煤礦井下通風設備安全運行影響因素及改進措施研究

石凱，尹方洲，賈傳席

（兗礦能源集團股份有限公司濟寧二號煤礦，山東 濟寧 272072）

煤礦“一通三防”中的“通”指的是礦井通風，礦井通風工作主要包括通風設備的管理、通風方式的選擇以及與煤礦通風相關聯的各種管理制度的制定，井下通風也是煤礦安全管理重要組成部分。煤礦井下通風設備不僅是井下作業人員和井下機械設備運行環境的基礎保障設施，也是煤礦安全生產管理基礎中的基礎。隨著我國經濟建設腳步的不斷加快，無論是工業建設還是民生保障，對煤炭資源的需求量越來越大，也增加了煤炭資源開采的難度和深度，對煤礦井下通風設備性能要求也越來越高。基于此，做好煤礦井下通風相關管理工作，對煤礦安全生產起到了至關重要的作用。

1 煤礦井下通風設備對煤礦安全管理的重要性

通風設備是保障煤礦井下施工環境安全的基石。煤礦井下生產作業過程中無法避免地會產生對人體有害的氣體和灰塵，這些氣體加劇了井下作業環境的惡劣程度，嚴重損害了井下作業人員的身體健康。特別是煤礦井下的深處開挖，涉及的機械化程度較高，各類機械設備運行所散發出的熱量也對井下作業環境造成了嚴重的安全風險。為了有效提升煤礦井下作業人員的工作環境，盡最大努力保障作業人員的身體健康，運行可靠的煤礦井下通風設備是必不可少的。通風設備主要作用是及時排除煤礦井下有毒有害氣體的同時為井下提供新鮮空氣，將井下溫度和濕度調節到人體較為舒服的范圍，總而言之，就是要為井下作業人員提供一個相對舒服且安全可靠的作業環境。此外，當煤礦井下運行出現危險時，通風設備可以為煤礦井下作業人員成功升井爭取寶貴時間。業內通常將煤礦井下通風設備稱為礦井的“肺”，它不但為井下作業人員提供了足夠的新鮮的空氣，還較好地稀釋了井下作業過程中所產生的一氧化碳等有害氣體，還能夠提供輸送新鮮空氣和稀釋有害氣體所需要的風量，也有效地降低了井下機械設備運行所散發的熱量。

2 影響煤礦通風設備出現安全問題的因素

2.1 設備自身的因素

煤礦井下作業環境濕度大且灰塵多，通風設備長期處于這種作業環境極易出現損傷和腐蝕。如果不對煤礦通風設備制定嚴格的維護管理制度并監督執行，那么，如此惡劣的作業環境會讓通風設備的有效使用年限大大降低，并且通風設備運行一定年限就會毛病不斷，影響了通風設備的正常運行，對井下生產作業造成了一定的安全隱患。此外，通風設備自身也容易出現一些故障，最常見的故障有通風設備的通風量無法準確控制，還有就是通風設備的通風壓力穩定性較差。主要原因是由于設備進氣或者出氣管道發生破裂或堵塞情況、管道連接處的法蘭安裝松動或者密封圈長時間磨損變形引起的通風機葉輪損壞，通風設備的調節系統失穩。主要原因是：通風設備壓力表失靈或者壓力閥門發生損壞；通風機在不穩定狀態下連續工作致使逆流損傷風機轉子。通風設備葉輪損傷。主要原因是：風機葉片表面受到堅硬物體沖擊或者葉片長時間在高濕環境下作業受到了腐蝕；風機轉動過程中產生的離心力造成葉片松動；通風設備超負荷運轉。密封圈磨損或不緊密。主要原因是通風設備外殼變形，變形過程中產生的外力導致密封圈受到磨損，繼而導致密封效果大打折扣；通風設備中的轉子振動幅度過大造成了密封圈密封不嚴密。齒輪油泵的外殼溫度過高。主要原因是齒輪油泵軸承孔同齒輪軸之間的間隔距離太小；齒輪端面同側蓋端面之間的間隙過小或者是出油槽被雜物堵塞。軸襯磨損。主要原因是通風機主軸和電動機不同心或者止推軸承和支撐軸承不在一條垂線上，繼而導致通風機在運行過程中出現軸襯磨損現象。也可能是軸襯表面在運行過程中受到了其他物體撞擊而發生裂紋，最后導致軸襯出現磨損。

