尚衛(wèi)彬

摘 要：煤礦安全生產需要礦井通風技術提供支持，但是在煤礦通風系統建設中，煤礦通風參數設定難度高、火災發(fā)生時礦井風速控制方案科學性差，導致煤礦生產處子較大風險中。因此，在煤礦安全生產工作中，需要積極融入智能化設備，成立專業(yè)礦井通風隊伍，結合煤礦實際情況，選擇不同的通風優(yōu)化措施。

關鍵詞：礦井通風;通風技術;煤礦安全

中圖分類號：TD724 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）31-0067-03

Analysis on Application of Mine Ventilation Technology in Coal Mine Safety

SHANG Weibin

（Jizhong Energy Fengfeng Group Dashu Village Mine， Handan Hebei 056201）

Abstract： Coal mine safety production requires the support of mine ventilation technology. However， in the construction of coal mine ventilation system， it is difficult to set coal mine ventilation parameters， and the mine wind speed control plan is not scientific when a fire occurs， which always puts coal mine production at greater risk. Therefore， in the work of coal mine safety production， it is necessary to actively integrate intelligent equipment and set up a professional mine ventilation team to choose different ventilation optimization measures based on the actual situation of the coal mine.

Keywords： mine ventilation;ventilation technology;coal mine safety

在我國各種煤礦安全事故中，瓦斯事故占比達到了80%，而瓦斯聚集除了因為斷層區(qū)域瓦斯涌出之外，大部分源自通風系統不合理或者通風效率低下。煤塵爆炸是礦難的另一個主要因素，同樣與通風系統有著緊密關聯。因此，為了提升煤礦安全，必須提高礦井通風技術在煤礦生產中的應用水平。結合傳感技術、定位技術，可以對煤礦內通風情況展開動態(tài)監(jiān)測，讓礦總工程師能夠根據參考數據對通風系統做出優(yōu)化調整[1]。

1 礦井通風技術的重要性

1.1 有效降低礦難發(fā)生率

研究顯示，當瓦斯在礦井空氣中含量超過16%且有650 ℃以上熱源時，單位體積內氧氣含量超過12%，就會發(fā)生瓦斯爆炸。通過有效通風，稀釋聚集的瓦斯?jié)舛?，將其濃度控制?6%以下，能有效保證礦井安全。當煤塵聚集且達到300 g/m3且出現700 ℃熱源時，也有可能發(fā)生爆炸。而通過及時有效通風，可以避免煤粉塵聚集，同樣可以達到消除爆炸隱患的目的。

1.2 有效保護礦工身體健康

煤礦職業(yè)病防治中最重視的疾病是矽肺病。該病成因是勞動者長期處在粉塵環(huán)境中，粉塵沉積于肺部形成纖維化、結節(jié)、腫塊等。研究證實：0.5 [μ]m的粉塵重力小，容易在空氣中飄浮，可以通過人的鼻腔直接進入肺部，最終傷害肺泡組織導致炎癥的發(fā)生[2]?？赏ㄟ^通風降低粉塵濃度的措施預防矽肺病，這也證明礦井通風技術對礦工身體健康具有一定的保護作用。

1.3 有助于現場指揮煤炭開采作業(yè)

在現代信息技術下，將遙控、遙測、遙感等技術融入通風設備中，可以沿著通風系統進入地下采集各類參數，有利于指揮人員對現場開采工作展開調度。

2 煤礦安全中礦井通風技術的常見問題

近年來，我國煤礦礦井通風技術得到了長足發(fā)展，促進了我國煤礦業(yè)的發(fā)展。但是，多年發(fā)展經驗證明，礦井通風技術在煤礦安全應用中總會面臨著以下問題。

