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摘 要:众所周知,煤矿是高危行业,存在水、火、瓦斯、粉尘、顶板和冲击地压等六大灾害,而在这六大灾害中瓦斯和粉尘是煤矿最大的“杀手”。本文就煤矿矿井通风安全管理措施进行探讨。
关键词:矿井通风;安全管理;通风系统
中图分类号:X752 文献标识码:A 文章编号:
1现阶段我国煤矿矿井通风存在的安全隐患
1.1矿井通风系统不完善
矿井通风系统不完善主要表现为:矿井总风量不足;采掘工作面等主要用风地点风量不足;违反规定串联通风;采煤工作面没有按正规设计形成通风系统;风门、风桥、密闭等通风设施构筑质量不符合标准、设置不能满足通风安全需要;采区进(回)风巷未贯穿整个采区,或者虽贯穿整个采区但一段进风、一段回风等。
部分地区有一些煤矿井下安排的采掘作业头面数过多,工作面风量达不到正常要求,有的掘进工作面甚至是微风或无风作业,这样做的后果是一旦瓦斯涌出异常,积聚的瓦斯不能通过正常的通风方法加以解决,从而造成瓦斯积聚,在某种特定条件的激发下将会导致瓦斯爆炸事故的发生,给人民群众的生命安全和煤矿企业的财产造成不可估量的损失。
有些煤矿尤其是国有重点煤矿由于采掘接替紧张等原因,简化巷道设计,将一条巷道分为两段,其中一段为进风巷、一段为回风巷,中间通过联络风门分隔开。这样做的后果是一旦发生爆炸或火灾等事故,极易造成灾害的扩大,采区通风系统不稳定、不可靠,采区的整体抗灾能力减弱。更有甚者,整个开采水平无完整的回风系统,采掘工作面的回风仅仅依靠区段回风联络小眼进行通风,加上回风线路过长,通风阻力大,回风断面过小,从而引起瓦斯长时间不能正常排出,造成瓦斯积聚现象,为瓦斯爆炸“创造了必要的条件”,一旦事故发生,不仅给个人和家庭带来不幸、给企业带来巨大的经济损失,还给社会甚至整个国家带来严重的政治影响。
1.2瓦斯检测与检查不到位
各类煤矿应该说都配备了一定数量的瓦斯检测仪器,但空班漏检或假检现象仍很普遍,有些小煤矿瓦斯检定器是崭新的、根本没使用过、瓦斯检测记录也是假造的,国有煤矿个别瓦斯检查员(兼安全员)上采煤工作面或上山小眼甚至不带瓦斯检测仪器的现象也时有发现。瓦斯是看不见摸不着的,到长期无通风的巷道既不采取通风措施也没有进行气体检测而盲目进入,导致发生瓦斯中毒或窒息的事故近几年来时有发生。
1.3老矿井的火灾隐患
在自然发火严重的老矿井。火区星罗棋布,在长期的生产中,很可能人为地采取了一些均压措施,使自然发火得以控制,另外有部分火区的漏风很有可能直接沿回风流排走而未经察觉。巷道贯通后,通风系统的改变会导致井下风网中风压重新分布,原来均压平衡状态就可能遭到破坏,火区复燃或燃烧加剧的可能性较大,若控风措施不得力,极易产生火灾,在瓦斯矿井,爆炸隐患随时可形成。
1.4煤矿瓦斯监测监控系统不完善
煤矿瓦斯监测监控系统不完善主要表现为:矿井瓦斯监控系统不能正常运转、传感器读数未及时调校(与实际浓度相差太大)、采掘工作面无瓦斯传感器、传感器的安设位置不对(有的安设在新鲜风流中、有的安设在风筒出风口处、有的安设位置距离迎头超过5米以上、有的直接摆放在巷道底部)、串联通风无任何安全技术措施等等。究其原因主要是煤矿缺乏相应的技术力量,平时的维护工作跟不上,懂业务的专业技术人员少,出了问题不能及时维修,从而造成系统不能正常运转,不能发挥应有的作用。
