防爆柴油机车运输对矿井通风安全的影响分析

2014-02-10贠少强

现代商贸工业 2014年2期

关键词：矿井通风煤矿安全尾气

贠少强

摘要：防爆柴油机车为煤矿井下辅助运输提供了便利，同时对矿井通风安全也带来了一定危害。分析了井下防爆柴油机车尾气的危害，提出相应的治理对策及防范措施，对煤矿安全生产具有一定指导意义。

关键词：防爆柴油机车；矿井通风；煤矿安全；尾气

中图分类号：TB

文献标识码：A

文章编号：16723198（2014）02018501

1防爆柴油车的使用现状

随着我国煤矿机械化水平的发展，防爆柴油机车在煤矿井下使用越来越广泛。

从早期在硐室中使用的柴油动力装置，到现在的辅助运输防爆柴油机车，其发展速度很快，种类繁多。目前煤矿井下使用的无轨防爆柴油机车主要有防爆生产指挥车、防爆胶轮运人车、防爆无轨胶轮材料车、多功能铲运车、多功能吊车、支架搬运车、防爆皮卡、防爆中性货车、防爆洒水车、炸药运送车、LG80铲车等。随着防爆柴油车种类和数量的增多，导致矿井使用的防爆柴油机总功率空前膨胀，部分矿井已达到上万千瓦，这是以前的矿井通风设计不能预计的状况，因此对矿井通风与安全产生了极大的挑战。

2防爆柴油机车运输的优缺点

2.1材料运输

通过小坡度斜井或者平硐可以实现地面装车，直接运送到井下使用地点，减少了中间的转装环节，节约了时间和劳动量。同时材料车运输独立性强，调度方便，运输灵活，减少了辅助运输中间的冲突问题，可以多个地点交叉并行运输。此方面的特点也是矿井大量使用这种运输方式的一个主要原因。

2.2人员运输

工作人员从以前的下井步行到工作面变成了现在的由地面直接坐车到工作面，给矿井工作人员带来了巨大的方便，极大的降低了工作人员的无用功输出，降低了工人的劳动强度，缩短了上、下井时间，使工人把更多的精力投入到煤矿的安全生产中。

2.3工作面搬家

新型搬运设备的使用，采煤工作面搬家的效率大大提高，为矿井的采煤工作面接续赢得了时间，提高了矿井总效率。

2.4回收边角煤

铲、装、运车辆的使用，使得回收边角煤变得更加灵活，既提高了边角煤的回收率，又减少了边角煤回采对正常回采工作的影响。

以上四个方面是防爆柴油车使用带来的巨大优势，但是这种运输方式的使用也带来以下几个方面的缺点。

（1）大量尾气的排放导致矿井空气质量下降，有害气体超标；

（2）大量车辆在井下有限空间运行，易产生运输交通事故；

（4）车辆尾气流入工作面，对作业人员身体健康造成危害；

（5）车辆碾压洒落煤炭，扬起煤尘，机车防爆性能失效时，有引起煤尘爆炸的危险。

3对矿井通风安全的影响分析

防爆柴油机车的大量使用，给矿井运输带来方便的同时，也对矿井通风安全带来了多方面的危害。

3.1尾气中有害气体的危害

防爆柴油机车排出的尾气中主要含有一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOX）、碳氢化物等有害气体，其不同工况下的含量如下表1所示。尾气中CO成分会导致矿井空气中的CO含量超标，这种情况将带来两个方面的危害，其一是CO和人体的血红蛋白结合，降低血液的输氧能力，造成工作人员身体不适，甚至CO中毒和窒息。其次，CO是矿井自然发火预测的指标气体，尾气中CO会影响自然发火预测的准确性。氮氧化物中的NO2是井下毒性最强的有害气体，NO2遇水后形成硝酸，对眼睛、呼吸道黏膜和肺部组织有强烈的刺激及腐蚀作用，严重时可以引起肺水肿等疾病。这也是柴油车运输的矿井工人上班后眼睛发红，喉咙不舒服症状的主要原因。碳氢化物中包含多种烃类化合物，进入人体后会使人体产生慢性中毒，有些化合物会直接刺激人的眼、鼻粘膜，使其功能减弱。