2.2 人為的管理因素

一小部分礦井管理人員對風機的日常維修保養工作不重視，通風設備維護管理確實是一筆不小的開支，部分管理人員為了追求經濟利益最大化，認為只要通風設備正常運行，就沒有必要投入人力物力去對通風設備就行維護保養。因為管理人員從主觀層面上不認可通風設備維護管理的重要性，所以與煤礦通風設備維護管理相關的管理體系架構也不健全，導致煤礦通風設備定期維護管理工作沒有可遵循的指導性文件，繼而造成走馬觀花式的通風設備維護管理，形式大于實質。煤礦井下通風設備的操作屬于熟練工作，不但要具備完善的專業管理知識，還要有多年的從業經驗。但由于井下作業環境和作業危險性的影響，井下一線操作人員的流動性比較大，有些人員剛熟悉了操作流程就調崗了，新來的管理人員還要繼續熟悉各類機電設備的操作規范，導致煤礦井下通風設備管理工作始終有一段交接期，這給通風設備安全管理帶來了一定的安全隱患。

2.3 通風系統的設計因素

煤礦井下的安全也離不開科學合理的通風系統的設計。煤礦通風系統設計的合理，可以確保通風設備處于高效運行狀態，繼而有效地提升煤礦井下施工環境的安全性。通風系統設計中的通風巷道設計是最關鍵一環，巷道橫截面設計的合理，可以確保通風路徑的順暢。通風巷道橫截面設計的重要內容有兩點：（1）通風巷道的橫截面積設計；（2）通風巷道的線路設計。通風巷道的橫截面積越大，對通風越有利。通風巷道的線路設計應避免各個線路的交叉，保證線路之間有一定錯開量。除此以外，要定期對通風線路進行檢查，對出現漏風或倒風的巷道及時更換。

3 提升通風設備安全運行的措施建議

煤礦井下通風設備的運行周期一直在為煤礦企業創造經濟效益，科學合理的通風設備維護管理，可以有效降低通風設備發生故障的概率。

3.1 通風設備日常養護

通風設備主電動機是通風設備運行的核心，要時刻保持電動機的清潔，確保運行過程中不會有油污或者灰塵進入電動機內，如果通風設備主電動機在運行過程中不慎進入雜質、灰塵或者油污，應立即用壓縮空氣進行清潔，壓縮空氣的壓力值通常設定范圍為0.1 ～0.2MPa。通風設備電機運行過程中要進行溫度的動態實時監測，煤礦井下較為適宜的環境溫度應控制在30℃以下，為了達到這個適合的控制溫度，應保證電機鐵芯與繞組滿足A 級絕緣≤60℃、B 級絕緣≤70℃的基本條件。除此之外，對電機溫度進行實時動態測算和記錄仍然是必不可少的工作。

加強對軸承的養護。與軸承相關的檢測有兩點，一個是軸承的溫度，另一個是軸承油位。對這兩個參數進行檢測的目的是要保證通風設備運行過程中軸承油位始終處于油標之上。此外，軸承油環不能存在搖擺或者被卡死情況。軸承養護環節還應包括定期更換軸承內的油液，更換油液前，要對軸承進行全面徹底的清洗。定期給軸承上潤滑油，確保軸承在規定的油位以上工作，確保軸承潤滑過程中不會出現漏油情況。油泵電動機的溫度不能太高，也不能發出較大噪音，嚴禁不同品牌的潤換油在滑動軸承上混合使用。

時刻保持油環表面清潔無雜物，目的是防止表層通風設備運行時因摩擦嚴重產生火花。要定期檢查電刷的運行狀態是否有不妥之處，如果出現問題要及時檢查電刷的磨損情況，情況嚴重的電刷應立即更換。電刷壓力要符合工作標準，即同一個刷架上壓力值不得超出12%。

定期在通電狀態下檢測高壓開關柜是否處于正常運行狀態，檢查高壓開關柜螺栓數量是否完整，檢查螺栓外面是否完整，確保所有套管完整且無漏電現象。定期校正高壓開關柜上儀表，確保儀表靈敏度符合規范要求，此外，還要對信號裝置和指示燈進行檢查，確保其顯示狀態與實際情況吻合。

根據通風設備的基本特性，要對通風設備的聯軸器和通風葉片進行定期檢查，特別是這兩個部分的螺栓松緊程度要給予足夠的關注，確保螺栓緊固無松動情形。定期優化通風系統。煤礦井下生產作業過程所處的環境在動態變化，對煤礦井下通風設備具有較高要求，要求通風設備有根據井下環境變化情況做出及時反映的能力，繼而滿足煤礦井下生產作業的要求。基于此，需要相關人員實時掌握通風系統現狀，定期進行分析與評估。對于不合理或出現問題的地方擬定優化方案，并進行改造。