煤矿瓦斯检查员使用光学瓦斯检查仪检查井下瓦斯浓度的次数是有限的,加上目前煤矿瓦斯检查员的数量很有限,有的煤矿一个小班井下只有一名瓦斯检查员,而井下作业的头面数又多,势必会造成瓦检员应付不过来,出现空检、漏检或不检查的现象。在瓦斯传感器不能正常运转的情况下,倘若遇上瓦斯涌出异常,瓦检员又未能及时检测瓦斯浓度,就很有可能引发一场爆炸事故。
2煤矿矿井通风安全管理分析
2.1完善礦井通风系统
矿井通风系统是由通风动力及装置、通风井巷网络、风流监测与控制设施等组成。其基本任务是利用通风动力,以最经济的方式,向井下各用风地点提供足够、优质的新鲜空气,以保证井下作业人员的呼吸、安全和改善劳动环境的需要。此外,优良可靠的通风系统还能在井下发生灾变时,有效、及时地控制风流及风量,并配合其他措施,防止事故扩大。
通常,矿井通风系统在设计时往往是合理和可靠的,但在煤矿生产延伸、工作面搬迁、新采区的开拓接续工作后,由于通风系统的巷道联结方式和,风量调节设施的变化,加上井巷和通风设施的年久失修,通风系统往往就失去了原来的优良性能,甚至还隐藏着重大的隐患,所以,煤矿单位可以研制一整套生产矿井通风技术改造的方法,并制定矿井通风系统优化评价的指标。
2.2建立矿井安全监测系统
掘进工作面迎头必须按规定悬挂瓦斯监控探头。装备安设和维修由矿井机电队队长负责:瓦斯监测仪器的日常使用管理由采掘区(队)长负责。矿井必须建立专门的安全监测队伍,负责从事日常仪器的管理和维修工作。所有监测仪器的维修费用,必须予以保证。矿井的放炮员必须配备便携式瓦检仪。放炮必须严格执行“一炮三检”(装药前、放炮前、放炮后)制和“三人连锁放炮”(放炮员、班组长、瓦检员)制,每个炮眼必须按规定充填炮泥。
2.3加强矿井通风安全的监察
监察的主要内容有装备标准、监控设备、安装地点、报警门限、断电门限、复电门限、断电范围、测量误差、校准等技术资料。(1)矿井是否按省级煤炭行业管理部门批准的矿井瓦斯等级,装备安全监控系统或甲烷风电闭锁装置或断电仪。瓦斯等级鉴定结果可由煤矿企业提供或调阅安全监察机构备案资料。(2)现场检查是否按要求安装甲烷传感器、监控仪、局部通风机开停、馈电监测等监控设备,是否按要求正确安装。瓦斯超限严禁切断局部通风机电源。(3)使用调校好的光学瓦斯仪或便携甲烷报警仪或校准气样对照甲烷传感器的误差值。(4)使用校准气样或调节甲烷传感器模拟报警浓度、断电浓度和复电浓度,测试报警、断电、复电限值、断电范围、馈电状态。同时检查断电后是否自动恢复送电。瓦斯超限断电,严禁开关自动送电。(5)监控设备铭牌的防爆标志是否符合要求,安全监控设备必须是本安型或隔爆兼本安型,或其他防爆复合型。输入、输出信号是否是本质安全型。 (6)监控仪(分站)电源是否按防爆合格证的要求配接关联设备(传感器、断电器等),不同厂家的产品尤其注意。(7)监控设备外壳防护等级是否低于IP43的要求,外壳是否完好,检查其防水和防外物性能。(8)监控设备之间是否采用专用阻燃电缆,可查验购货时资质证明,或取样检测等。(9)传感器、分站、断电器停电或故障是否可以切断被控电源。检查其故障闭锁功能是否起作用。(10)将局部通风机停风或将风速传感器置于无风或微风区,检查掘进巷道内电气设备是否断电,同时观察恢复正常通风时是否自动复电(局部通风机,恢复正常通风后,严禁开关自动向掘进工作面送电;不得用在局部通风机开关负荷侧直接连接电气设备的办法代用风电闭锁),检查风电闭锁是否正常工作。 (11)矿井电网停电是否能保证不低于2 h的停电延测性能,可在人井前或入井时先切断电网电源,或在地面抽样检查。
