矿井通风安全管理的制约因素分析及预防措施

王 斐

（山西新元煤炭有限责任公司，山西 晋中 045400）

煤矿井下施工过程中，产生大量的易燃易爆粉尘和气体，若不能及时抽取或聚集在某一区域，后果将不堪设想。随着人们对安全意识和对通风安全管理水平的不断提高，煤矿井下爆炸事故明显减少。但目前煤矿井下通风安全管理仍然受到一些不良因素的制约，存在安全隐患。下面以山西新元煤炭有限责任公司31009工作面的通风管理为例，对矿井通风安全管理中的制约因素进行说明，并从实际工作出发提出改善措施。

1 制约井下通风管理的不良因素

1.1 超能力生产

我国煤炭生产量在37亿吨以上，为了满足煤炭供应，许多煤炭生产单位时间紧任务重。山西新元煤炭有限责任公司也会存在开采繁忙期，山西煤矿的煤层具有赋存复杂性，煤矿瓦斯含量都比较高，尤其在新元地区这一特点更为显著，甚至比其他地区的赋存条件表现更为严重。在这种施工环境下再进行超能力生产，通风安全一定会存在重大隐患[1]。

1.2 人员的流失和设备的老化

目前，山西新元煤炭有限责任公司老龄化严重，造成技术人员断层，有经验的优秀技术管理者面临退休，年轻的技术人员经验不足，导致煤矿优秀技术管理人员缺失，其中包括大量的井下通风管理人员。优良的设备是做好通风安全工作的重要条件，但目前许多通风设备已经老化甚至接近报废期，有些设备已经不能保证矿井下的通风安全。人员的流失和设备的老化都会给井下通风管理工作带来巨大的困难，导致事故的爆发率大大升高[2]。

1.3 通风安全管理不到位

矿井的通风安全管理不是一成不变的，要随着矿井生产条件的不同不断改变管理方法和策略。通风管理是一项复杂而细致的工作，在某一环节出现漏洞将会导致严重后果，许多安全事故的发生都是因为通风管理工作不到位产生了管理漏洞而造成的[3]。管理上的疏忽，使巷道密封不严，会造成采空区严重漏风，大量的瓦斯从中溢出而引发事故。

1.4 未按安全制度施工

该公司不断加强通风安全的管理力度，下属单位也都强制制定了对应的通风安全管理制度，但很多单位是为了应付检查，再加上制定者能力水平有限，制定的管理制度并不符合其本身的生产情况需要，成为一纸空文。制度的制定没有明确个人的责任问题，奖惩不分明，在具体的工作中容易产生遗留问题，无人处理，造成的后果非常严重的[4]。

2 主要预防措施

山西新元煤炭有限责任公司注重生产安全，针对以上不良因素，在生产中采取了相应的对策措施[5]。（1）要在保证安全的情况下再进行施工作业，绝不牺牲任何安全条件作为代价；（2）加强人员的培训和设备的保养维修工作，做好安全的基础工作，将安全隐患消除在初始阶段；（3）施工前详细了解矿井基本情况，绘制完善的图纸和详细的工艺流程，严格按照图纸和工艺施工，绝不能产生任何安全遗漏；（4）按照厂内的实际情况制定详细的安全管理制度，做到奖惩分明，有依有据。

2.1 31009工作面通风方式的确定

31009工作面采用综采放顶煤开采工艺，采用抽放方法进行瓦斯治理，放煤后极易与上覆采空区塌通，形成漏风通道，导致上覆采空区CO等有害气体下泄，严重威胁工作面正常开采。为此，31009工作面初期采用负压通风方式，并建立配套的均压通风设施，以便当CO等有害气体下泄后能及时启用均压通风系统。