3.2 構建現代化監測體系

隨著電子信息技術的不斷進步，煤礦通風設備的檢測手段和檢測技術也逐步完善。煤礦井下通風設備運行情況可以通過計算機監測系統進行實時監控，對通風設備運行過程中表現出的安全隱患問題可以第一時間發現，并第一時間采取解決措施。現代化監測系統不但釋放了原本繁重且危險的煤礦井下人力作業內容，而且還可以提前解除或者提前排除故障隱患。

煤礦通風設備維護常用的方法是定期檢修，定期檢修過程中需要通風設備停機才能檢修，不但維修費用高而停機重啟對設備的傷害也比較大。而通過現代化監測體系的診斷技術對通風設備進行故障診斷，是不需要停機操作的，通過檢測結果便可以知道通風設備在運行過程中各個部件的運行狀態，哪個設備哪個環節出了問題一目了然，繼而可以采取性質有效的維護方案，有針對性地對通風設備進行維護。通過現代化監測診斷體系，可以有效延長通風機械的使用年限，減少傳統維修過程中不必要的成本支出。此外，現代化監測體系還可以對設備運行過程中出現的故障進行同步監測，進一步保障了井下設備運行的安全性。

3.3 構建完善的通風設備維護體系

煤礦井下設備通風維護體系的建立要以設備操作說明書為依據，參照設備運行的實際數據對通風系統的各個組成部件進行定期檢測。以此同時，要制定詳盡周密且易操作的檢修計劃，將檢修計劃層層分解，做到年度、季度以及月度檢修計劃之間的緊密銜接，有了科學嚴謹可行的檢修計劃，還要派專人對檢修計劃的執行情況進行監督，在監督管理過程中發現檢修計劃確實有不合理的地方，應立即上報主管領導并進行動態調整，繼而達到有效避免通風設備運行故障發生的最初目的。

3.4 煤礦通風設備的更新換代

煤礦井下作業環境相對惡劣，必須保證通風設備在規定的使用年限內服役，才能確保煤礦井下作業環境的安全。但是，個別煤礦企業為了節約運行成本，將已經超過有效運行年限的通風設備繼續使用，對于超期服役的通風設備來說，出現故障甚至發生安全事故的概率是比較大的。所以，煤礦井下管理者應對通風設備的更新換代設立專項審批資金，對已經超過服役年限的通風設備立即更換，對那些雖然沒有達到服役年限，但是，技術水平已經無法滿足煤礦井下通風要求的設備也要立即申請更換。此外，還可對部分較新的通風設備依據實際使用需求進行改造，以確保煤礦井下通風系統運行的安全、可靠。

3.5 煤礦井下通風設備管理人才的培養與引進

煤礦井下包括通風設備在內的機電設備專業的技術性人才較為匱乏，對煤礦井下通風設備的安全運行管理造成了相當不利的局面，解決人才匱乏的問題已經迫在眉睫。解決此問題應從兩方面入手，一方面是加大現有人才的培訓力度，另一方面是提高福利待遇，吸引更多機電設備方面的人才加入煤礦企業。現有人才培訓要定期組織與機電設備相關專業的講座，對煤礦井下運行過程中遇到的機械設備方面的問題進行系統性的講解，讓相關從業人員的專業技能有較大的提升，而培訓不能流于形式，要做好獎罰制度，培訓內容結束后，要有針對性的進行現場測試，檢測培訓效果，對培訓成績較好的員工給予獎勵，對參加培訓后毫無提升的員工要給予處罰。目的就是通過獎罰制度來鼓勵員工積極參與培訓活動，并認真聽取培訓的內容，學到真本領。在人才引進方面，要提高員工福利待遇，為員工提供一個可持續發展的大舞臺以及較好的職業發展規劃，吸引更多的機械設備人才加入煤礦企業中。

4 結語

無論是對煤礦企業來講，還是對煤礦企業從業人員來講，煤礦通風設備的存在并且有效運行都具有實際意義。基于此，煤礦井下通風系統和通風設備都必須相對完善，才能保證煤礦井下作業的安全。煤礦井下通風設備管理人員要對通風設備維護給予足夠的關注，要積極構建通風設備檢修制度，根據通風設備特點采取切實可行的檢修措施，為煤礦企業安全生產打下基礎。