2.4建立矿井通风事故隐患信息管理系统
该系统包括:①矿井通风系统状况评估。对全矿通风事故隐患进行评估,包括通风系统的设计、稳定性分析、分区通风、有效风量、通风阻力等。②矿井通风设施评估。包括可靠性、质量检查等。③通风措施评估。包括下行通风应用效果,全矿反风的可行性、效果分析等。④通风系统特殊问题的分析评估。如循环风、串联风、角联巷道、无风或微风等引发灾变的可能性分析。⑤对矿井通风系统防灾体系总体稳定性和抗灾能力进行评估。通风事故隐患管理系统能协助技术人员从通风角度全面地查找各类事故的隐患,从而提高矿井总体通风能力和抗灾能力。
2.5实施矿井火灾时期的风流控制技术
一些事故的发生,常常会破坏原有的正常通风系统,扰乱风流,使事故产生的有毒有害气体波及到其它区域而造成事故灾区的扩大。因此,自上世纪80年代开始,对火灾时期的风流特性进行了研究,对火灾烟流有害气体的产物、火灾温度的分布、火风压的计算、火风压对通风网络的影响关系以及风流逆转和逆退的条件等问题开展了实验和理论研究,初步掌握了火灾烟流在进巷中的蔓延特征,编制了一些计算软件,并研制了火灾时期救灾辅助决策专家系统,为火灾时期进行抢险救災、风流控制、减小灾情提供了较为科学的依据和手段。
可以通过对采空区火灾事故历史资料分析和处理经验的总结,提出控制风流的一些原则:根据上行和下行风流与火区位置的关系,控制火势和火风压保持原有通风系统和回风流的通畅,以防止瓦斯积聚和风流逆退的紊乱而引起事故的发生,可以进行周密计算分析,选取合理的风流控制措施。
2.6加强矿井通风系统安全评价
矿井通风是矿井安全工作的基础,安全检查表属于定性评价,不能对整个系统的安全性给出确定的结果;专家打分法虽然属于定量评价,但专家各自的权莺很难确定,操作起来也较困难。上述方法作为安全管理的手段之一是可行的,但作为对系统危险程度的评价,以各指标的得分值作为评价依据,其结果缺乏说服力。随着矿业的发展,国内矿井通风专家学者对评价方法及标准作了大量的研究,提出了多种多样的评价方法。(1)基于方法集的综合集成评价。方法集是指能独立完成对对象进行评价方法的全体。是在评价的基本原则指导下,根据一定的准则和规则从基本评价方法集中抽取若干方法,通过适当的模型,将其综合为一种评价模型对评价结果进行优化组合的全过程。对于评价指标权重的确定以及多方法评价结论的非一致性问题。可通过寻求有效方法的组合来解决。该方法是解决矿井通风系统安全评价的有效途径。(2)综合集成评价的决策支持系统。将多方法组合、交互式思想同先进的技术方法综合起来构成集成式智能化交互式评价支持系统;应用综合评价对象集、目标集、方法集以及知识工程、专家系统、人工神经网络、模糊集理论、非线性理论等,将现代计算机科学等先进技术与基础理论融于一体,形成“人一机一环一管理一评价对象”一体化模式,使评价工具具备通用性、规范性、智能性、交互性等特征。
3结束语
矿井通风是煤矿安全生产的基础,它不但具有向井下各用风地点输送新鲜风流,保障井下作业人员呼吸的重要功能,同时,还肩负着稀释、排除矿井瓦斯与粉尘以及作业区间的降温等重任。因此提高矿井的通风技术与管理水平是保证矿井正常生产和安全状况的基本任务之一。
参考文献
