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        礦井通風(fēng)安全管理的制約因素分析及預(yù)防措施

        2019-04-09 11:27:00
        山東煤炭科技 2019年3期
        關(guān)鍵詞:順槽膠輪新元

        王 斐

        (山西新元煤炭有限責(zé)任公司,山西 晉中 045400)

        煤礦井下施工過程中,產(chǎn)生大量的易燃易爆粉塵和氣體,若不能及時抽取或聚集在某一區(qū)域,后果將不堪設(shè)想。隨著人們對安全意識和對通風(fēng)安全管理水平的不斷提高,煤礦井下爆炸事故明顯減少。但目前煤礦井下通風(fēng)安全管理仍然受到一些不良因素的制約,存在安全隱患。下面以山西新元煤炭有限責(zé)任公司31009工作面的通風(fēng)管理為例,對礦井通風(fēng)安全管理中的制約因素進行說明,并從實際工作出發(fā)提出改善措施。

        1 制約井下通風(fēng)管理的不良因素

        1.1 超能力生產(chǎn)

        我國煤炭生產(chǎn)量在37億噸以上,為了滿足煤炭供應(yīng),許多煤炭生產(chǎn)單位時間緊任務(wù)重。山西新元煤炭有限責(zé)任公司也會存在開采繁忙期,山西煤礦的煤層具有賦存復(fù)雜性,煤礦瓦斯含量都比較高,尤其在新元地區(qū)這一特點更為顯著,甚至比其他地區(qū)的賦存條件表現(xiàn)更為嚴(yán)重。在這種施工環(huán)境下再進行超能力生產(chǎn),通風(fēng)安全一定會存在重大隱患[1]。

        1.2 人員的流失和設(shè)備的老化

        目前,山西新元煤炭有限責(zé)任公司老齡化嚴(yán)重,造成技術(shù)人員斷層,有經(jīng)驗的優(yōu)秀技術(shù)管理者面臨退休,年輕的技術(shù)人員經(jīng)驗不足,導(dǎo)致煤礦優(yōu)秀技術(shù)管理人員缺失,其中包括大量的井下通風(fēng)管理人員。優(yōu)良的設(shè)備是做好通風(fēng)安全工作的重要條件,但目前許多通風(fēng)設(shè)備已經(jīng)老化甚至接近報廢期,有些設(shè)備已經(jīng)不能保證礦井下的通風(fēng)安全。人員的流失和設(shè)備的老化都會給井下通風(fēng)管理工作帶來巨大的困難,導(dǎo)致事故的爆發(fā)率大大升高[2]。

        1.3 通風(fēng)安全管理不到位

        礦井的通風(fēng)安全管理不是一成不變的,要隨著礦井生產(chǎn)條件的不同不斷改變管理方法和策略。通風(fēng)管理是一項復(fù)雜而細(xì)致的工作,在某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)漏洞將會導(dǎo)致嚴(yán)重后果,許多安全事故的發(fā)生都是因為通風(fēng)管理工作不到位產(chǎn)生了管理漏洞而造成的[3]。管理上的疏忽,使巷道密封不嚴(yán),會造成采空區(qū)嚴(yán)重漏風(fēng),大量的瓦斯從中溢出而引發(fā)事故。

        1.4 未按安全制度施工

        該公司不斷加強通風(fēng)安全的管理力度,下屬單位也都強制制定了對應(yīng)的通風(fēng)安全管理制度,但很多單位是為了應(yīng)付檢查,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產(chǎn)情況需要,成為一紙空文。制度的制定沒有明確個人的責(zé)任問題,獎懲不分明,在具體的工作中容易產(chǎn)生遺留問題,無人處理,造成的后果非常嚴(yán)重的[4]。

        2 主要預(yù)防措施

        山西新元煤炭有限責(zé)任公司注重生產(chǎn)安全,針對以上不良因素,在生產(chǎn)中采取了相應(yīng)的對策措施[5]。(1)要在保證安全的情況下再進行施工作業(yè),絕不犧牲任何安全條件作為代價;(2)加強人員的培訓(xùn)和設(shè)備的保養(yǎng)維修工作,做好安全的基礎(chǔ)工作,將安全隱患消除在初始階段;(3)施工前詳細(xì)了解礦井基本情況,繪制完善的圖紙和詳細(xì)的工藝流程,嚴(yán)格按照圖紙和工藝施工,絕不能產(chǎn)生任何安全遺漏;(4)按照廠內(nèi)的實際情況制定詳細(xì)的安全管理制度,做到獎懲分明,有依有據(jù)。

        2.1 31009工作面通風(fēng)方式的確定

        31009工作面采用綜采放頂煤開采工藝,采用抽放方法進行瓦斯治理,放煤后極易與上覆采空區(qū)塌通,形成漏風(fēng)通道,導(dǎo)致上覆采空區(qū)CO等有害氣體下泄,嚴(yán)重威脅工作面正常開采。為此,31009工作面初期采用負(fù)壓通風(fēng)方式,并建立配套的均壓通風(fēng)設(shè)施,以便當(dāng)CO等有害氣體下泄后能及時啟用均壓通風(fēng)系統(tǒng)。

        2.2 工作面通風(fēng)系統(tǒng)

        31009工作面采用“兩進一回”、“沿空留巷”、“Y”型通風(fēng)系統(tǒng)方式供風(fēng),風(fēng)量計算如下:

