張文華

（山西呂梁煤炭運(yùn)銷公司，山西 孝義 032300）

引言

當(dāng)今煤礦壁式回采工作面采用的通風(fēng)方式有“U”、“Y”、“W”、“Z”、“U＋L”型等，對(duì)于為消除回采工作面上隅角瓦斯積聚的問題而采用的“Y”和“U＋L”型通風(fēng)方式來說，回采工作面上隅角的瓦斯—工作面落山—尾巷—采區(qū)回風(fēng)—回風(fēng)大巷—排出地面，消除了“U”型通風(fēng)方式所存有的上隅角瓦斯積聚情況，然而將大量的回采工作面和落山瓦斯排至尾巷后，尾巷內(nèi)瓦斯量增加了，事故發(fā)生機(jī)率增大了［1］。《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定尾巷內(nèi)瓦斯?jié)舛茸畲罂煽刂圃?.5%以下，超過了撤人界限1.5%濃度的1%，若再有超限增加，即可達(dá)到燃燒濃度。在實(shí)際的采煤作業(yè)中，時(shí)常有超過2.5%情況出現(xiàn)，如在采煤機(jī)割煤時(shí)，瞬間就會(huì)有大量瓦斯排出，以及頂板來壓和直接頂大面塌落時(shí)，都會(huì)出現(xiàn)瓦斯涌出異常；若在尾巷內(nèi)超限瓦斯再遇到滯風(fēng)區(qū)和頂部凸區(qū)，瓦斯?jié)舛染陀锌赡苓_(dá)到爆炸界限，一旦再遇到明火，瓦斯事故不可避免。尾巷并不是全封閉、耐爆炸的抽放管路，總會(huì)有人員在不定的時(shí)間、地點(diǎn)進(jìn)入巷內(nèi)，正常進(jìn)行檢查瓦斯和巷道維修，特別是針對(duì)尾巷同進(jìn)風(fēng)、回風(fēng)順槽之間的聯(lián)絡(luò)巷，還需要根據(jù)其同回采工作面前后所處位置，進(jìn)行閉墻的拆開和再封閉工作，雖《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定必須在瓦斯?jié)舛?%以下時(shí)，才可進(jìn)行巷內(nèi)作業(yè)，但真正去執(zhí)行是很困難的，防控瓦斯力度是很有限的，所以在尾巷內(nèi)作業(yè)的危險(xiǎn)源是實(shí)際存有的，瓦斯事故出現(xiàn)機(jī)率較其他地點(diǎn)是很大的。比如有的事故就是在專用回風(fēng)巷（尾巷）的聯(lián)絡(luò)橫貫內(nèi)，因風(fēng)流不暢，瓦斯?jié)舛冗_(dá)到界限，再遇局扇開關(guān)失爆而發(fā)生的。怎樣才能真正實(shí)現(xiàn)既消除上隅角瓦斯積聚，又保證進(jìn)入尾巷作業(yè)人員的安全呢？這是一項(xiàng)非常棘手緊迫的工作任務(wù)［2］。筆者通過對(duì)屯蘭事故的進(jìn)一步研究探析，找到了事故發(fā)生的原由所在，揭示了事故發(fā)生的必然因素，證明了“Y”和“U＋L”型通風(fēng)方式存在的不科學(xué)性，同時(shí)闡明自己的觀點(diǎn)，指出了改進(jìn)的意見方法。

1 通風(fēng)方式工作原理

1.1 “Y”和“U＋L”型通風(fēng)方式的工作原理概述

兩種通風(fēng)方式都是讓回采工作面的風(fēng)流通過上隅角，稀釋易積聚處的瓦斯且?guī)ё?，?jīng)回采工作面落山，進(jìn)入專用回風(fēng)巷（尾巷）的聯(lián)絡(luò)橫貫，再排至專用回風(fēng)巷（尾巷），從而消除回采工作面上隅角處瓦斯積聚隱患的通風(fēng)方式。