[1]张国枢.通风安全学[M].徐州:中国矿业大学出版社.2000
[2]徐喜明.试论矿井通风安全管理[J].中小企业管理与科技.2009, (19)
关键词:矿井通风;安全管理;通风系统
中图分类号:X752 文献标识码:A 文章编号:
1现阶段我国煤矿矿井通风存在的安全隐患
1.1矿井通风系统不完善
矿井通风系统不完善主要表现为:矿井总风量不足;采掘工作面等主要用风地点风量不足;违反规定串联通风;采煤工作面没有按正规设计形成通风系统;风门、风桥、密闭等通风设施构筑质量不符合标准、设置不能满足通风安全需要;采区进(回)风巷未贯穿整个采区,或者虽贯穿整个采区但一段进风、一段回风等。
部分地区有一些煤矿井下安排的采掘作业头面数过多,工作面风量达不到正常要求,有的掘进工作面甚至是微风或无风作业,这样做的后果是一旦瓦斯涌出异常,积聚的瓦斯不能通过正常的通风方法加以解决,从而造成瓦斯积聚,在某种特定条件的激发下将会导致瓦斯爆炸事故的发生,给人民群众的生命安全和煤矿企业的财产造成不可估量的损失。
有些煤矿尤其是国有重点煤矿由于采掘接替紧张等原因,简化巷道设计,将一条巷道分为两段,其中一段为进风巷、一段为回风巷,中间通过联络风门分隔开。这样做的后果是一旦发生爆炸或火灾等事故,极易造成灾害的扩大,采区通风系统不稳定、不可靠,采区的整体抗灾能力减弱。更有甚者,整个开采水平无完整的回风系统,采掘工作面的回风仅仅依靠区段回风联络小眼进行通风,加上回风线路过长,通风阻力大,回风断面过小,从而引起瓦斯长时间不能正常排出,造成瓦斯积聚现象,为瓦斯爆炸“创造了必要的条件”,一旦事故发生,不仅给个人和家庭带来不幸、给企业带来巨大的经济损失,还给社会甚至整个国家带来严重的政治影响。
1.2瓦斯检测与检查不到位
各类煤矿应该说都配备了一定数量的瓦斯检测仪器,但空班漏检或假检现象仍很普遍,有些小煤矿瓦斯检定器是崭新的、根本没使用过、瓦斯检测记录也是假造的,国有煤矿个别瓦斯检查员(兼安全员)上采煤工作面或上山小眼甚至不带瓦斯检测仪器的现象也时有发现。瓦斯是看不见摸不着的,到长期无通风的巷道既不采取通风措施也没有进行气体检测而盲目进入,导致发生瓦斯中毒或窒息的事故近几年来时有发生。
1.3老矿井的火灾隐患
在自然发火严重的老矿井。火区星罗棋布,在长期的生产中,很可能人为地采取了一些均压措施,使自然发火得以控制,另外有部分火区的漏风很有可能直接沿回风流排走而未经察觉。巷道贯通后,通风系统的改变会导致井下风网中风压重新分布,原来均压平衡状态就可能遭到破坏,火区复燃或燃烧加剧的可能性较大,若控风措施不得力,极易产生火灾,在瓦斯矿井,爆炸隐患随时可形成。
1.4煤矿瓦斯监测监控系统不完善
煤矿瓦斯监测监控系统不完善主要表现为:矿井瓦斯监控系统不能正常运转、传感器读数未及时调校(与实际浓度相差太大)、采掘工作面无瓦斯传感器、传感器的安设位置不对(有的安设在新鲜风流中、有的安设在风筒出风口处、有的安设位置距离迎头超过5米以上、有的直接摆放在巷道底部)、串联通风无任何安全技术措施等等。究其原因主要是煤矿缺乏相应的技术力量,平时的维护工作跟不上,懂业务的专业技术人员少,出了问题不能及时维修,从而造成系统不能正常运转,不能发挥应有的作用。
