矿井采掘工程通风安全技术体系研究

＊王海青

（内蒙古同煤鄂尔多斯矿业投资有限公司 内蒙古 017000）

引言

矿井采掘工程施工既涉及地下环境的不确定性，也面临着有毒有害气体、坍塌、火灾等多种潜在威胁[1]。在这个背景下，通风技术和安全管理成为确保工人健康和生命安全的关键因素。通风技术不仅能维持矿井内空气的流通，还有助于稀释有害气体、控制温度和湿度，从而创造一个相对安全的工作环境。然而，单靠通风技术难以避免所有的风险。因此，加强矿井采掘工程施工中通风安全技术，科学的安全管理措施十分重要。风险评估、培训和教育、安全装备的配备，气体监测和应急响应系统的建立，管理监督和责任追究的强化，这些都可以在不同层面上为工人提供安全保障。

1.矿井采掘工程的重要性

(1)资源供应和经济贡献

矿井采掘工程是获取地下资源的关键方式，如煤炭、金属矿石、石油、天然气等，在现代社会的工业、能源生产和基础设施建设中发挥着不可替代的作用。煤炭、石油和天然气等矿产资源是主要的能源来源，用于发电、加热、燃料等，这些资源的采掘可以保证电力供应、工业生产和家庭供暖等基本需求，维持社会的正常运转。同时，矿井采掘工程创造大量的就业机会，包括采矿、设备维护、管理等各个领域，采矿业的发展也带动了相关产业的兴起，促进了当地经济的增长。

(2)基础设施建设和科技创新

矿井采掘工程的施工涉及多个领域的基础设施建设和科技创新，为社会和工业的发展提供重要支持。为了进行矿井采掘，需要建设通风系统、排水系统、采矿设备等复杂的基础设施，设施不仅支持矿井的正常运营，还为其他行业和社会基础设施的建设提供宝贵经验和技术支持。矿井采掘过程中需要应用先进的技术，如地质勘探、探测仪器、通风系统优化等，促进科技的创新发展，尤其在地质学、地下工程、自动化等领域[2]。然而，随之而来的环境影响、安全挑战等问题也需要得到充分重视和管理，以实现可持续发展并保证人员安全。

2.矿井采掘工程施工中的通风技术

矿井采掘工程施工中的通风技术是确保矿井工作环境安全的重要手段。通风技术的目的是排除矿井中的有害气体、提供充足的新鲜空气，并控制矿井的温度、湿度等环境因素，以保障矿工的安全和健康。

风井通风：通过在矿井中开凿垂直风井，在矿井中选择合适的位置，使用钻孔或其他爆破工具进行开凿，形成垂直的风井。风井通常位于矿井的最高点，便于通风气流的自然流动。利用自然对流原理，使新鲜空气自上向下流入矿井，有害气体沿着倾斜巷道或井筒排出。风井通风适用于小型矿井和较低的开采深度。

强制通风：通过风机或风机组提供强制风流，控制矿井中的气流走向和通量。通过多台风机或风机组并联运行，共同提供强制风流。并联通风可以增加通风系统的风量和压力，确保矿井中充足的空气供应。强制通风技术适用于深部矿井和大型开采工程。常见的强制风流方式有并联通风、逆止设备等。

高压风机通风：利用高压风机产生高风速风流，强制排除矿井中的有害气体，并为矿工提供充足的新鲜空气。

分支通风：将矿井划分为若干区块，为每个区块配备相应的通风设备，包括风机、风门、调节阀等。通风设备可根据区块的大小和通风需求进行选择和配置，确保每个区块有足够的通风风量和压力，独立供风和排风，以实现对每个区块的有害气体控制和新鲜空气供应。

微风通风：通过设置小型风机或气流发生器，可以增加矿井中空气的流动性，帮助清除积聚的有害气体和尘埃，并确保工作环境的安全和健康。然而，在设置设备之前，需要对矿井的通风系统和相关设备进行评估和合理规划，以确保其有效性和安全性。