        (1)按工作面最多人數(shù)驗算

        按工作面最多人數(shù)配風(fēng)量計算:每人供風(fēng)量不小于4m3/min,最多人數(shù)按80人。經(jīng)計算,得Q采=80×4=320m3/min。

        (2)按工作面溫度選擇適宜的風(fēng)速計算

        需要風(fēng)量Q采=60×V采×S采

        =60×1.5×15.9=1431m3/min

        式中:

        V采-工作面通過風(fēng)速,根據(jù)工作面回采溫度,取1.5m/min;

        S采-工作面有效斷面,15.9m2;

        (3)按炸藥量計算

        ① 一級煤礦許用炸藥:Q采=25Acfi(m3/min)

        ② 二、三級煤礦許用炸藥:

        Q采=10Acfi(m3/min)

        式中:

        Acfi-采煤工作面一次爆破所用的最大炸藥量,kg;

        25-每千克一級煤礦許用炸藥需風(fēng)量,m3/min;

        10-每千克二、三級煤礦許用炸藥需風(fēng)量,m3/min。

        備注:爆破施工時具體炸藥使用量按照回采工作面爆破施工專項措施執(zhí)行。

        (4)按瓦斯涌出量計算

        根據(jù)31007工作面回采期間三個月的瓦斯統(tǒng)計情況,平均相對瓦斯涌出量按8.58m3/t,計算出31009工作面平均風(fēng)排瓦斯涌出量為10.36m3/min,設(shè)計日產(chǎn)5500t,則絕對瓦斯涌出量為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-回采工作面回風(fēng)流瓦斯?jié)舛劝?.7%計算需風(fēng)量;

        q采CH4-采煤工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中日平均風(fēng)排瓦斯涌出量,m3/min;

        K采CH4-采煤工作面瓦斯涌出不均衡系數(shù)。

        (5)按照膠輪車尾氣稀釋進行驗算(輔助進風(fēng))

        Q輔助進風(fēng)順槽=4×n×P×k×1.36

        式中:

        Q輔助進風(fēng)順槽-膠輪車尾氣排放稀釋需要的風(fēng)量,m3/min;

        4-每HP每分鐘應(yīng)供給的最低風(fēng)量,m3/min;

        n-膠輪車的臺數(shù),臺;

        P-膠輪車的功率,kW;

        k-配風(fēng)系數(shù)。一臺膠輪車的配風(fēng)系數(shù)為1.0,兩臺膠輪車的配風(fēng)系數(shù)為0.75,3臺及3臺以上膠輪車的配風(fēng)系數(shù)為0.5;

        1.36-kW與HP(馬力)的換算系數(shù),1kW=1.36HP。

        Q膠輪車=4×n×P×k×1.36

        =4×2×85×0.75×1.36=693m3/min

        (6)工作面回風(fēng)巷風(fēng)量計算

        Q回風(fēng)=Q進風(fēng)+Q輔助進風(fēng)=2516+693=3209m3/min

        式中:

        Q回風(fēng)-工作面總風(fēng)量,m3/min;

        Q進風(fēng)-進風(fēng)順槽風(fēng)量,m3/min;

        Q輔助進風(fēng)-輔助進風(fēng)順槽風(fēng)量,m3/min。

        (7)按風(fēng)速進行驗算

        回采時工作面進風(fēng)順槽進風(fēng)量取2516m3/min,輔助進風(fēng)順槽取693m3/min,則:

        15S1<Q采<240S2

        式中:

        S1-最大控頂距斷面,m2;

        S2-最小控頂距斷面,m2;

        Q采-回采工作面需要風(fēng)量,m3/min。

        15×S1=15×15.9=238m3/min

        300×S2=300×13.5=4050m3/min

        根據(jù)以上計算,工作面進風(fēng)順槽進風(fēng)量為2516m3/min,工作面輔助進風(fēng)順槽風(fēng)量為462m3/min,工作面總風(fēng)量為3209m3/min。

        確定31009工作面需風(fēng)量為3209m3/min。

        2.3 通風(fēng)路線

        韓莊進風(fēng)立井→中條帶西膠帶大巷、中條帶西輔運大巷(南)→南區(qū)集中輔運大巷、南區(qū)集中膠帶大巷→31009進風(fēng)巷→31009工作面、31009輔助進風(fēng)巷→31009回風(fēng)巷→南區(qū)集中回風(fēng)大巷(西、東)→3#煤十采區(qū)回風(fēng)大巷(北)→中條帶西回風(fēng)大巷(北)、中條帶西輔運大巷(北)→韓莊回風(fēng)立井→地面。工作面通風(fēng)系統(tǒng)詳見圖1。

        2.4 效果分析

        此次31009工作面施工,先確定通風(fēng)方式,認(rèn)真計算風(fēng)量,繪制工作面通風(fēng)系統(tǒng)圖紙,嚴(yán)格按照通風(fēng)制度執(zhí)行,在整個施工過程中保證了絕對安全,順利完成施工任務(wù)。

        圖1 31009工作面通風(fēng)系統(tǒng)示意圖

        3 結(jié)語

        山西新元煤炭有限責(zé)任公司注重井下通風(fēng)管理安全,在31009工作面施工過程中,對通風(fēng)方式和瓦斯抽放等基礎(chǔ)工作進行確認(rèn),對風(fēng)量的需求進行詳細(xì)計算,對通風(fēng)的實施構(gòu)筑進行系統(tǒng)設(shè)計并繪制通風(fēng)系統(tǒng)示意圖,在保證絕對安全的情況下,順利完成了施工任務(wù)。

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