煤矿瓦斯检查员使用光学瓦斯检查仪检查井下瓦斯浓度的次数是有限的,加上目前煤矿瓦斯检查员的数量很有限,有的煤矿一个小班井下只有一名瓦斯检查员,而井下作业的头面数又多,势必会造成瓦检员应付不过来,出现空检、漏检或不检查的现象。在瓦斯传感器不能正常运转的情况下,倘若遇上瓦斯涌出异常,瓦检员又未能及时检测瓦斯浓度,就很有可能引发一场爆炸事故。
2煤矿矿井通风安全管理分析
2.1完善礦井通风系统
矿井通风系统是由通风动力及装置、通风井巷网络、风流监测与控制设施等组成。其基本任务是利用通风动力,以最经济的方式,向井下各用风地点提供足够、优质的新鲜空气,以保证井下作业人员的呼吸、安全和改善劳动环境的需要。此外,优良可靠的通风系统还能在井下发生灾变时,有效、及时地控制风流及风量,并配合其他措施,防止事故扩大。
通常,矿井通风系统在设计时往往是合理和可靠的,但在煤矿生产延伸、工作面搬迁、新采区的开拓接续工作后,由于通风系统的巷道联结方式和,风量调节设施的变化,加上井巷和通风设施的年久失修,通风系统往往就失去了原来的优良性能,甚至还隐藏着重大的隐患,所以,煤矿单位可以研制一整套生产矿井通风技术改造的方法,并制定矿井通风系统优化评价的指标。
2.2建立矿井安全监测系统
掘进工作面迎头必须按规定悬挂瓦斯监控探头。装备安设和维修由矿井机电队队长负责:瓦斯监测仪器的日常使用管理由采掘区(队)长负责。矿井必须建立专门的安全监测队伍,负责从事日常仪器的管理和维修工作。所有监测仪器的维修费用,必须予以保证。矿井的放炮员必须配备便携式瓦检仪。放炮必须严格执行“一炮三检”(装药前、放炮前、放炮后)制和“三人连锁放炮”(放炮员、班组长、瓦检员)制,每个炮眼必须按规定充填炮泥。
2.3加强矿井通风安全的监察
监察的主要内容有装备标准、监控设备、安装地点、报警门限、断电门限、复电门限、断电范围、测量误差、校准等技术资料。(1)矿井是否按省级煤炭行业管理部门批准的矿井瓦斯等级,装备安全监控系统或甲烷风电闭锁装置或断电仪。瓦斯等级鉴定结果可由煤矿企业提供或调阅安全监察机构备案资料。(2)现场检查是否按要求安装甲烷传感器、监控仪、局部通风机开停、馈电监测等监控设备,是否按要求正确安装。瓦斯超限严禁切断局部通风机电源。(3)使用调校好的光学瓦斯仪或便携甲烷报警仪或校准气样对照甲烷传感器的误差值。(4)使用校准气样或调节甲烷传感器模拟报警浓度、断电浓度和复电浓度,测试报警、断电、复电限值、断电范围、馈电状态。同时检查断电后是否自动恢复送电。瓦斯超限断电,严禁开关自动送电。(5)监控设备铭牌的防爆标志是否符合要求,安全监控设备必须是本安型或隔爆兼本安型,或其他防爆复合型。输入、输出信号是否是本质安全型。 (6)监控仪(分站)电源是否按防爆合格证的要求配接关联设备(传感器、断电器等),不同厂家的产品尤其注意。(7)监控设备外壳防护等级是否低于IP43的要求,外壳是否完好,检查其防水和防外物性能。(8)监控设备之间是否采用专用阻燃电缆,可查验购货时资质证明,或取样检测等。(9)传感器、分站、断电器停电或故障是否可以切断被控电源。检查其故障闭锁功能是否起作用。(10)将局部通风机停风或将风速传感器置于无风或微风区,检查掘进巷道内电气设备是否断电,同时观察恢复正常通风时是否自动复电(局部通风机,恢复正常通风后,严禁开关自动向掘进工作面送电;不得用在局部通风机开关负荷侧直接连接电气设备的办法代用风电闭锁),检查风电闭锁是否正常工作。 (11)矿井电网停电是否能保证不低于2 h的停电延测性能,可在人井前或入井时先切断电网电源,或在地面抽样检查。
