矿井通风系统安全性评价及其应用论文_李红歌

矿井通风系统安全性评价及其应用论文_李红歌

河南省煤层气开发利用有限公司 河南郑州 450016

摘要:我国的煤炭资源分布广泛,所处的地形较为复杂,特别容易出现安全事故,这些因素都对于我国煤炭企业的生存和发展来说,是一个严峻的挑战。煤矿矿井通风系统是防治和排除瓦斯、煤尘、火灾等安全的潜在威胁因素的关键,煤矿矿井通风系统可以为矿工构建优良的劳动环境并保障其在矿井工作生命安全。对煤矿矿井通风系统的安全性进行评价,这样可以加强事故的防范措施,可以把事后处理变为事前预测预防,把单一管理完善为综合管理,克服了传统的盲目管理,使得安全管理有着科学的目标,最终可以实现“安全第一,预防为主”的目的,对促进煤矿安全生产具有极为重要的现实意义。

关键词:矿井;通风系统;安全性评价;应用

1如何做好煤矿矿井通风安全评价

知己知彼,百战百胜。收集和整理好影响煤矿通风基础资料,是做好煤矿通风安全评价的基础性工作,而煤矿测风数据的测量和计算,更是评价煤矿通风安全的必备材料之一。根据煤矿矿井工作实际,测风数据中应该包括以下几个方面的内容:一是需要用风区域的风量,二是可能存在的漏风区域,三是低风速区域的风量数据。通过对以上数据的分析处理,可以判断发生火灾、煤尘、瓦斯危险的概率,得出安全性评价结论及潜在危险,从而采取一定的防范措施,下面从四个方面开展煤矿矿井通风安全评价工作进行说明。

1.1基础资料评价

根据国家安全生产监督管理局、国家煤矿安全监察局《煤矿安全规程》(以下简称《安全规程》)规定,煤矿企业必须遵守国家有关安全生产的法律、法规、规章、规程、标准和技术规范;建立、健全各级领导安全生产责任制、岗位人员安全生产责任制,建立、健全安全目标管理制度、安全奖惩制度、安全技术措施审批制度、安全隐患排查制度、安全检查制度、安全办公会议等制度;建立各种设备、设施检查维修制度,定期进行检查维修,并做好记录;设置安全生产机构,配备适应工作需要的安全生产人员和装备;填绘及时反映实际情况的图纸;等等。对矿井通风基础资料进行评价,就是要逐项对照《安全规程》提出的要求,检查其规定的各种制度措施、硬件是否齐全,是否按要求定期或不定期进行各种安全抽查、检查。另外,开采煤层的自燃发火性、开采煤层的煤层爆炸性、煤矿瓦斯、二氧化碳等级鉴定鉴定结果,也是反映煤矿存在有无灾害的基础性资料之一,根据《安全规程》规定,煤矿企业每年要对矿井进行瓦斯、二氧化碳涌出鉴定,经省行业管理部门审批后,报省级煤矿机构部门备案。

1.2测风数据评价

《安全规程》要求“矿井必须建立测风制度,每10天进行1次全面测风。”煤矿企业必须把测风工作作为一项日常工作来开展,使测风数据真实、准确、全面地反应矿井通风状况。开展测风工作时,进行测风的地点应该包括进风井、回风井,采(盘)区进、回风巷,采掘用风点进风巷、回风巷,主要进风巷、回风巷。测风时,还要注意测量风门、风桥等可能漏风区域,掘进工作面、回采工作面上隔角、角联巷道等低风速区域。由于瓦斯容易在巷道内低风速区域积聚,所以此区域应作为管理重点。外部漏风进入回风井,会对矿井的通风效率造成影响,而内部漏风则可能给有自燃发火性煤层矿井的开采带来严重的自燃发火隐患。测出数据后,要根据数据《安全规程》的规定计算出矿井所以用风点的风流和风速,并及时判断出是否满足矿井安全需要。因为紊流可及时将矿井下面出现的瓦斯、二氧化碳等有害气体排出,也可及时将产生的粉尘等易燃物带走,故必须使井下风流呈紊流状态,也就是要将井巷中的风流和风速控制在大于《安全规程》规定的最小风速之上。但是,过大的风流和风速,也容易造成矿井粉尘飞扬,造成一定安全隐患,因此井巷内风流和风速必须低于《安全规程》规定的最高风流和风速。