增压采煤：在煤矿开采过程中，采用增压风流技术，将新鲜空气注入煤层裂隙中，增加排放有害气体的能力，改善工作条件。

棚架风机通风：通过在井下设置棚架风机，将风流引入到巷道和工作面中，以提供充足的新鲜空气并排除有害气体。

3.矿井采掘工程通风技术体系构建

(1)风险评估和预防措施

在工程开始之前，进行全面的风险评估，识别可能的危险因素，包括但不限于地质条件、有害气体、火灾、坍塌、设备故障等，评估各种危险因素发生的可能性和影响程度，将风险分级，以便制定相应的措施[3]。如在煤矿采掘作业过程中，岩石和煤层中不断产生有毒有害气体，这些有害气体必须及时稀释或者排出，如不能合理有效地处理矿井中的有害气体，就会导致空气中有毒有害气体大量聚集，严重影响空气质量，甚至引发事故。在采掘前设立安全警戒线，限制未经培训和授权的人员进入危险区域，防止意外发生。配备应急救援设备，如逃生装置、应急通信设备等，确保工人在突发情况下能够安全撤离。在作业区域设置明显的安全标识，包括警示标志、逃生路线指示等，帮助工人了解安全状况。风险评估和预防措施是矿井采掘工程安全管理的基础。通过充分了解可能的风险因素，制定科学的预防措施，可以最大程度地减少事故的发生，保障工人的生命和健康。然而，安全管理不是一次性的行为，还需要不断地监测和调整，确保施工过程中始终保持高水平的安全标准。

(2)健全通风系统及提高通风安全管理

通风系统可以准确分析回收的气体，并确定灰尘、有毒气体、一氧化碳气体和其他物质的含量是否符合标准。开采前，必须仔细核实地质资料，合理布置通风系统。主风机负责引入新鲜空气，同时通过负压将污染气体排出矿井,主风机的容量和运行模式需要根据矿井的深度、规模和采掘工艺进行设计。通风巷道是空气流动的通道，需要布置合理，以确保空气在矿井内均匀流动，并将有害气体带出,巷道的布置应考虑矿井结构、采掘进度等因素。这些装置用于调节通风系统中的气流分配，以确保各个工作区域的通风量符合要求，避免气流死角。通风系统中应配备气体监测仪器，用于实时监测矿井内各种气体的浓度，包括灰尘、有毒气体、一氧化碳等，这些数据有助于及时发现异常情况并采取应对措施。同时，需要根据地质、环境等因素，及时调整通风系统的参数。为了防止通风系统因停电或故障而中断，应使用备用电源，通风系统还应配备第二个应急系统，以避免意外需求。如果检测到地下空气中有过量有害气体，井下作业人员应立即安全撤离，等待警报完全解除，方可恢复正常作业。

通风安全管理是动态的。煤矿的工作经常会发生变化，不确定性无法完全预测。因此，对于具体工作，有必要及时收集和处理信息，分析生产环境中的不安全因素，不断丰富和完善安全措施和管理制度，达到通风安全管理的目的。

(3)培训和教育

在矿井采掘工程施工中，培训和教育是确保工人了解安全规程、掌握应急处理措施，并具备应对危险情况的能力的关键环节。第一，要制定全面的培训计划，覆盖不同工种和层级的工人，包括矿工、技术人员、管理人员等。根据工人的岗位需求，设计不同层次的培训内容，确保培训具有针对性和实用性。第二，介绍矿井采掘工程的安全规程，如入井、出井程序、作业规范等，让工人明确自己的权责，教授正确的操作技巧，包括如何正确使用工具、设备，如何进行岩层支护等。第三，详细介绍可能存在的有害气体种类、特征，以及对人体的危害，教育工人如何正确佩戴气体检测仪器，如何根据检测结果采取紧急撤离和处理措施。第四，演示如何正确使用灭火器、应急逃生装置等防火和逃生设备，模拟火灾、坍塌等紧急情况，进行演练，让工人熟悉应对程序。通过全面的培训和教育，让工人深入了解矿井采掘工程的风险和安全要求，提高他们的安全意识和应对能力，不仅有助于减少事故的发生，还能提高工人的工作效率和自我保护能力。

