(晋能控股煤业集团轩岗煤电有限责任公司梨园河煤矿 山西 034100)
随着我国经济的发展,煤炭作为我国能源结构的主体受到了越来越多的重视,煤矿的安全开采和生产变得至关重要,在煤矿开采的过程中,必须做好对煤矿开采的通风安全管理工作,以此做到全面化、规范化和科学化管理,提升煤矿内部的通风质量和通风水平,与此同时提升煤矿开采的安全性,为煤矿开采、生产以及地区经济的发展提供良好保障。
在我国近年来的发展中,煤炭对我国国民经济的发展起到了至关重要的推动作用,煤炭不但在我国化石能源之中占据了主体地位,也是我国能源结构的主体,而随着近年来煤炭开采规模的不断扩大,煤矿开采过程中的安全问题逐步受到重视,只有保障安全生产,才能为煤矿企业及地区经济的发展保驾护航。在煤矿开采期间的安全管理工作中,通风安全管理一直是重要部分,煤矿的通风安全管理工作具有十分重要的意义。
在煤炭形成的过程中,受到地下高温、高压因素的影响,未开采的煤矿往往含有较多的有毒气体,而且气体成分相当复杂,如果没有做好通风安全管理工作,就会使得煤矿开采过程中释放出来的有毒气体威胁矿工生命安全,严重者甚至可能导致矿工中毒死亡。此外,我国的大多数煤矿都处于地下,如果没有做好通风安全管理工作,就会使得煤矿开采过程中出现矿井内部缺氧的情况,引发矿工窒息身亡的状况,因此,做好煤矿内部的通风安全管理工作,可以对矿工的生命安全形成保障。
在煤矿开采的过程中,往往会用爆破开采的方式,在爆破的过程中,爆破材料大多为易燃易爆品,在正常的情况下,爆破范围和爆破力度是可控的,但是煤矿内部往往具有瓦斯、天燃气等气体,如果控制不当,在瓦斯气体尚未排完的情况下进行爆破操作,极有可能引发煤矿开采事故。在煤矿开采之前做好通风安全管理工作可以及时将有毒气体及危险性气体排出,并且完成换气,提升煤矿开采的安全性。此外,在煤矿开采的过程中,矿井内部往往会出现较多粉尘,如果处理不当,也会导致出现粉尘爆炸,这也需要通过通风安全管理工作进行控制。在煤矿开采的过程中,通过通风安全管理工作,在一定程度上也可以提升矿工的安全意识,提升矿工作业的规范化程度。
在我国的煤炭行业中,大多数处于开采周期中的煤矿都是中小型煤矿,这就导致部分煤矿企业的安全生产意识不强,在煤矿开采的过程中,部分企业为了降低煤矿开采成本,没有落实具体的安全管理措施,导致通风系统性能不佳,而且由于存在无序开采的情况,导致煤矿开采的安全性降低,与此同时,部分煤矿虽然具有较为完善的通风设备,但是没有对通风设备的运行状态进行实时监测,这就在一定程度上导致通风设备和通风系统的作用达不到预期效果。随着煤矿开采规模的扩大,开采深度也在不断增加,开采难度也随之上升,这就对通风设备提出了更高的要求,但是受制于企业发展规模和其他因素的影响,企业往往无法对通风设备进行及时更新,导致煤矿内部的通风工作没有做好。本文图1为我国煤矿企业中常用的通风设备。
图1 煤矿开采通风设备
在煤矿开采的过程中,矿工及内部工作人员对于通风安全管理工作的效果起着十分重要的作用,工作人员的知识水平、技术水平、安全意识以及操作能力都对通风工作起着直接影响,在一些煤矿企业内部,进行通风安全管理工作的工作人员往往是年龄较大的矿工,既没有专业的系统知识和解决故障问题的能力,同时还可能存在违规操作的情况,这就给煤矿通风安全管理工作带来一定程度上的不良影响。
除了人为因素之外,在煤矿开采的过程中,自然因素也可能对煤矿的通风安全管理工作造成不良影响,在部分煤矿中,煤矿所在区域的地质构造不稳定,而且地下水、地下溶洞也会对煤矿通风安全管理工作造成不良影响,此外,地下环境与地面环境存在较大差异,矿井内部的氮气、甲烷、二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫等气体分子极其容易发生化学反应导致矿工中毒。