2.1 煤礦通風參數設定難度高

在礦井通風技術實施中，煤礦通風參數的獲取十分關鍵，包括井巷風速、井巷風壓等。在傳統監(jiān)測中，主要有皮托管壓差計法、精密數據氣壓計為主要監(jiān)測設備的基點法和同步法，且各有其優(yōu)劣勢。前者雖然監(jiān)測結果較為準確，數據處理相對簡單，但需要多點監(jiān)測及長期監(jiān)測才能保證數據結果最貼合實際，會增加監(jiān)測工作量;后者雖然因為融入了計算機技術，計算速度更快，數據處理更迅捷，但因為該類儀器整機熱平衡時間有限，故而環(huán)境發(fā)生熱度突變時并不能立刻有所反應，需要嚴密注意設備上的靜電保護膜是否完整，否則當井下存在高濃度瓦斯時非常容易導致爆炸，更重要的是因為井巷風速的斷面風速、湍流脈動并不一致，增加了該參數測定的難度。按照《礦井通風安全技術一般規(guī)定》（以下簡稱《規(guī)定》），煤礦企業(yè)必須要有合理分布礦井通風阻力的能力，保證礦井有效風量率不得小于87%。礦井通風系統需要每個月更新通風系統圖，這就需要對風量、風速、風壓等參數進行動態(tài)采集[3]。

2.2 火災發(fā)生時礦井風流控制方案科學性差

在火災發(fā)生后，為了在短時間內控制火勢，目前主要采用風流短路、局部反風和全礦反風3種形式控制礦井風流。但是，因為礦井內環(huán)境復雜，尤其是通風系統具有四通八達的特點，必須結合著火點、火勢等詳細信息來最終形成最科學的礦井風流控制方案，否則很容易助長火勢，增加井下人員安全風險，造成更大的損失。而一些煤礦在生產過程中疏于對礦井通風系統的動態(tài)調整、記錄，平日里又疏于進行礦井風流控制演習，有關人員操作水平低，一旦發(fā)生火災，無法在短時間內控制火勢甚至于消滅火患，導致整個煤礦處于較高風險中。

2.3 礦井通風技術應用監(jiān)督不足

《規(guī)定》要求煤礦每個月進行一次通風系統圖更新，通風區(qū)長、通風副總、總工程師、集團公司通風部形成了四級管理機制。但這個過程中若是任何一個主體出現問題，都會導致通風系統帶病投產，給煤礦安全生產帶來威脅。其中，最主要的風險在于審核者的技術素養(yǎng)、責任意識不一。通風系統圖是由專業(yè)通風技術員下井進行認真踏勘后按照規(guī)定比例畫出的，但因為缺乏監(jiān)督機制，部分通風技術員缺乏責任意識，并沒有按照規(guī)定下井，不能動態(tài)掌控井下通風系統發(fā)生的變化[4]。若是局部風阻、風壓、風速有明顯變化，就會造成對應區(qū)域瓦斯、煤粉塵不能有效擴散。隨著二者濃度的不斷增加，當出現超過600 ℃熱源后，會存在爆炸的風險。另外，還存在通風技術員不按照規(guī)定圖例繪圖、圖中標注不規(guī)范等問題，如用風點沒有標注風速、風壓、風量，通風節(jié)點劃分不科學等，導致圖紙無法有效為通風工作提供指導。除了繪圖之外，總工程師一年一次通風巷道普查、每個季度通風副總工程師的進回風巷道檢查也難以完全按照規(guī)定落實。失修率不得超過7%和嚴重失修率不得超過3%的要求往往僅停留在紙面上。

2.4 現有技術人員培訓不嚴格

一些煤礦通風技術人員得不到及時培訓，存在技術手段老化、工作不積極等情況，而煤礦也沒有定期安排外出培訓，不能使員工掌握先進的通風技術。通風工、安全監(jiān)控系統維護人員同樣面臨缺乏培訓這一問題，導致整個煤礦礦井通風技術落后。

2.5 “一通三防”信息化不足

“一通三防”指的是通風、防瓦斯、防火、防塵。其中，通風是基礎，能夠在很大程度上降低瓦斯爆炸和粉塵爆炸的概率。但因為煤礦管理較為復雜，人員多、環(huán)節(jié)多，必須要保證“一通三防”信息化管理，才能保證各個主體間互通有無，聯合作戰(zhàn)。然而，目前一些煤礦信息化管理相對不足，給“一通三防”工作帶來了不利影響[5]。

