等方式降低巷道凹凸面的深度；②采用阻力系數小的支護方式，盡可能使巷道壁面光滑；③按設計盡量擴大巷道斷面，以減小通風阻力；④調配適度的風量，避免巷道風量過大。

3 減少通風設施，降低漏風率

礦井漏風是指礦井部分風流未按照預定路線進行流動，通過巖層裂隙、采空區、通風設施等流動到其他非預定區域。通常情況下，礦井通風設施、采空區密閉、巖層裂隙等都有可能造成礦井漏風，其中通風設施繁多為主要因素。礦井漏風的危害較大，它會減少作業點的有效風量，造成有害氣體積聚，粉塵堆積，氣溫升高，形成不良的礦井氣候；還會破壞通風系統的穩定性，使用風地點的風量不可靠；適量的漏風量長期經過采空區時，當氧氣、溫度達到一定程度時還會造成煤炭自然發火，給煤礦安全生產造成巨大危害；其次，大量漏風還會增加礦井主要通風機的運行負荷，造成無形的負擔。由于礦井的通風設施容易受到損壞或人為的開啟、關閉等，從而造成風流不穩定。因此，通常情況下礦井內的通風設施越多，漏風率就越大，礦井通風穩定性也就越差。作為深井開采，更應該注意在早期的設計中盡量避免或減少通風設施，減小礦井漏風率，增強礦井通風的穩定性。

4 保持適宜的礦井溫度

科學研究發現，25℃的環境溫度最適宜人類生活。在這個溫度下，人體沒有冷熱感，身體內的毛細血管舒張平衡，感覺非常舒適。夏季，人體最適宜的溫度比25℃稍高，是26～28℃。當氣溫上升超過32℃后，人體就會開始發熱，致使情緒產生波動。

為確保煤礦從業人員安全高效地開展煤炭采掘及其他相關工作，《煤礦安全規程》第102條對礦井溫度也有明確規定，要求進風井口以下的空氣溫度（干球溫度）必須在2℃以上。生產礦井采掘工作面空氣溫度不得超過26℃，機電設備硐室的空氣溫度不得超過30℃；當空氣溫度超過時，必須縮短超溫地點工作人員的工作時間，并給予高溫保健待遇。采掘工作面的空氣溫度超過30℃、機電設備硐室的空氣溫度超過34℃時，必須停止作業。新建、改擴建礦井設計時，必須進行礦井風溫預測計算，超溫地點必須有制冷降溫設施。

4.1礦井高溫的主要來源

隨著煤礦開采深度的增加和機械化程度的不斷提高，高溫礦井數量不斷增加，礦井熱害十分突出。據科學調研和行業統計發現，礦井熱源主要來源于以下幾個方面：

4.1.1地表大氣產生的溫度

煤礦井下的風流是由安裝在地面的主要通風機，強行將在地表大氣壓入煤礦井內而產生的風流。因此，礦井內空氣溫度的高低，濕度的大小都與地表大氣的溫度、濕度有一定的聯系，尤其對淺井，影響更為顯著。地表大氣溫度的日變化對礦井溫度的變化影響不大，但如果地表大氣溫度發生持續數日的日變化時，就會對礦井溫度有所影響。研究表明，在給定風量的條件下，無論是日變化還是季節性變化，氣候參量的變化率均和其流經的井巷距離成正比，和井巷的截面積成反比。

4.1.2流體壓縮產生的溫度

礦井深度的變化，使空氣受到的壓力狀態也隨之而改變。當風流沿井巷流動時，空氣的壓力值增大或減小。空氣的壓縮會放熱，從而使礦井溫度升高。

（3）煤巖層中產生的溫度

煤巖層中產生的熱源主要來源于兩個方面。一是煤巖層深處所產生的熱源；二是地下水所產生的熱源。通常情況下，井下煤巖層和地下水的溫度會隨著與地表距離的增加而增高，煤巖層熱源通過熱傳導方式將熱量傳給巷道壁，地下水通過煤巖層裂隙流入井巷而將其熱量帶入。

（4）機電設備產生的溫度

近年來，煤礦開采隨著機械化程度的不斷提高，井下機電設備越來越多，由機電設備產生的熱量也越來越大。例如局部通風機，綜采設備、掘進機、耙巖機、電機車、液壓泵、水泵、電纜、壓風管、絞車、照明設備等都會產生不同的熱量。

4.2礦井高溫對人體的危害

隨著煤礦開采深度的增加，礦井深部的溫度也會逐漸升高。從業人員如果長期處在高溫條件下工作，人體會大量出汗，排出氯化鈉、水溶性維生素、礦物鹽等，正常的水鹽代謝被破壞，從而可能導致人體出現熱痙攣，發生中暑、昏倒、嘔吐等疾病。當人體某些機能出現故障后，就會導致意識下降，行動遲緩，增大了事故發生率。相反，如果能很好地利用礦井通風帶走部分礦井熱量，降低礦井溫度，給從業人員營造一個良好的工作環境，就會大大地減少事故發生率，保障從業人員的生命安全，提高工作效率。目前礦井降溫方法較多，有通風降溫、隔熱疏導降溫、人工制冷降溫（空調降溫、板冰降溫）、個體防護降溫等，但最經濟實用的還數通風降溫。但如果能將通風降溫與人工制冷降溫等其他方法相互配合使用，相信一定會取得更好的效果。

5 確保完成通風任務

煤礦通風任務就是向井下各工作場所連續不斷地輸送適量的新鮮空氣用以沖淡并排出從井下煤巖層中涌出的有毒有害氣體，創造良好的生產環境，保障井下作業人員身體健康和生命安全；防止有毒有害氣體積聚，發生爆炸、窒息、中毒等一系列安全事故。作為煤礦深井開采通風，最基本必須要做到一通一適兩防。

5.1一通一適

一通就是要保證井下所有巷道及作業場所回風暢通，確保有毒有害氣體順利排出；一適就是要確保井下所有巷道及作業場所調配的風量要適度，嚴禁無風作業、微風作業等現象發生。

5.2兩防

一是防止局部通風機拉循環風。循環風是指局部通風機的回風風流部分或全部再次進入同一臺局部通風機的進風風流。二是防止井下各用風點有毒有害氣體積聚。井下用風點回風不暢、風量微弱或無風作業，均無法將有毒有害氣體排出，都有可能造成有毒有害氣體積聚。出現以上兩現象，當有毒有害達到一定濃度后均有可能發生爆炸、燃燒、中毒窒息等安全事故。輕者造成人員傷亡，重者摧毀整個礦井。

[1] 倪景峰，劉劍，賈進章.礦井通風系統可視化程序設計原理[J].遼寧工程技術大學學報.2003，（04）：527-529.

Coal Mine Ventilation Points Deep Mining

Liu Quan-sheng

Over time，the gradual depletion of shallow coal resources，most of the coal mines have moved into deep mining.As we all know，the seriousness of the coal mine disasters Coal mining depth has an important relevance，depth of mining coal mines to reduce the harm and effective control of coal mine disasters，deep well ventilated work is particularly important.

deep mining；drop resistance；leakage；cooling；discharge toxic gases

TD727

A

1003-6490（2016）01-0080-02

2016-01-22

劉全生（1975—），男，四川廣元人，工程師，主要從事礦山救援工作。