高瓦斯煤礦采掘工程中通風技術與安全管理研究

姜守桂

摘要：煤礦產業往往伴隨高風險，尤其是常見的高瓦斯環境，稍有不慎即可導致嚴重的安全事故，造成人員傷亡和經濟損失。在高瓦斯煤礦的采礦環境中，通風系統是很好地排除瓦斯因素的利器，也是在未知環境中緩解各種無形有毒或者易爆炸的空氣環境威脅因素，為煤礦工人和機械的運行提供一個安全可靠的運作空間。本文將結合實例討論通風技術在煤礦中的運用和安全管理，分析當前煤礦通風技術的理論依據和應用層面。

關鍵詞：煤礦產業；煤礦安全管理；通風技術的應用

正如大家都知道的一樣，瓦斯是一種易燃易爆炸的氣體，由于其無色無味（偶爾帶有芳香族的碳氫氣體的蘋果味）才給人類無形中的威脅，一旦疏忽就很有可能處理不當導致爆炸，這樣的煤礦實例有很多。而瓦斯又是與煤礦相伴相隨的，很多煤礦開采時要面臨高瓦斯氣體的威脅，因此煤礦的通風技術具有很大的安全意義，能夠完美解決瓦斯含量過高的問題。同時，通風技術的研究仍是一門值得深究的具有現實意義的學科。

一、實例

某煤礦企業于2014年3月對新疆地區一處煤礦進行采掘，在采掘中，發現礦區瓦斯濃度較高，危險系數陡然增加。未對礦井內的瓦斯處理，憑借豐富的采礦經驗，工作人員開始準備挖掘設備的安裝和運轉，并打開了通風設備，安全措施充足。但是工作中意外出現了一處瓦斯濃度高度集聚的現象，導致資金損失，造成十名工人的傷亡，引發國內高度重視。后經過事故調查發現，當時的通風系統運轉不暢，并沒有很好地改善煤礦采集空氣環境，對瓦斯的處理也沒達到標準。再加上地面風力并不足，通風設備的調動沒有很好運行，工作人員也忽視這個環節，回采的時候導致瓦斯濃度高，發生事故。

通過該實例，我們可以深刻認知到通風系統對整個煤礦安全的重要性，在井下封閉的開采環境，如遇到瓦斯涌出來的情況，沒有一個先進且運行通暢的通風系統，避免危險的幾率很低。而在挖掘煤礦的過程中，高濃度的瓦斯泄露到井下工作環境中是不可避免的，瓦斯存在于巖層之間，煤礦挖掘往往需要破壞巖層與煤層的結構，一旦破壞了結構，瓦斯就從破壞中釋放出來，污染井內空氣。如果將瓦斯排出到井外，將對地面空氣造成更大的污染，因此通風系統在煤礦采集中有著不可言說的重要性，整個煤礦采集過程中都要不間斷使用通風系統抽放污染氣體，保證工作環境的安全。

二、應用

（一）完善通風技術

通風系統的完善對煤礦安全是最大的保障措施。煤礦井下的特殊環境促使采煤工作依賴通風技術。但是通風系統不僅僅只需要改善氣體環境，減少危險因素，通風技術本身也可以作為一個監控氣體環境的儀器，將其抽到的氣體進行精密化分析，檢測其中粉塵、有毒氣體、一氧化碳、瓦斯等含量是否達到標準，同時在檢測系統中應用警報，對超標氣體采取反饋觸發警報，讓工作人員注意及時處理和撤離。另外井下地形不盡相同，在下井采掘前，要仔細考察井下的地形地勢，合理布置通風系統，并在地面布置合適的風量，考察天氣風力風向等因素，及時調整通風系統參數。為了防止斷電、故障原因導致通風系統中斷工作，電源應采取備用電源，通風系統也要備有第二套緊急系統，以防不時之需。當井下空氣測出超標氣體，井下工作人員應該立即有序安全撤離，等到警報完全解除再重新下井。