3.2尾气中悬浮颗粒物的危害

柴油车尾气中还含有大量的碳烟颗粒，该颗粒物是柴油燃烧的产物，同时因为柴油燃烧产生碳烟颗粒含量远远大于汽油，所以井下的柴油车尾气排放碳烟颗粒的问题就更为突出。大量碳烟颗粒排入井下空气中给矿井通风安全带来两个方面的问题，一是增加了矿井通风的排尘量，排尘效果差将引起巷道能见度降低，造成安全生产事故。该问题在一些大断面低风速的巷道尤为突出，除了影响矿井空气质量还影响到运输的安全性。其二是碳烟粘附有SO2及致癌物苯并芘等有机化合物和臭气，对人的危害很大。一般来说2～10μm的碳烟吸入气管后可排出体外，对身体影响不大。2μm以下的炭烟吸入肺部后，会导致慢性病、肺气肿、皮肤病和变态性疾病。

颗粒越小，在空气中悬浮的时间越长，柴油机车排出的颗粒以质量计90%以上小于1μm。矿井巷道中风速低，颗粒物在井下停留的时间长，人接触和吸入的量大，危害越大。

3.3尾气余热的影响

随着柴油机车尾气排出的还有大量的热量，这些热量随着风流被带作业地点，使得作业地点的总热量增加，这将增加风流排热总量，增加了通风的总排热负担。

3.4需风量过大的危害

由于近年来部分矿井的柴油机车使用功率已达到了上万千瓦，按照煤矿设计规范，井下用柴油机车供风标准为第一台车按5.4m3/kw·min，第二台车按照第一台的75%进行配风，三台及三台以上的按照第一台标准的50%进行配风。忽略前两台的问题，都按照50%计算，功率上万千瓦的矿井风量也要达到27000m3/min以上，考虑到车辆的使用频率，再将这个风量值降低1/3，认为车辆使用最大量时排出尾气的需风量为18000m3/min，这个值已经大于该矿井其他形式计算风量的最大值及现有的供风值。

该运行状况的后果主要表现在两个方面，一是矿井在用车高峰期就会出现CO等有害气体超标的问题以及局部大断面低风速地点排烟效果差，能见度低等问题。另一方面，矿井风量增加过大后，矿井总阻力将明显增加，造成通风耗能大大地增加，增加了矿井的通风成本；风量过大，也将带来风速超限的问题，造成粉尘的二次飞扬，不利于防尘工作；风量过大还会引起漏风增加，增加自然发火的危险性。

3.5车辆失爆危害

防爆柴油机车在运行过程中，如果缺乏维护或者维护不当都有可能造成车辆防爆性不可靠，造成瓦斯及煤层爆炸的危险性。

4防爆柴油机车尾气危害的防治措施

为了保证矿井辅助运输正常进行，降低尾气的危害，可从以下几个方面提出对策措施。

（1）在组织管理中合理安排调度辅助运输的时间，避免井下车辆在短时间内过度集中，考虑错峰运输，尽量减少矿井最大用车量或最大用车功率。

（2）车辆保养维修要及时，发现尾气不达标的车辆及时维修，不让车辆带病工作，降低尾气的污染物排放量。

（3）严格控制超载现象，防止因超载引起的尾气排放超标。

（4）选择尾气排放标准较高的车辆，比如达到“国4”标准的车辆优先选用。

（5）合理控制井下车辆数量，减少一些不必要的车辆下井频率。

（6）进行车辆尾气净化技术，降低尾气中有害成分的含量。

（7）合理计算需风量，保证排出尾气需风量的同时不使矿井风量过大。

（8）合理布置通风系统，使有害气体含量较高的尾气直接排入回风巷，减小对作业人员危害的程度。