我国矿井通风系统存在问题及通风安全对策*

张　轶

(1.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室；2.中煤科工集团重庆研究院有限公司)



我国矿井通风系统存在问题及通风安全对策*

张轶1,2

(1.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室；2.中煤科工集团重庆研究院有限公司)

摘要为使矿井通风可靠，首先对通风系统的重要性进行了分析，然后根据我国矿井通风的实际情况，从自然客观问题、人为管理检查问题等2个方面，对我国矿井通风系统存在的问题进行了详细归纳和总结，并从技术、管理方面探讨了通风安全对策，对于确保我国矿井通风安全有一定的参考价值。

关键词通风系统通风安全对策

矿井通风的首要任务是确保矿井空气质量符合要求，须源源不断地将地面空气输送至井下各个作业地点，以供人员呼吸，并稀释和排除井下各种有毒、有害气体和矿尘，创造良好的矿内工作环境，保障井下作业人员的身体健康和劳动安全[1]。从矿井“三防”(防瓦斯、防煤尘、防火灾)工作来讲，须通过井下通风控制有害气体浓度和氧气浓度。近年来，我国煤矿各次重大灾害事故的发生及扩大的原因都与矿井通风关系密切，全国煤矿因通风系统不合理、不稳定导致的瓦斯爆炸事故占瓦斯爆炸事故总量的70%以上。如2005年辽宁孙家湾煤矿“2.14”瓦斯爆炸事故、2012年四川肖家湾煤矿“8.29”特别重大瓦斯爆炸事故等[2-3]。因此，矿井通风是防治重大瓦斯、煤尘、火灾事故的重要基础和关键保障。矿井通风系统问题相互影响和制约，某一通风问题轻则影响局部用风点通风安全，重则影响1个或多个采区甚至整个矿井的通风安全。如2000年9月27日，贵州水城某矿发生的瓦斯爆炸事故，因连接1 800 m 大巷与采区回风下山的石门内3道风门中的2道门被卡住无法关闭，另一道风门又被车撞变形，致使风流短路，导致整个下山采区处于微风状态，在排放一个掘进工作面瓦斯时工人违规拆卸矿灯，引起瓦斯爆炸，事故波及除1 800 m水平大巷以外的井下所有系统[2]。为此，在上述分析的基础上，本研究着重分析我国矿井通风系统存在的问题，并对相关的应对措施进行探讨。

1矿井通风系统存在的问题

1.1自然客观问题

矿井通风系统是通风方式、通风方法、通风动力、通风网络、通风设施的总称。根据矿井通风系统的组成及结构，通风系统自然客观方面的问题可分为总体通风方式方法及通风系统图问题、通风动力装置问题、通风网络问题、通风设施问题、关键用风点通风问题、其他客观问题等[4-5]。

1.1.1总体通风方式方法及通风系统图问题

矿井进、回风井相对位置的布置方式即为矿井通风方式，矿井通风方法是指矿井主风机的工作方法， 通风方式和方法的选择直接关系到矿井通风系统的安全可靠性。矿井通风方式方法问题主要体现矿井无独立进回风系统、进风井布置不符合规定、全矿反风措施不合理、通风方法不合理等。矿井通风系统图是表示通风系统和通风状态的图件，是通风系统方案设计、网络分析和管理决策的基础性资料，《煤矿安全规程》第一百二十条规定：矿井通风系统图须标明风流方向、风量和通风设施的安装地点，须按季度绘制矿井通风系统图，并按月补充修改。通风系统图问题主要体现在不绘制或不及时更新通风系统图，绘制的通风系统存在描述不清楚、图标不明确、通风网络连接关系不明确等问题。

1.1.2通风动力装置问题

(1)主扇风机。通过相关机械设备为矿井通风提供动力，为全矿或采区供风，对矿井通风系统的影响最大、最直接。主扇风机存在的问题有：①通风机安装不合理、不可靠，存在无反风措施、无备用通风机或备用风机不合理、出风井口未安装防爆门、通风机未安装于地面等问题；②通风机配置不当，存在无主要风机、通风机选型不当、通风机工况点不合理、设备老化致使风机性能下降、采用局部通风机群作为主要通风机、通风机无双独立回路系统、无完善的反风措施等方面问题；③通风机运转方面故障，主要存在通风停转、风机停转后无应对措施、有效风量低等问题。

