煤礦井下通風及瓦斯防治研究

張 坤 王 輝

皖北煤電集團恒源股份任樓煤礦

煤礦井下通風及瓦斯防治研究

張 坤 王 輝

皖北煤電集團恒源股份任樓煤礦

煤礦井下通風及瓦斯防治效果的增強及相關技術措施的實施，有利于降低瓦斯爆炸事故發生的幾率，實現煤礦企業井下安全生產的發展目標。在通風系統設置及瓦斯防治措施制定的過程中，技術人員應結合煤礦井下的實際概況，優化通風系統的服務功能，增強各種防治措施制定的合理性，為井下作業計劃的順利實施打下堅實的基礎。文中從多個方面對煤礦井下通風及瓦斯防治進行了深入地研究，為煤礦生產目標的實現帶來了重要的保障作用。

煤礦；井下通風；瓦斯防治

1 瓦斯爆炸的因素及危害

1.1 瓦斯爆炸的因素

瓦斯爆炸需要滿足三個條件：a)瓦斯濃度要滿足一定量。通常在一定條件下，只有瓦斯濃度達到臨界值時才會發生爆炸。正常情況下，爆炸的瓦斯臨界值是6%～15%左右。只要保持瓦斯濃度在這一臨界濃度以下，爆炸事故就不會發生。但是爆炸的臨界點并不是一成不變的，往往會受到較多環境因素影響；b)溫度達到最低燃燒點。最低燃燒點與環境因素密切相關，通常巖石中的電壓﹑火力大小都會影響瓦斯的最低燃燒點。通常瓦斯的最低燃燒點在650℃左右。礦井內部的摩擦﹑自燃等現象都可能使井下溫度達到這一臨界值，導致瓦斯爆炸；c)空氣中O2的濃度。正常情況下，新鮮空氣中的O2濃度在12%左右，該O2濃度足以支持瓦斯燃燒，因而這一燃燒條件是最難避免的。

1.2 瓦斯爆炸的危害

瓦斯爆炸后產生的危害主要有：a)高溫危害。瓦斯爆炸會產生大量熱量，尤其是在瓦斯爆炸瞬間，其溫度可達到186℃。隨著氣壓升高，瓦斯爆炸的溫度還會進一步升高，最高時可達260℃；b)瓦斯爆炸形成的沖擊波危害。瓦斯爆炸時，周圍空氣會急劇膨脹，形成強大的沖擊波。沖擊波會給周圍物體帶來巨大沖力，對周圍物體和施工人員造成嚴重傷害。大量數據表明，瓦斯爆炸時產生的沖擊力最大時可達2MPa，并隨著沖擊波產生極大的超音波，進一步增加沖擊力和破壞力；c)瓦斯爆炸時還會產生大量的有毒氣體，不僅污染周圍環境，還會對作業人員的身體健康產生影響。瓦斯爆炸時產生的氣體主要有CO﹑CO2等，這些氣體會抑制人體對O2的吸收，造成人體呼吸不暢。據統計，瓦斯爆炸時造成人員死亡的主要原因是CO抑制人體的自主呼吸。

2 煤礦井下瓦斯爆炸的有效防治措施

2.1 保持工作面通風量充足

1)對于瓦斯濃度較大或穩定性較低的部分需要著重通風，對于瓦斯濃度較低的部分可適量減少通風量。2)通風時必須使用正確的通風器械。使用通風器械時必須依照相應的使用章程，以確保器械處于良好的運行狀態，并延長器械使用壽命。在礦井內部設置充足的回風巷道，以保證礦井的每一個區域都可以良好通風。3)構建可靠的通風系統。當瓦斯濃度超過正常值時要及時通風。礦井內部結構不穩定的部分需要著重加固，防止采礦過程中發生瓦斯大量泄露。在使用風機之前必須全面檢查風機狀態，防止風機在運行過程中產生故障。

2.2 嚴格遵守瓦斯安全相關規定

國家對于煤礦井下安全施工制定了較為完善的瓦斯安全章程，為礦井內瓦斯爆炸的有效預防帶來了重要的指導作用。在具體作業計劃實施的過程中，作業人員應嚴格遵守相關規定，在提高施工質量的同時合理地設置相關的防治措施，避免計劃實施中出現瓦斯爆炸。對危險性較大的區域必須有專門監管人員實時監控，加強對瓦斯濃度的有效控制。

2.3 構建功能完善的瓦斯監控系統

瓦斯監控系統可以與瓦斯通風系統相結合，通過瓦斯監控系統，實時檢測礦井內部的瓦斯濃度，當檢測數據出現異常時，通過通風系統對礦井內部進行通風，及時降低礦井內瓦斯濃度。建立瓦斯濃度的監控系統需要在礦井下設置瓦斯濃度傳感器，將各個感應系統相連接，建立起完善的控制系統。完善的瓦斯監控系統既保證了工作人員的生命安全，同時也使礦井開采工作能夠始終在穩定狀態下開展，為煤礦開采企業的穩定發展提供可靠地保障。瓦斯監控系統的構建，可以對煤礦井下瓦斯濃度的變化進行實時地控制，最大限度地降低了瓦斯爆炸事故發生的幾率。

3 瓦斯礦井通風技術要點

礦井通風管理的要點如下：查看礦井的進出風情況，是否至少有一個進風井和一個回風井；要經常檢查礦井的風機運行轉態，查看工況點是否正常；在礦井無單獨的通風系統時，應對和其他礦井通風系統相聯接的地方進行檢查；查看礦井的通風量是否滿足礦井生產的需要；檢查是否存在角聯巷道，若存在應采取避免風流反向的有效措施或安全措施；檢查風速情況，查看巷道中是否出現風流不穩定﹑無風﹑微風的情況；查看通風系統網絡，看是否存在串聯通風的情況；要定時測定礦井的通風阻力，檢查通風構筑物設置和質量是否符合有關規定。

對于突出礦井，合理進行礦井通風是治理瓦斯的必要措施。中央并列式通風是煤礦礦井通常選用的通風方式，為了使巷道的風速滿足相關的規定，需要在相應的位置安裝通風設施及設備。風機采用安全運行模式，即一臺使用一臺備用，當主風機出現了故障能自動啟動備用風機保證礦井通風系統持續運行。在工作面安裝甲烷傳感器，并在相應的主設備上安裝甲烷傳感器，如果巷道甲烷的濃度超過安全值，地面控制臺自動發出指令切斷采掘工作面電源，并發出警報提醒人員撤離，最大限度的保證人員的安全。

在突出礦井正常生產期間不但要保證整個通風系統的正常工作，還要保證在局部地區無瓦斯聚集。因此，需要對瓦斯容易聚集的地區采取相應的措施，具體來說有以下幾個方面：對礦井回采工作面來說上隅角處最容易聚集瓦斯，所以應該在上隅角處設立相應的回風設施來降低上隅角的瓦斯濃度。在礦井內，巷道頂板位置也很容易積聚瓦斯，形成瓦斯層，需要利用導風筒或導風板將瓦斯稀釋，或者利用封閉冒頂區的方法消除。

結語

煤礦的通風技術是改善作業環境﹑保證安全生產﹑降低瓦斯濃度的重要技術措施。所以，煤礦企業應加大對突出礦井通風技術的研發力度與重視程度，進一步完善技術措施，只有這樣才能提高通風質量，推進煤礦安全生產。

[1]張林斌.煤礦井下通風瓦斯防治技術[J].能源與節能，2014，08：63-64+74.

[2]周正.煤礦井下瓦斯防治與瓦斯抽放技術[J].內蒙古煤炭經濟，2013，09：166-167.