1.2 詳解

對(duì)于采用專用回風(fēng)巷（尾巷）的通風(fēng)方式來說，隨著回采工作面的不斷開采推進(jìn)，落山面積不斷擴(kuò)大，瓦斯?jié)B析的量增加，瓦斯?jié)舛入S之增大；同時(shí)因落山內(nèi)上覆巖層不斷塌落脹碎，不斷阻塞回采工作面回風(fēng)流路經(jīng)落山的通道，致原風(fēng)壓條件下配給回采工作面的風(fēng)量逐漸變少，瓦斯稀釋力度衰竭，瓦斯?jié)舛认鄳?yīng)增大，兩種情況均要求緊跟落山塌落變化，全天候調(diào)整回采工作面風(fēng)壓，以實(shí)現(xiàn)風(fēng)量不減少，排除瓦斯能力不降低。礦井通風(fēng)系統(tǒng)形成后，增阻調(diào)節(jié)是最簡(jiǎn)易快捷實(shí)施的風(fēng)壓、風(fēng)量調(diào)整方法。在回采工作面由前一回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷到下一回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷之間，依靠調(diào)節(jié)風(fēng)窗，不斷加大回采工作面的供風(fēng)風(fēng)壓，以滿足風(fēng)量稀釋瓦斯需要，其風(fēng)阻特性曲線呈脈沖波式變化，只有等到回采工作面開采推過下一聯(lián)絡(luò)巷口后，才能回到原先供風(fēng)風(fēng)壓狀態(tài)，回采工作面配風(fēng)又從較易開始了，不斷地從易—難—更難—最難—易，周而復(fù)始、循環(huán)往復(fù)地進(jìn)行著脈沖式變化，恰是采用專用回風(fēng)巷（尾巷）回風(fēng)的通風(fēng)特征。前后兩聯(lián)絡(luò)巷距離一般控制在60～70m之內(nèi)，臨近下一聯(lián)絡(luò)巷接續(xù)前是回風(fēng)最大阻力時(shí)。

2 具體作業(yè)

2.1 作業(yè)原由

為讓經(jīng)落山來的回風(fēng)流全部有效地走近路進(jìn)入新打開專用回風(fēng)巷（尾巷）的聯(lián)絡(luò)橫貫，就必須盡最大可能地切斷其他回風(fēng)通道。首先，要封閉上一回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷，并且是永久閉墻；其次，再在現(xiàn)回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷口構(gòu)筑臨時(shí)閉墻，消除無風(fēng)盲巷，這是控制風(fēng)排帶走瓦斯量和縮小落山區(qū)暴露面積的需要。因此，在回采工作面的專用回風(fēng)巷（尾巷）內(nèi)，肯定經(jīng)常會(huì)有人在里面進(jìn)行構(gòu)筑閉墻作業(yè)，而且是在存有瓦斯涌出極不穩(wěn)定的環(huán)境中作業(yè)，險(xiǎn)情處處，所以必須慎重嚴(yán)謹(jǐn)安全作業(yè)。

2.2 操作程序

2.2.1 閉墻打開

每當(dāng)回采工作面推進(jìn)到接近進(jìn)、回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷（橫貫）5～8m時(shí)，要提前在這一聯(lián)絡(luò)巷的遠(yuǎn)落山側(cè)加設(shè)臨時(shí)性風(fēng)幛或隔板，然后再將聯(lián)絡(luò)巷近落山側(cè)的閉墻打開，等待回采工作面推過此聯(lián)絡(luò)巷口后，即可取掉臨時(shí)風(fēng)幛或隔板通風(fēng)，將回采工作面上隅角來的風(fēng)流全斷面引入專用回風(fēng)巷（尾巷）。

2.2.2 閉墻構(gòu)筑

在專用回風(fēng)巷（尾巷）內(nèi)進(jìn)行構(gòu)筑閉墻作業(yè)中，必須提前做好和加強(qiáng)通風(fēng)瓦斯管理工作。因新的閉墻構(gòu)筑后，在專用回風(fēng)巷（尾巷）內(nèi)新舊聯(lián)絡(luò)巷之間段就變成盲巷，故必須提前安設(shè)局扇且啟動(dòng)送風(fēng)，把新鮮風(fēng)流送到構(gòu)筑閉墻的作業(yè)處。局扇安設(shè)前，首先，要實(shí)測(cè)安設(shè)地點(diǎn)的總風(fēng)量，計(jì)算好分出風(fēng)量，選擇好相應(yīng)局扇，防止出現(xiàn)循環(huán)風(fēng)；其次，選定局扇安設(shè)位置，規(guī)劃好風(fēng)流經(jīng)過路線，穿風(fēng)筒的閉墻上要安鐵風(fēng)筒做引導(dǎo)；再者，給構(gòu)筑閉墻處、局扇安設(shè)處、機(jī)電設(shè)備放置點(diǎn)等地點(diǎn)配置瓦斯探頭，全天候監(jiān)測(cè)瓦斯；同時(shí)，從開始進(jìn)入專用回風(fēng)巷（尾巷）工作前，就要安排專職瓦斯員跟班作業(yè)，不斷用光干涉瓦斯儀檢查和校對(duì)探頭瓦斯?jié)舛?，?yán)禁瓦斯超限作業(yè)；最后，連接風(fēng)筒，試開局扇，再檢查有無循環(huán)，一切正常才可安排人員入巷作業(yè)。聯(lián)絡(luò)巷的永久閉墻構(gòu)筑完工后，由里向外，逐步把風(fēng)筒撤至新回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷口，再在專用回風(fēng)巷（尾巷）內(nèi)距聯(lián)絡(luò)巷口5m的地方，構(gòu)筑臨時(shí)閉墻，隔絕盲巷內(nèi)的風(fēng)流和瓦斯，最后結(jié)束閉墻構(gòu)筑工作。