(2)局扇风机。在矿井通风系统中往往用于掘进或局部调整风量时满足临时需要，或井下通风部分改动困难、采取其他方法无法满足需要时，对确保矿井的安全生产至关重要，《煤矿安全规程》对局部通风机和风筒的安装和使用作出了明确规定和要求。但在我国的通风系统中，局部通风机一般存在风机选型不符合实际需求、风机安装不符合规定要求、风机供电不足或单回路供电、未安设风电和瓦斯闭锁装置或装置安设不当、不进行挂牌管理、未安设风机运行状态监测装置、1台风机多个工作面轮流使用等问题；对于局部通风机的风筒，一般存在风筒漏风、风筒阻力大、风筒出口距离不当等问题。

1.1.3通风网络问题

通风网络主要指空气流过的井巷和通风构筑物组成的2个矿井通风系统。矿井通风网络是一个较大型、复杂的网络，随着矿井的开拓开采，通风网络日趋复杂。在该网络中有上百条的分支，同时还有较多的角联分支，导致通风网络问题频繁出现。矿井通风网络问题主要表现在两翼通风不均衡、采掘串联不符合规定、有害角联分支多、采掘工作面未采用并联通风、采区采用单翼通风等；由于通风巷道年久失修及矿压作用，个别地点出现通风巷道断面变形、缩小现象，直接导致局部阻力增大，使通风网络各分支的风量分配也发生改变，极大地影响了通风系统的稳定性和可靠性。

1.1.4通风设施问题

通风设施的质量与布置的合理性，直接关系到矿井通风系统的可靠性。通风设施质量问题一般有通风设施故障、构筑物破坏、风门未闭锁、密闭墙质量差或损坏等，通风设施未达到送风、控风要求；通风设置布置主要存在未按要求安装或安装位置不当等问题，导致未能全面按实际需求配、控风，致使风量、风速不符合规定。

1.1.5关键用风点通风问题

采煤工作面、掘进工作面、炸药库和硐室是矿井通风的关键用风地点，也是瓦斯、煤尘爆炸事故的多发区，且随着矿井机械化、集约化开采程度的提高，该类关键点的通风安全已成为矿井通风的重要内容。该类用风点的通风一般存在采煤面和炸药库未采取独立回风、掘进面通风方式或通风安排不合理、反风措施不合理、风量和风质未达到规定要求、通风温度不符合要求、相关的通风设施存在故障等问题。通风图件是通风系统方案设计、网络分析和管理决策的基础性资料，对于该类关键用风点，局部通风系统图、局部通风机供电系统图、风筒吊挂位置图、瓦斯监测布置图是必不可少的基础图件。一般情况下，矿井存在上述图件不全、图件包含内容不全面、图件不及时更新等问题。

1.1.6其他问题

随着煤矿的不断开拓开采，采空区、井巷、煤柱日益繁多和复杂，且井下大量、密集分布的防突、水文、地质勘探等钻孔，往往存在采空区封闭不严、采空区封闭不及时、巷道或煤柱有裂隙、钻孔封闭不严等问题，使矿井存在不同程度的漏风现象，严重影响了矿井的通风质量。

1.2人为管理检查问题

1.2.1通风安全管理机构混乱

健全、合理的通风安全管理机构是确保通风系统科学、稳定运行的保障，矿山企业须设立通风安全管理机构，按要求配备适应工作需要的专职通风技术人员和测风、测尘人员，并配置一定数量的通风检测仪器仪表，进行矿井日常通风安全管理和常规通风检测、粉尘测定工作。产量大于90万t/a的大型矿井和灾害严重、管理复杂的矿井可参考图1设立通风管理机构(图中各级领导以及各部门之间的连线即为指令和信息传输渠道)。该机构在运行过程中，须遵循层级明确、统一指挥、责权一致、分工协作、定期监察等原则，确保机构的高效、健康运行。根据我国矿井通风管理现状，一些矿井存在无通风管理机构或机构不健全、机构设立不科学或分工不明确、机构专业技术人员不足或专业素质低、检查仪器仪表配备不足或不按要求进行检验校正、监察机构不进行定期监察或监察力度不够等方面的问题。

图1　通风管理组织机构设置[1]

1.2.2通风管理制度不健全

煤矿企业应根据《煤矿安全规程》等有关规定，结合自身实际，制定通风岗位责任制、通风瓦斯检查、通风瓦斯调度、瓦斯日报审批、事故分析、通风安全大检查、通风专业例会、反风设置检查及反风演习、及时编制和修改配风计划等制度[1,6]。该类制度是煤矿安全生产长期经验和事故教训的总结，应具有科学性、强制性、规范性和稳定性，文字应明确、规定应具体，且要求落实到位，做好制度执行及检查记录。我国煤矿除非发生严重的通风事故，多数矿井对通风工作的认识和管理总有不足之处，导致存在不同程度的制度不全面或不完善、制度及措施检查落实不到位或根本不落实、配风计划不及时、通风专业例会召开不及时、无反风演习记录或应急措施等方面问题，致使通风管理制度不健全、不严格，给矿井通风安全带来了严重隐患。

