煤矿井下通风及瓦斯防治研究

张 坤 王 辉

皖北煤电集团恒源股份任楼煤矿

煤矿井下通风及瓦斯防治研究

张 坤 王 辉

皖北煤电集团恒源股份任楼煤矿

煤矿井下通风及瓦斯防治效果的增强及相关技术措施的实施，有利于降低瓦斯爆炸事故发生的几率，实现煤矿企业井下安全生产的发展目标。在通风系统设置及瓦斯防治措施制定的过程中，技术人员应结合煤矿井下的实际概况，优化通风系统的服务功能，增强各种防治措施制定的合理性，为井下作业计划的顺利实施打下坚实的基础。文中从多个方面对煤矿井下通风及瓦斯防治进行了深入地研究，为煤矿生产目标的实现带来了重要的保障作用。

煤矿；井下通风；瓦斯防治

1 瓦斯爆炸的因素及危害

1.1 瓦斯爆炸的因素

瓦斯爆炸需要满足三个条件：a)瓦斯浓度要满足一定量。通常在一定条件下，只有瓦斯浓度达到临界值时才会发生爆炸。正常情况下，爆炸的瓦斯临界值是6%～15%左右。只要保持瓦斯浓度在这一临界浓度以下，爆炸事故就不会发生。但是爆炸的临界点并不是一成不变的，往往会受到较多环境因素影响；b)温度达到最低燃烧点。最低燃烧点与环境因素密切相关，通常岩石中的电压﹑火力大小都会影响瓦斯的最低燃烧点。通常瓦斯的最低燃烧点在650℃左右。矿井内部的摩擦﹑自燃等现象都可能使井下温度达到这一临界值，导致瓦斯爆炸；c)空气中O2的浓度。正常情况下，新鲜空气中的O2浓度在12%左右，该O2浓度足以支持瓦斯燃烧，因而这一燃烧条件是最难避免的。

1.2 瓦斯爆炸的危害

瓦斯爆炸后产生的危害主要有：a)高温危害。瓦斯爆炸会产生大量热量，尤其是在瓦斯爆炸瞬间，其温度可达到186℃。随着气压升高，瓦斯爆炸的温度还会进一步升高，最高时可达260℃；b)瓦斯爆炸形成的冲击波危害。瓦斯爆炸时，周围空气会急剧膨胀，形成强大的冲击波。冲击波会给周围物体带来巨大冲力，对周围物体和施工人员造成严重伤害。大量数据表明，瓦斯爆炸时产生的冲击力最大时可达2MPa，并随着冲击波产生极大的超音波，进一步增加冲击力和破坏力；c)瓦斯爆炸时还会产生大量的有毒气体，不仅污染周围环境，还会对作业人员的身体健康产生影响。瓦斯爆炸时产生的气体主要有CO﹑CO2等，这些气体会抑制人体对O2的吸收，造成人体呼吸不畅。据统计，瓦斯爆炸时造成人员死亡的主要原因是CO抑制人体的自主呼吸。

2 煤矿井下瓦斯爆炸的有效防治措施

2.1 保持工作面通风量充足

1)对于瓦斯浓度较大或稳定性较低的部分需要着重通风，对于瓦斯浓度较低的部分可适量减少通风量。2)通风时必须使用正确的通风器械。使用通风器械时必须依照相应的使用章程，以确保器械处于良好的运行状态，并延长器械使用寿命。在矿井内部设置充足的回风巷道，以保证矿井的每一个区域都可以良好通风。3)构建可靠的通风系统。当瓦斯浓度超过正常值时要及时通风。矿井内部结构不稳定的部分需要着重加固，防止采矿过程中发生瓦斯大量泄露。在使用风机之前必须全面检查风机状态，防止风机在运行过程中产生故障。

2.2 严格遵守瓦斯安全相关规定

国家对于煤矿井下安全施工制定了较为完善的瓦斯安全章程，为矿井内瓦斯爆炸的有效预防带来了重要的指导作用。在具体作业计划实施的过程中，作业人员应严格遵守相关规定，在提高施工质量的同时合理地设置相关的防治措施，避免计划实施中出现瓦斯爆炸。对危险性较大的区域必须有专门监管人员实时监控，加强对瓦斯浓度的有效控制。

2.3 构建功能完善的瓦斯监控系统

瓦斯监控系统可以与瓦斯通风系统相结合，通过瓦斯监控系统，实时检测矿井内部的瓦斯浓度，当检测数据出现异常时，通过通风系统对矿井内部进行通风，及时降低矿井内瓦斯浓度。建立瓦斯浓度的监控系统需要在矿井下设置瓦斯浓度传感器，将各个感应系统相连接，建立起完善的控制系统。完善的瓦斯监控系统既保证了工作人员的生命安全，同时也使矿井开采工作能够始终在稳定状态下开展，为煤矿开采企业的稳定发展提供可靠地保障。瓦斯监控系统的构建，可以对煤矿井下瓦斯浓度的变化进行实时地控制，最大限度地降低了瓦斯爆炸事故发生的几率。

3 瓦斯矿井通风技术要点

矿井通风管理的要点如下：查看矿井的进出风情况，是否至少有一个进风井和一个回风井；要经常检查矿井的风机运行转态，查看工况点是否正常；在矿井无单独的通风系统时，应对和其他矿井通风系统相联接的地方进行检查；查看矿井的通风量是否满足矿井生产的需要；检查是否存在角联巷道，若存在应采取避免风流反向的有效措施或安全措施；检查风速情况，查看巷道中是否出现风流不稳定﹑无风﹑微风的情况；查看通风系统网络，看是否存在串联通风的情况；要定时测定矿井的通风阻力，检查通风构筑物设置和质量是否符合有关规定。

对于突出矿井，合理进行矿井通风是治理瓦斯的必要措施。中央并列式通风是煤矿矿井通常选用的通风方式，为了使巷道的风速满足相关的规定，需要在相应的位置安装通风设施及设备。风机采用安全运行模式，即一台使用一台备用，当主风机出现了故障能自动启动备用风机保证矿井通风系统持续运行。在工作面安装甲烷传感器，并在相应的主设备上安装甲烷传感器，如果巷道甲烷的浓度超过安全值，地面控制台自动发出指令切断采掘工作面电源，并发出警报提醒人员撤离，最大限度的保证人员的安全。

在突出矿井正常生产期间不但要保证整个通风系统的正常工作，还要保证在局部地区无瓦斯聚集。因此，需要对瓦斯容易聚集的地区采取相应的措施，具体来说有以下几个方面：对矿井回采工作面来说上隅角处最容易聚集瓦斯，所以应该在上隅角处设立相应的回风设施来降低上隅角的瓦斯浓度。在矿井内，巷道顶板位置也很容易积聚瓦斯，形成瓦斯层，需要利用导风筒或导风板将瓦斯稀释，或者利用封闭冒顶区的方法消除。

结语

煤矿的通风技术是改善作业环境﹑保证安全生产﹑降低瓦斯浓度的重要技术措施。所以，煤矿企业应加大对突出矿井通风技术的研发力度与重视程度，进一步完善技术措施，只有这样才能提高通风质量，推进煤矿安全生产。

[1]张林斌.煤矿井下通风瓦斯防治技术[J].能源与节能，2014，08：63-64+74.

[2]周正.煤矿井下瓦斯防治与瓦斯抽放技术[J].内蒙古煤炭经济，2013，09：166-167.