2.4建立矿井通风事故隐患信息管理系统
该系统包括:①矿井通风系统状况评估。对全矿通风事故隐患进行评估,包括通风系统的设计、稳定性分析、分区通风、有效风量、通风阻力等。②矿井通风设施评估。包括可靠性、质量检查等。③通风措施评估。包括下行通风应用效果,全矿反风的可行性、效果分析等。④通风系统特殊问题的分析评估。如循环风、串联风、角联巷道、无风或微风等引发灾变的可能性分析。⑤对矿井通风系统防灾体系总体稳定性和抗灾能力进行评估。通风事故隐患管理系统能协助技术人员从通风角度全面地查找各类事故的隐患,从而提高矿井总体通风能力和抗灾能力。
2.5实施矿井火灾时期的风流控制技术
一些事故的发生,常常会破坏原有的正常通风系统,扰乱风流,使事故产生的有毒有害气体波及到其它区域而造成事故灾区的扩大。因此,自上世纪80年代开始,对火灾时期的风流特性进行了研究,对火灾烟流有害气体的产物、火灾温度的分布、火风压的计算、火风压对通风网络的影响关系以及风流逆转和逆退的条件等问题开展了实验和理论研究,初步掌握了火灾烟流在进巷中的蔓延特征,编制了一些计算软件,并研制了火灾时期救灾辅助决策专家系统,为火灾时期进行抢险救災、风流控制、减小灾情提供了较为科学的依据和手段。
可以通过对采空区火灾事故历史资料分析和处理经验的总结,提出控制风流的一些原则:根据上行和下行风流与火区位置的关系,控制火势和火风压保持原有通风系统和回风流的通畅,以防止瓦斯积聚和风流逆退的紊乱而引起事故的发生,可以进行周密计算分析,选取合理的风流控制措施。
2.6加强矿井通风系统安全评价
矿井通风是矿井安全工作的基础,安全检查表属于定性评价,不能对整个系统的安全性给出确定的结果;专家打分法虽然属于定量评价,但专家各自的权莺很难确定,操作起来也较困难。上述方法作为安全管理的手段之一是可行的,但作为对系统危险程度的评价,以各指标的得分值作为评价依据,其结果缺乏说服力。随着矿业的发展,国内矿井通风专家学者对评价方法及标准作了大量的研究,提出了多种多样的评价方法。(1)基于方法集的综合集成评价。方法集是指能独立完成对对象进行评价方法的全体。是在评价的基本原则指导下,根据一定的准则和规则从基本评价方法集中抽取若干方法,通过适当的模型,将其综合为一种评价模型对评价结果进行优化组合的全过程。对于评价指标权重的确定以及多方法评价结论的非一致性问题。可通过寻求有效方法的组合来解决。该方法是解决矿井通风系统安全评价的有效途径。(2)综合集成评价的决策支持系统。将多方法组合、交互式思想同先进的技术方法综合起来构成集成式智能化交互式评价支持系统;应用综合评价对象集、目标集、方法集以及知识工程、专家系统、人工神经网络、模糊集理论、非线性理论等,将现代计算机科学等先进技术与基础理论融于一体,形成“人一机一环一管理一评价对象”一体化模式,使评价工具具备通用性、规范性、智能性、交互性等特征。
3结束语
矿井通风是煤矿安全生产的基础,它不但具有向井下各用风地点输送新鲜风流,保障井下作业人员呼吸的重要功能,同时,还肩负着稀释、排除矿井瓦斯与粉尘以及作业区间的降温等重任。因此提高矿井的通风技术与管理水平是保证矿井正常生产和安全状况的基本任务之一。
参考文献
[1]张国枢.通风安全学[M].徐州:中国矿业大学出版社.2000
[2]徐喜明.试论矿井通风安全管理[J].中小企业管理与科技.2009, (19)