(4)安全装备和个人防护

提供适当的安全装备和个人防护是保障工人安全的重要举措。第一，安全装备的选择和准备。根据矿井特点和风险评估结果，选择合适的安全装备，如安全帽、防护眼镜、防护鞋等，保证安全装备的质量和性能符合国家标准，确保其在实际使用中能够发挥有效作用。第二，气体监测仪器。提供气体检测仪器，如多气体检测仪，以便工人随时监测矿井内的气体浓度，培训工人正确佩戴和使用气体监测仪器，以及如何根据检测结果采取相应的安全措施。第三，逃生装备和应急通信。配备逃生装备，如避难包、呼吸器等，以备工人在突发事故时能够安全撤离，提供应急通信设备，确保工人在矿井内能够与外界保持联系，报告紧急情况。第四，防火设备和急救工具。配备防火设备，如灭火器、防火毯等，供工人在火灾发生时快速控制火源，提供急救工具，如急救箱、止血带等，为工人提供紧急医疗救助。通过提供合适的安全装备和个人防护，可以大幅减少工人在施工过程中受到伤害的风险。然而，重要的是确保工人正确使用这些装备，并时刻保持警惕和自我保护的意识。同时，定期地检查、维护，能够确保安全装备和个人防护设备始终处于最佳状态，为工人提供全面的安全保障。

(5)气体监测和报警系统

在矿井采掘工程施工中，气体监测和报警系统是确保工人在矿井内安全工作的关键要素。矿井内可能存在有害气体，如甲烷、硫化氢等，这些气体对工人的健康和安全构成严重威胁，气体监测旨在实时监测矿井内的气体浓度，及早发现超过安全限值的情况，采取措施保障工人的安全[4]。使用多气体监测仪器，能够同时检测多种有害气体的浓度，这些监测仪器通常具有高精度的传感器，能够快速准确地测量气体浓度。同时，在矿井内设置多个气体监测点，涵盖可能产生有害气体的区域，监测点的位置应根据风流分布、可能泄漏气体的地点等因素进行合理设置。监测仪器能够实时监测气体浓度，将数据传输到中控室或监测中心，通过数据传输，监测人员可以随时监视矿井内的气体情况，以便及时做出决策。通过设定气体浓度的安全限值，一旦检测到气体浓度超过安全限值，系统将触发警报，警报信号可以是声音、光线或震动等，用于提醒工人采取应急措施，如紧急撤离。通过气体监测和报警系统，工人和管理人员能够实时了解矿井内的气体状况，及时采取措施，保障工人在矿井内的安全,为工人提供重要的保护，提高工人在应对突发情况时的应急能力。

(6)管理监督和责任追究

首先，要成立专门的安全管理团队，由经验丰富的专业人员组成，负责监督和执行安全管理措施，定期进行安全巡视，检查矿井采掘现场的安全情况，确保各项安全措施得到落实。一旦发生事故，及时启动调查程序，分析事故原因和责任，从事故中吸取教训，提出改进意见，避免类似事故再次发生。建立严格的责任追究制度，对于安全管理不力、违规操作等行为进行严肃处理，对涉及安全责任的人员进行追责，确保安全责任人员无法逃避法律和道德的追究。通过管理监督和责任追究，可以确保安全管理措施得到切实执行，防范潜在的风险和事故[5]。

4.结束语

总之，通风技术和安全管理在矿井采掘工程施工中起着不可替代的作用。通过分析，深刻认识到通风技术在维持矿井内良好空气环境、稀释有害气体、保障工人安全方面的关键作用，同时，安全管理措施的合理实施能够最大程度地减少潜在的事故风险，提高工人的安全意识和应急处理能力。然而，矿井采掘工程施工的复杂性和危险性，需要持续不断地进行技术创新、培训和管理改进，只有通过科学合理的通风设计和全面有效的安全管理，才能够确保工人在矿井内的健康和生命安全。