（二）局部通風技術

煤礦挖掘中，由于其密閉環境，和挖掘中的因素，導致氣體并不是均勻分布于井內，大多數情況下，氣體如上述例子一樣處于集聚狀態，濃度異常增高，很容易對周圍的工作人員帶來窒息等致命傷害，為了解決這一狀況，通風系統并不能整體一概而論，要積極考慮局部通風技術。在處理過程中，可以重點關注幾個容易積聚的角落，如回采工作面的洞穴和拐角、密封墻等。不同地方要根據地形采取最佳最簡便的方法。對隅角的瓦斯積聚可以利用擋風板等，將巷道的風引入角落，稀釋瓦斯濃度，沖散氣體，有效降低瓦斯濃度。對于密封墻，要著重從根源的泄露入手，做好堵漏工作，防止源頭泄露高濃度氣體。另一方面，提升聽風系統的風壓導風，有效緩解當時的氣體致命濃度。

（三）通風技術的選擇

常用的煤礦通風系統有“U”和“Y”兩種，前者適合簡單結構上的采煤工程，能夠有效避免氣體積聚過高產生自燃，經常被高瓦斯工程所應有。但是由于結構過于簡單，著重于整體考慮，對細節之處有所缺乏，容易造成角落氣體濃度過高。后者則相反，在角落細節之處效果較好，但是技術要求高，對環境也有一定的要求，需要事先挖掘出一條順暢的工作面，還要做好維修維護工作。還有一種應用于大型采掘系統的通風設備“W”，“W”型適用于工程面大的工程，供風系統也相比其他兩種耗能更多，輸送風力要求更高，對瓦斯的涌出量也有一定的影響。“W”型系統需要在平巷的位置進行鉆孔，為瓦斯排放提供通道，選鉆孔點也要注意避免安全事故的發生。煤礦企業要根據自身煤礦需求，選用適合的通風方式。

（四）均壓技術

均壓技術是降低兩端風壓，使漏風量在最大限度上減少的技術，主要用于通風技術調整。在高瓦斯工作環境中，可以運用均壓技術是兩端高瓦斯濃度減少進入工作環境區域，再適時提高中間工作區間的風壓，進一步緩解有害氣體漏風問題，有效控制井內瓦斯等有害氣體的范圍和濃度，保障工作環境安全進行。應用均壓技術時，要注重風機的風壓調整，確保風壓朝著正確的方向進行，尤其是兩端的風壓。一旦兩端風壓控制不好，風壓不相等，會導致瓦斯等氣體不受控制，進入操作區域，造成不可挽回的后果。另外風機和通風系統是獨立的兩個系統，當風機出現故障停止工作時，通風系統仍可以運行，工人只需暫時撤離到進風區域，就可以有效保證生命安全。

三、安全管理

加強煤礦的安全管理，提高工作人員安全意識，讓煤礦生產產業每一個部門都時時刻刻注重。通風系統的安全管理在于控制風向風力風壓，當風窗與風機聯合時，工作人員需要更加提高警惕，防止停風時操作不及時造成的風險，隨時都要注意各種參數和警報感應系統。通風系統的安全管理與工作人員的責任感不可分割，注重員工安全教育的培訓，實行嚴懲賞罰分明的規范條款，是安全管理的有效手段。

四、結束語

對于煤礦內有害氣體指標的排查和解決，現有的通風系統應該更加細致化和實用化，積極靈活的保障工作井區域的安全。煤礦企業應該將生產安全置于首位，加強煤礦生產的安全措施和防范。同時放眼于世界先進科學技術中，有針對性引入更有保障的安全技術和設備，提高煤礦生產的安全和效率。

參考文獻：

[1] 張立國. 高瓦斯礦井極近距離煤層開采復合采空區自然發火綜合防治技術[J]. 煤礦安全， 2017， 48（9）：145-148.

[2] 郭江峰. 夯實基礎 提升能力 努力實現高產高效礦井瓦斯“零超限”目標[J]. 內蒙古煤炭經濟， 2018， No.254（09）：106-107+145.

（作者單位：山東能源臨礦集團古城煤礦）