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1.3通风系统评价

通风系统是矿井通风方法、通风方式和通风网路的总称,煤矿矿井通风系统可分为分区式、对角式、中央并列式等,《安全规程》规定矿井必须有完整的独立通风系统,要求开采有瓦斯喷出或有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的煤层时,严禁任何两个工作面之间串联通风;矿井通风系统图必须标明风流方向、风量和通风设施的安装地点,必须按季绘制通风系统图,并按月补充修改;多煤层同时开采的矿井,必须绘制分层通风系统图。设立煤矿矿井通风系统的出发点是保障煤矿井下各用风地点风流稳定,对煤矿矿井通风系统进行评价的目的,主要是根据通风系统的特点,判断留设岩柱或煤柱是否满足该矿通风系统的要求,风桥、风窗、风门、密闭等通风设施是否符合要求,矿井负压是否符合要求,矿井的风机、反风设施是否符合要求。要使煤炭采掘用风地点实现独立通风和通风稳定,必须设计出合理的采(盘)区通风系统。

1.4自然风压评价

在煤矿生产中,由于井口高低差别、井巷风流温度差,通常会造成空气密度差异,这种差异我们称之为自然风压。自然风压对矿井通风的影响,是随着开采深度及通风负压的增加而增加的,当自然风压对矿井通风负压的影响达到一定程度时,矿井通风计算就必须考虑自然风压的影响。对于矿井来说,自然风压是一把“双刃剑”,它有时可以帮助矿井通风,有时却会阻碍矿井通风。《煤炭工业矿井设计规范(GB50215-94)》规定,进、出风井井口的标高差在150m以上,或进、出风井井口的标高相同但井深400m以上时,宜计算矿井的自然风压。评价自然风压时,自然风压的计算要结合矿井的负压、供风等实际情况,才能为自然风压对矿井通风的影响作出正确评价。

2应用实例

现以某劳改局五矿为例,对其通风系统进行具体的分析研究。

2.1矿井通风系统基本情况

该矿井采取立井多水平开拓方式,主要运输大巷、区段集中巷均布置在煤层底板岩石中,主要通风机为型轴流风机2台,风压730Pa,实际风量大于矿井需风量;采用风机反转反风,风量与所需时间符合《规程》要求。矿井开采的2层煤为气煤,平均厚度为2.3m;最短发火期43d,鉴定为I级自然发火矿井;煤层具有煤尘爆炸危险,爆炸指数38.5%。矿井老区很快结束,由南部新区接续,新、老区贯通后形成一个复杂的通风系统,增加了一条距离长、阻力大、起止点高差达512m的风流分支,井下用风地点的风量均满足要求,但有2个掘进工作面与回采工作面串联通风;共有通风机16台,风门62处,未安装自动监控系统;采区内装有调节风窗8个;矿井两翼、各相邻采区和回采面均设有隔爆装置,但有3个掘进工作面没有设置。

2.2矿井通风系统安全度计算

根据上述基本情况,先求出各评价指标的函数值,再计算s=49.05,其安全性等级为D级,有危险性,应尽快查明原因,及时整改。针对矿井通风系统存在的问题采取以下的改进措施。主要通风机转速调整为:将轨道暗斜井、胶带暗斜井和采区的两条下山全部改为回风巷,降低回风段的通风阻力;修复严重失修巷道、去掉采区内调节风窗,减少漏风,提高有效风量率;将串联通风的掘进工作面改造为独立通风,并增设隔爆装置和自动监控系统。

3结束语

总之,通风系统安全评价是一项对煤矿矿井通风安全状况进行检测,从而改善煤矿安全管理现状、建立安全生产长效机制、确保矿井工人生命安全的手段,是一项长期而永恒的工作,是矿井生产过程中重要的管理内容之一。为实现安全生产的目标,煤矿企业在提高通风技术水平的同时,企业自身及相关监管部门必须加强矿井通风的评价管理工作,研制和开发具有支柱作用的、适应井下特殊生产活动的煤矿矿井通风系统安全评价理论、方法,从根本上解决矿井通风系统安全问题,这对于抑制安全事故特别是特重大事故具有重大的实际意义。

参考文献:

[1]崔岗,陈开岩.矿井通风系统安全可靠性综合评价方法探讨[J].煤炭科学技术,2016,(12).

[2]汪西荣.矿井通风系统安全评价应用及研究[D].山东科技大学,2016.

论文作者:李红歌

论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期

论文发表时间:2018/12/25

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