在本段的论述之中,主要针对自然因素和人为因素对煤矿开采过程中的通风安全管理措施进行了分析,并且以梨园河矿51103工作面为案例进行了举例分析。
图2 5135工作面通风系统示意图
在煤矿开采的过程中,首先需要摸清煤矿开采工作面的具体数据,进而针对煤矿内部的地质构造、地下水文条件、气体以及岩层成分进行判断,本文选择梨园河矿21103工作面作为分析对象。根据钻孔ZK1303、ZK1304资料该工作面平均煤厚为6.5m,煤层中含有1-2层不稳定夹石,夹石多为灰黑色页岩、泥岩厚度为0.2~0.5m,顶底部煤质较好。梨园河矿51103工作面煤层走向近似东西,向南倾斜,倾角9°-11°,平均10°,工作面地质构造简单,掘进中共发现断层8条,落差为1.2-4.0m,以上断层都与工作面斜交对回采有一定的影响。回风巷受F2断层影响巷道跟顶,跟顶长度20m。受F1断层影响巷道破顶,破顶长度10m,破岩厚度0-2.3m。进风巷受F5、F6、F8断层影响,巷道两处破底,破底长度分别为55m、30m,破岩厚度0-2.3m,受F7断层影响,巷道破顶,破顶长度15m,破岩厚度0-1.1m。初采期间切眼受F3、F4断层影响,破底53m,破岩厚度0-2.5m。末采期间工作面受断层影响,预计工作面破岩50-90m。
针对梨园河矿21103工作面的地质条件和水文条件,煤矿内的21103综采工作面所选择的通风方式为“一进一回”的U型通风方式,21103进风车场和211皮带上山进风,21103回风巷回风。
在工作面上所选择的通风系统则是地面→副斜井→2#集中辅运大巷→211轨道上山→21103进风车场→21103进风巷→21103工作面→21103回风巷→21103回风绕道→2#煤层回风巷→2#煤层总回风巷→回风立井→地面。具体的通风方式可以参考刘家梁煤矿5135工作面的通风系统示意图。
地面→副斜井→2#集中胶运大巷→211皮带上山→21103进风巷→21103工作面→21103回风巷→21103回风绕道→2#煤层回风巷→2#煤层总回风巷→回风立井→地面。
在具体的风量计算过程中,需要结合工作面气象条件、瓦斯气体涌出量、二氧化碳涌出量、爆破活动中粉尘及有害气体产生量分别进行计算,而后选择极值,以计算极值作为下一步工作的依据,最大程度上保障煤矿开采的安全性。
在煤矿开采的过程中,通风安全管理工作的关键还是在于人,因此,煤矿企业需要加强对员工的重视,通过对员工的管理提高通风安全管理工作的质量和效率。在煤矿开采的过程中,煤矿企业需要加强对自身的工作人员的培训和教育,使其认识到通风安全管理工作的重要性,进而提升员工的安全意识,与此同时,通过对工作人员的培训可以使其掌握专业的操作技巧,并且能够对通风设备的异常状态进行诊断,进而采取相应的解决措施,保障通风设备和通风系统的正常运行。
在开展煤矿通风安全管理工作的过程中,煤矿企业需要不断加强自身的安全检查机制的建设,针对煤矿内部的通风设备和通风系统进行定期检查,确保能够正常运行,此外,煤矿企业也需要在矿井内安装气体检测设备,并且设定相关气体的检测上限,一旦有毒气体或者易燃易爆气体超过正常范围,检测设备就可以及时发出信号,从而避免出现生产事故。在煤矿通风安全管理工作中,需要综合运用现代信息技术提升管理效率,在矿井通风过程中,可以应用较为先进的DSS技术以及专家系统,从而确保通风决策的精准性和科学性。
在煤矿开采的过程中,煤矿内部的通风质量对煤矿开采的安全性具有直接影响,因此,煤矿企业需要认识到煤矿通风安全管理工作的重要性,进而加强对自然因素的勘探,根据自然条件采取合适的通风方式和通风系统,同时加强对人为因素的管理和控制,全方面提升通风安全管理工作的质量。