2.2.3 弊端所在

隨著回采工作面的不斷開采推進(jìn)，總在不斷重復(fù)完成著專用回風(fēng)巷（尾巷）內(nèi)閉墻的打開和構(gòu)筑工作，總在存有瓦斯隱患區(qū)內(nèi)工作，一時(shí)疏于防范，就會(huì)釀成事故，這就是本文所指的“Y”和“U＋L”型通風(fēng)方式的弊端和不安全之處。

3 實(shí)例分析

3.1 “Y”型通風(fēng)方式

2009年，山西某煤礦發(fā)生一起特重大瓦斯爆炸事故。礦井的回采工作面采用了“兩進(jìn)一回”的“Y”型通風(fēng)方式，即皮帶順槽同軌道順槽均為進(jìn)風(fēng)巷，回風(fēng)順槽（尾巷）布置在軌道順槽一側(cè)，每隔一定距離開掘聯(lián)絡(luò)巷貫通兩巷，回風(fēng)風(fēng)流經(jīng)落山進(jìn)入滯后回采工作面推進(jìn)位置一定距離的聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)，再經(jīng)回風(fēng)順槽（尾巷）排出?；夭晒ぷ髅娼^對(duì)瓦斯涌出量37.77m3／min，相對(duì)瓦斯涌出量10.15m3／t，煤層厚4.2m，一次采全高。事故發(fā)生原因是在距回采工作面40多米的軌道順槽同回風(fēng)順槽（尾巷）聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)，提前打開了原先構(gòu)筑的閉墻，安設(shè)了局扇，風(fēng)筒經(jīng)聯(lián)絡(luò)巷送到回風(fēng)（尾巷）順槽內(nèi)，回風(fēng)（尾巷）順槽內(nèi)含高濃度瓦斯的風(fēng)流在此聯(lián)絡(luò)巷滯留紊亂，造成瓦斯積聚，達(dá)到爆炸濃度；又因安設(shè)在聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)的局扇開關(guān)失爆，有明火產(chǎn)生，霎時(shí)發(fā)生了瓦斯爆炸事故。從事故的起因看，打開軌道順槽同回風(fēng)（尾巷）順槽間的聯(lián)絡(luò)巷，導(dǎo)致回風(fēng)（尾巷）順槽內(nèi)高濃度瓦斯積聚在聯(lián)絡(luò)巷是最嚴(yán)重的違章作業(yè)，假如在閉墻上安設(shè)鐵風(fēng)筒，引導(dǎo)膠質(zhì)風(fēng)筒通過，進(jìn)回風(fēng)巷隔絕不穿通，這起事故是完全可以避免的；再者假如有一通路配一定的新鮮風(fēng)流進(jìn)回風(fēng)（尾巷）順槽內(nèi)，稀釋了高濃度瓦斯，也就不會(huì)有瓦斯積聚現(xiàn)象產(chǎn)生；同時(shí)也就無需安設(shè)局扇和開關(guān)，不會(huì)提前打開閉墻穿風(fēng)筒了，局扇開關(guān)明火更不會(huì)出現(xiàn)了，關(guān)鍵是“Y”型通風(fēng)方式確實(shí)存在缺陷弊端，就這樣頻繁地安設(shè)局扇送風(fēng)，人員在高濃度瓦斯區(qū)作業(yè)，發(fā)生瓦斯事故是遲早的事，所以要想沒有瓦斯事故發(fā)生，必須從通風(fēng)系統(tǒng)根源上找病因，以徹底根治。

3.2 “U＋L”型通風(fēng)方式

1991年，山西陽泉市某煤礦發(fā)生一起瓦斯爆炸事故，事故沒有人員死亡，但損失慘重，一條1 200多米長(zhǎng)的順槽巷道遭到摧毀，事故的回采工作面就是采用“一進(jìn)兩回”的“U＋L”型通風(fēng)方式，即皮帶順槽進(jìn)風(fēng)，軌道順槽回風(fēng)，在軌道順槽側(cè)布置尾巷（即下一工作面的順槽）回風(fēng)，兩回風(fēng)在匯入采區(qū)回風(fēng)巷前混合，同時(shí)要在混合的聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)安設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)窗，以控制從軌道巷回出的風(fēng)量。事故起因是運(yùn)輸順槽內(nèi)電鈴按鈕產(chǎn)生明火，點(diǎn)燃附近閉墻裂縫上析出的瓦斯，礦井地面指揮中心認(rèn)為明火需停風(fēng)控制，就安排主扇風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)，結(jié)果明火沒有自然熄滅，反而因停地面主扇，造成回采工作面瓦斯積聚，再有原先明火，導(dǎo)致瓦斯爆炸事故發(fā)生，接連發(fā)生10次以上，最后強(qiáng)行啟動(dòng)主扇，才轉(zhuǎn)危為安，后來到回采工作面去看，多次爆炸全發(fā)生在回采工作面尾巷，這是其成為獨(dú)頭巷的原由?！癠＋L”型通風(fēng)的工作方式同“Y”型通風(fēng)一樣，要不斷根據(jù)回采工作面的推進(jìn)距離，在存有高濃度瓦斯的回風(fēng)尾巷內(nèi)，打開一新的聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)閉墻，接著構(gòu)筑原回風(fēng)的聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)閉墻，同樣是獨(dú)頭作業(yè)，局扇風(fēng)機(jī)頻繁安設(shè)，機(jī)電明火的出現(xiàn)幾率總是存在，瓦斯事故同樣不可避免。