2.2 工作面通风系统

31009工作面采用“两进一回”、“沿空留巷”、“Y”型通风系统方式供风，风量计算如下：

（1）按工作面最多人数验算

按工作面最多人数配风量计算：每人供风量不小于4m3/min，最多人数按80人。经计算，得Q采=80×4=320m3/min。

（2）按工作面温度选择适宜的风速计算

需要风量Q采=60×V采×S采

=60×1.5×15.9=1431m3/min

式中：

V采-工作面通过风速，根据工作面回采温度，取1.5m/min；

S采-工作面有效断面，15.9m2；

（3）按炸药量计算

① 一级煤矿许用炸药：Q采=25Acfi（m3/min）

② 二、三级煤矿许用炸药：

Q采=10Acfi（m3/min）

式中：

Acfi-采煤工作面一次爆破所用的最大炸药量，kg；

25-每千克一级煤矿许用炸药需风量，m3/min；

10-每千克二、三级煤矿许用炸药需风量，m3/min。

备注：爆破施工时具体炸药使用量按照回采工作面爆破施工专项措施执行。

（4）按瓦斯涌出量计算

根据31007工作面回采期间三个月的瓦斯统计情况，平均相对瓦斯涌出量按8.58m3/t，计算出31009工作面平均风排瓦斯涌出量为10.36m3/min，设计日产5500t，则绝对瓦斯涌出量为32.8m3/min。

Q采=100×q采CH4×K采CH4/C

=100×10.36×1.7/0.7=2516m3/min。

式中：

C-回采工作面回风流瓦斯浓度按0.7%计算需风量；

q采CH4-采煤工作面回风巷风流中日平均风排瓦斯涌出量，m3/min；

K采CH4-采煤工作面瓦斯涌出不均衡系数。

（5）按照胶轮车尾气稀释进行验算（辅助进风）

Q辅助进风顺槽=4×n×P×k×1.36

式中：

Q辅助进风顺槽-胶轮车尾气排放稀释需要的风量，m3/min；

4-每HP每分钟应供给的最低风量，m3/min；

n-胶轮车的台数，台；

P-胶轮车的功率，kW；

k-配风系数。一台胶轮车的配风系数为1.0，两台胶轮车的配风系数为0.75，3台及3台以上胶轮车的配风系数为0.5；

1.36-kW与HP（马力）的换算系数，1kW=1.36HP。

Q胶轮车=4×n×P×k×1.36

=4×2×85×0.75×1.36=693m3/min

（6）工作面回风巷风量计算

Q回风=Q进风+Q辅助进风=2516+693=3209m3/min

式中：

Q回风-工作面总风量，m3/min；

Q进风-进风顺槽风量，m3/min；

Q辅助进风-辅助进风顺槽风量，m3/min。

（7）按风速进行验算

回采时工作面进风顺槽进风量取2516m3/min，辅助进风顺槽取693m3/min，则：

15S1＜Q采＜240S2

式中：

S1-最大控顶距断面，m2；

S2-最小控顶距断面，m2；

Q采-回采工作面需要风量，m3/min。

15×S1=15×15.9=238m3/min

300×S2=300×13.5=4050m3/min

根据以上计算，工作面进风顺槽进风量为2516m3/min，工作面辅助进风顺槽风量为462m3/min，工作面总风量为3209m3/min。

确定31009工作面需风量为3209m3/min。

2.3 通风路线

韩庄进风立井→中条带西胶带大巷、中条带西辅运大巷（南）→南区集中辅运大巷、南区集中胶带大巷→31009进风巷→31009工作面、31009辅助进风巷→31009回风巷→南区集中回风大巷（西、东）→3#煤十采区回风大巷（北）→中条带西回风大巷（北）、中条带西辅运大巷（北）→韩庄回风立井→地面。工作面通风系统详见图1。

2.4 效果分析

此次31009工作面施工，先确定通风方式，认真计算风量，绘制工作面通风系统图纸，严格按照通风制度执行，在整个施工过程中保证了绝对安全，顺利完成施工任务。

图1 31009工作面通风系统示意图

3 结语

山西新元煤炭有限责任公司注重井下通风管理安全，在31009工作面施工过程中，对通风方式和瓦斯抽放等基础工作进行确认，对风量的需求进行详细计算，对通风的实施构筑进行系统设计并绘制通风系统示意图，在保证绝对安全的情况下，顺利完成了施工任务。