1.2.3通风资料记录及管理混乱

鉴于矿井通风工作的重要性和复杂性，通风安全工作中的各类安全技术措施、基础数据、通风报表、检查记录等资料应及时记录备案，井下各类图件牌板应与实际情况相符，相关通风系统图、通风网络图、避灾路线图等技术图纸应齐全、正确，并定期修改和及时补充。限于矿井通风管理精细化要求和技术人员业务素质、职责意识的不同，一些矿井或多或少地存在通风记录与报表不完备、通风测定报告不齐全、通风管理制度执行记录不明确、通风图件牌板与实际情况不符、相关技术图纸不及时绘制修改或不齐全等问题。

2通风安全对策

(1)技术方面。矿井新建或改扩建时，应进行详细的调研和论证，既应考虑当前需求又应考虑长远发展，合理生产布局，优化采煤方法，选择最优通风方式和方法；通风动力装置和通风设施的安装位置、工艺、质量须符合规定要求。在开拓、采掘过程中，应及时绘制正确、清晰的通风系统图，做好通风规划和调节，实时分析矿井通风网络，避免通风网络出现异常；配备足够数量的通风安全检测仪器，做好关键通风点和用风点的常规巡检，保障其通风质量和安全。矿井应安装风机监控系统和煤矿安全监控系统，以便掌握风机工况及性能，实时监测通风瓦斯浓度变化；运用通风网络在线监测与智能解算、通风仿真系统、通风三维可视化等技术，进行矿井风网的智能解算和异常情况的监测预警以及通风系统的直观显示与分析，为确保矿井通风安全提供技术保障。

(2)管理方面。煤矿主要负责人应高度重视通风管理工作，按要求设立规范的通风管理机构，制定健全的通风管理制度；严格进行通风检查并做好记录，将无风、微风、循环风、通风系统故障、通风设施损坏、通风设施设置不及时、传感器及仪器仪表不按规定检查校正等，列入通风事故范围进行检查和管理；进行职工技能及安全教育培训，实现向主动求安全观念的改变；围绕通风安全管理目标，有组织、有计划地制定、执行通风质量标准化活动，使所有的安全技术、管理工作达到规范、科学、有序的状态；各级安全监管部门应进行专项和定期督查，对通风薄弱环节、重大隐患应重点跟踪，做好通风安全监管工作。

3结语

在分析我国矿井通风系统存在问题的基础上，分别从技术和管理角度提出了应对措施，对于矿井在设计、开拓、生产过程中，有效避免通风问题的出现或扩大，保障通风系统安全运行有一定的借鉴价值。

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]谢中朋.复杂矿井通风稳定性研究[D].北京：中国矿业大学(北京)，2015．

[3]黄业才，易丽军，宋春燕.从一起特别重大瓦斯爆炸事故论矿井通风安全管理[J].矿冶，2010，19(4)：24-27．

[4]程磊，杨运良，熊亚选．矿井通风系统评价指标体系的研究[J].中国安全科学学报，2005，15(3)：91-94．

[5]任振平．矿井通风系统可靠性分析及应用[D].唐山：河北理工大学，2008．

[6]国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局．煤矿安全规程[M].北京：煤炭工业出版社，2011．

(收稿日期2016-04-11)

Analysis of the Existing Problems and Countermeasures of the Mine Ventilation System in China

Zhang Yi1,2

(1.State Key Laboratory of Gas Disaster Monitoring and Emergency Technology;2.China Coal Technology and Engineering Group Chongqing Research Institute)

AbstractIn order to make ventilation reliable in coal mine,firstly, the importance of ventilation system in coal mine is analyzed in depth,then according to the actual situation of mine ventilation system in China,the existing problems of the mine ventilation system are summarized from the two aspects of natural objective problems and artificial management check problems,the countermeasures of ventilation safety are proposed from the two aspects of technology and management to provide some reference for safety operation of mine ventilation system in our country.

KeywordsVentilation system, Ventilation safety, Countermeasures

*国家安全监管总局破解安全生产难题科技攻关项目(编号：2015PJNT01);中国煤炭科工集团有限公司科技创新基金项目(编号：2013ZD002)。

张轶(1982—)，助理研究员，硕士，400037 重庆市沙坪坝区上桥3村55号。

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