4 改變方法

怎樣才能消除“Y”型和“U＋L”型通風(fēng)方式的弊端呢？那就是變“Y”型和“U＋L”型通風(fēng)方式為“U＋U”型，給“Y”型的回風(fēng)順槽和“U＋L”型的尾巷配上一定量的新鮮風(fēng)流，既能稀釋由回采工作面排至回風(fēng)順槽或尾巷的瓦斯，又給構(gòu)筑閉墻作業(yè)人員送去通風(fēng)保障，徹底取消局扇風(fēng)機(jī)配風(fēng)，沒有任何機(jī)電設(shè)備，用電也是安全火花型（瓦斯探頭電流）。當(dāng)然供給的新鮮風(fēng)流要加以控制，以防止影響到回采工作面的配給風(fēng)量。實(shí)行型通風(fēng)方法的辦法有：

4.1 “U＋N”型

同時(shí)掘成兩個(gè)緊鄰的回采工作面，一個(gè)正常回采生產(chǎn)作業(yè)，另一個(gè)維護(hù)配風(fēng)，預(yù)排瓦斯。如圖1為“U＋N”型。

圖1 “U＋N”型遇風(fēng)方式改變示意圖

4.2 “U＋T”型

利于原先廢棄的大巷或在采區(qū)邊界開專用進(jìn)風(fēng)巷，穿過隔離煤柱同回風(fēng)順槽或尾巷掘通，配給新風(fēng)，稀釋瓦斯。如圖2為“U＋T”型。

圖2 “U＋T”型遇風(fēng)方式改變示意圖

4.3 “U＋O”型

若回采工作面順槽長(zhǎng)度超過1 000m，地面垂深又在200m之內(nèi)，則可以由地面向井下打直徑不小于0.5m的鉆孔，孔內(nèi)裝鐵皮或阻燃塑料套管，地面建棚或房子保護(hù)，也可根據(jù)通風(fēng)難易而安設(shè)局扇供風(fēng)，一個(gè)鉆孔服務(wù)兩個(gè)工作面，甚至更多工作面，逐步送巷接通鉆孔。如下頁圖3為“U＋O”型。

4.4 “U＋U”型

最不經(jīng)濟(jì)的做法是“U”巷道套上“U”型，大循環(huán)包圍，也可逐步延長(zhǎng)同工作面平行的巷道，把新風(fēng)送入尾巷。如下頁圖4為“U＋U”型。

圖3 “U＋O”型遇風(fēng)方式改變示意圖

圖4 “U＋U”型遇風(fēng)方式改變示意圖

類似方法還有很多，總之都是在回風(fēng)（尾巷）順槽內(nèi)取消獨(dú)頭式的通風(fēng)方式，取消井下局扇供風(fēng)構(gòu)筑閉墻的方式，讓作業(yè)地點(diǎn)在有全風(fēng)壓新風(fēng)供給下，讓回風(fēng)（尾巷）順槽的高濃度瓦斯必須有穩(wěn)定、可靠的新鮮風(fēng)流去稀釋，降低濃度。

5 結(jié)語

通過以上對(duì)“Y”型和“U＋L”型通風(fēng)方式解析，我們知道了病因弊端所在，同時(shí)也提出了改進(jìn)方法，今后汲取瓦斯爆炸事故教訓(xùn)，改“Y”型和“U＋L”型通風(fēng)為“U＋N”、“U＋T”、“U＋O”、“U＋U”、“U＋U”等型，真正讓煤礦安全，用超前大數(shù)法則和保險(xiǎn)系數(shù)原則來管理煤礦。

［1］ 周心權(quán).基于瓦斯爆炸事故剖析突發(fā)事件應(yīng)急處置的重要性［J］.煤炭科學(xué)技術(shù)，2014（1）：40－43.

［2］ 鄭乃國.利用走向頂板巷解決綜放面上隅角瓦斯超限［J］.煤炭科學(xué)技術(shù)，2008（7）：47－48.