关于掘进工作面供风方式的探讨

潘吉成

（神东煤炭集团万利一矿,内蒙古 鄂尔多斯 017000）

目前国内掘进工作面大部分采用局部通风机、风筒进行供风，以达到为工作面提供充足的新鲜空气、将有毒有害气体和矿尘稀释到安全浓度以下为员工提供良好的工作环境的目的。2010年国家安全监管总局国家煤矿安监局下发了关于建设完善煤矿井下安全避险“六大系统”的通知，各煤炭生产矿井均按要求完善了压风自救系统。煤矿井下压风自救系统是利用空气压缩机将地面新鲜空气压缩(压风)，经管路系统,接出分岔管,并接上防护袋、面罩或喇叭口等连接人呼吸器官的面具,将压风经减压节流、消声、过滤后供给避难矿工、保护他们免受有毒或窒息性气体侵害的器具。该两套系统均是以向用风地点供应新鲜风流为目的，具有相似点，通过技术升级可进行整合、优化。

1 局部通风机、风筒供风缺点

（1）局部通风机安装在煤矿井下，容易受到安装位置气体的湿度、温度、气体浓度情况等限制，对工作面气体质量造成影响。例如局部通风机安装地点上风侧发生火灾时，局部通风机会将有毒有害气体直接压入工作，对矿工生命安全造成威胁。

（2）局部通风机工作引起噪声，在有限的空间内噪音被放大数倍。突出的危害是引起矿工听力下降和职业性耳聋，消化系统等多种疾病，并使井下工人劳动效率降低，警觉迟钝，不易发现事故前征兆和信号，增加发生事故的可能性。

（3）局部通风机受井下环境影响易产生无计划停风。高低压供电系统突然停电、局部通风机本身的电气事故、机械故障、风筒脱节、主要通风机停风等均容易导致掘进工作面无计划停风，造成瓦斯积聚，导致事故的发生。

（4）材料成本高。以2014年1月10日阿里巴巴2×30KW局部通风机的报价为8.33万元，矿用阻燃软质风筒报价为200元每节，以神东煤炭集团万利一矿五个掘进工作面，年进尺27000米计算，局部通风机一次性投入需83.3万元，风筒需54万元，每年还需根据损耗情况进行补充。每年局部通风机耗电量为262.8万度，总费用为131.4万元。

（5）抗灾能力差。局部通风机安装地点上风侧发生灾害，容易导致局部通风机停止运转或将有毒有害气体吹至掘进工作，对掘进工作面人员造成危害。

（6）人员工作量大，工资成本高。掘进工作面每班需安排专人对局部通风机、风筒进行巡视、维护，按神东煤炭集团万利一矿实际情况，五个掘进工作面每班各安排两人对风机、风筒进行巡视、维护，每人工资按150元每天计算，全年需164.25万元，其成本之高可见一斑。

（7）供风距离受到限制，长距离供风无法实现。 以万利一矿目前在用风机FBDYNo.6.3/2×30为例，采用直径800mm柔性风筒向工作面供风，为保证工作面需风量300m /min,其最大供风距离为3000米（现场经验）。

表1 风机技术特征表

表2 风筒技术特征表

（8）风筒漏风无法避免漏风，局部通风机风筒漏风将使局部通风机的有效风量降低，给掘进工作面安全带来严重隐患。造成风筒漏风的因素很多，比如辅助运输车辆剐蹭、放炮损坏风筒以及锚杆、锚索、帮网等锐器刺破风筒，还有风筒接头方法不同、风筒的长度不一等均是影响风筒漏风的因素。

（9）受人为因素容易产生循环风。局部通风机的回风流部分或全部再回入同一部局部通风机的进风风流中的现象，称之为循环风。循环风的危害是推进工作面的乏风反复返回掘进工作面,有毒有害气体和粉尘的浓度会越来越大,不仅使作业环境越来越恶化,更严重的是,由于风流中瓦斯浓度不断增加,当其进入局部通风机时,极易引起瓦斯爆炸事故。

2 压风自救系统供风优点

（1）压风自救系统的空气压缩机安装在地面，直接使用地面新鲜空气，可以根据地面空气温度、湿度情况加设温度、湿度干涉装置，有效解决井下温度不适宜、有毒有害气体污染、湿度不适宜等环境问题，提高工作面空气质量，为广大一线员工提供一个舒适的工作环境。

（2）空气压缩机安装在地面，空间大，产生噪音小，且产生的噪音对煤矿安全生产无影响。

（3）空气压缩机电能由地面变电所经电缆输送，可采用双回路供电，确保供电稳定，即使发生供电问题，地面抢修速度明显快于井下。以万利一矿最远的局部通风机安设地点42302辅运顺槽为例，该地点距离井口9626米，地面接到井下供电故障后立即组织人员前往处理，根据井下车速最快20km/h计算，光路程时间即为29分钟，而地面同样距离路程所需时间按100km/h计算只需6分钟，减少救援时间就意味着事故影响降低，为矿井安全生产提供保障。

（4）成本方面，压风自救系统为矿井必备的安全避险系统，采用压风自救系统为掘进工作面供风，可减少重复建设、维护局部通风机、风筒供风系统所有费用。

（5）抗灾能力强。1993年7月20日,松藻煤电有限公司发生井下煤与瓦斯突出事故,当时,工作面有5名工作人员在作业。他们迅速撤离到距工作面70m左右的压风自救装置处。瓦斯员由于脚残疾,撤离速度较慢,在距离压风自救装置3m处因窒息而跌倒,后被已撤离至压风自救装置处的人员拉至压风自救装置处,并为其戴上压风自救面具后获救,避免了人员伤亡。使他们大难不死的,是压风自救装置送来的地面空气。

（6）钢质压风管路不易漏风，解决了供风距离、漏风问题。

3 需解决问题

（1）空气压缩机安装在地面，所处环境四季、阴晴、温寒变化明显，为保证向井下工作面提供温度、湿度适中的空气，需在地面空气压缩机进气端加设温度、湿度自动调节装置，当地面空气各项参数发生变化时能够及时启动自动调节装置，保证输入井下控制各项参数稳定。

（2）为有效监测输入井下及各工作面风量情况，需在空气压缩机进气端、井下主管路、工作风管末端设置风量实时监测装置及自动调整装置，工作面施工前按照《作业规程》要求设置该工作面供风管路及风量值，风量监测及调整装置根据监测到的数据，实时调整工作面风量，保证工作面风量满足安全生产需要。

（3）井下压风管路管径小、风速大，压风管路末端空气进入巷道时噪音较大，需加设消音及扩散装置，降低噪音。

（4）采用压风自救系统为掘进工作面供风后，为保证矿井安全生产，压风系统选型必须严谨和具有实用性，国家需根据实际情况制定压风自救系统建设、设备选型、管理等规范，加强对矿井压风自救系统的监管。

（5）目前矿井掘进工作面风电闭锁是根据局部通风机运转情况实现对工作面电源控制，压风自救系统供风后需对该系统进行升级、改造，利用压风自救装置末端监测装置控制工作面电源，当监测装置监测到压风管路末端出风口风量达不到要求或已为零时，立即切断工作面及其回风流内所有非本质安全型电源，确保矿井安全生产。

4 结论

根据以上论述，将矿井压风自救装置与局部通风机供风系统改造、升级为一套系统，不仅升级了井下掘进工作面供风技术，提高了掘进工作面供风系统的稳定性、可靠性及安全性，同时也对压风自救装置的可靠性、稳定性进行了提升，为矿井安全生产提供了有效保障，但该两套系统的整合涉及到的人力、物力、技术方面要求较为苛刻，需由政府或企业牵头，整合各方面资源，有步骤的开发、研究，解决各个环节上的难点，最终开发出一套实用、可靠地压风及供风系统。

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[4]于励民,仵自连.矿山固定设备选型使用手册(全册)[M].北京:煤炭工业出版社,2007.