3 礦井通風技術在煤礦安全中的應用策略

3.1 積極實現通風參數智能測定

前文所述的幾種傳統監(jiān)測風速、風壓的方法都存在一定的弊端，這種弊端源自井巷風速、風壓的多變性。所以，要想精確測量風速、風壓，煤礦通風管理部門需要積極采用智能測試系統：①引入以風速傳感器為主要元件的智能風速測量儀，為了避免受到其他因素影響導致監(jiān)測失準，還需要對此類設備進行抗干擾設計;②對單點時均風速進行測量，可以選擇湍流統計法;③積極對抗大渦干擾，將大渦干擾降到最低水平。通過以上3個步驟引入通風參數智能測定系統，既能有效關注用風點情況，又能實現高精度測風。

目前，我國很多煤礦引入了智能測風設備，但大部分風速傳感器精度較低，難以全面準確測量出井巷全斷面平均風速。利用此設備獲得的數據調整通風網絡，會導致通風工作存在一定的風險。因此，建議使用該類設備的煤礦企業(yè)同時融入超聲波時差法對線段風速進行有效測量。該種方法在點測量時可以有效規(guī)避尺度效應，保證點測量的精準性。這樣的智能測風方案對于《規(guī)定》中指出的每月更新通風系統圖、保證通風阻力合理分布以及保證礦井有效風量率有著積極作用，對煤礦安全生產有著一定的保障作用。

3.2 提高火災礦井風流控制方案水平

為了有效選擇風流短路、局部反風、全礦反風方案，保證對火災的積極控制能力，需要通風部門積極結合煤礦實際情況，包括井巷通風系統情況、開采業(yè)務情況等，合理安排演習活動。結合智能測風系統提供的各類數據、通風系統圖，分析面對不同火災時選擇哪一類處理方式更合適。一般而言，全礦反風處理方式主要針對的是通風井口、井底車場、中央石門等處發(fā)生的火災，因為這些地方出現的火災非常容易蔓延，并且會導致嚴重事故。局部反風主要應對的是采區(qū)內部火災，可以通過風門啟閉來達成局部反風。反風操作風險性較高，若是已經決定反風，必須要讓原進風系統工作人員先撤離出來，同時要讓指揮人員、救護人員了解到即將采取反風措施，使井下人員得知情況以便于做出正確的應對[6]。

3.3 積極落實《規(guī)定》并加強技術監(jiān)督

煤礦通風部門要在內部積極落實學習《規(guī)定》，對其中關鍵技術、關鍵事宜做到心中有數。特別是通風區(qū)長、通風副總、通風總工程師等必須清晰了解自身責任，簽訂安全生產責任書，以督促其發(fā)揮相應的職能作用，避免瀆職。為了確?！兑?guī)定》落地，要提高考核力度，使安全生產意識深入人心。

通風技術員作為技術負責人、通風系統圖測繪負責人，必須處在全面緊密的監(jiān)督之下。通風科科長等應對其進行監(jiān)督，嚴格要求其充分掌握煤礦井巷中的通風環(huán)境，能夠按照規(guī)范測試風點風速、風壓、風阻，并能夠按照規(guī)范標注相應參數，保證通風系統圖正規(guī)、清晰、可信。另外，通風技術員、瓦斯檢查員要聯合對井巷中關鍵處的瓦斯、煤粉塵濃度進行測試，對地下線路、器具摩擦起火、打鉆起火等情況進行觀測，盡可能剪斷瓦斯、煤粉塵爆炸鏈條。智能測試系統維護人員要按照規(guī)定展開工作，保證智能設備的靈敏性。集團公司必須加強安全排查，委派專人到煤礦實地踏勘，依照《規(guī)定》中提出的機巷、風巷的斷面不能低于設計斷面70%、最小斷面不得低于3.5 m等具體數據來對相應的工作展開檢查，并作出全面評價。根據結果落實責任，對嚴重違規(guī)者依照有關規(guī)定進行處理，嚴重的要追究其法律責任。

3.4 積極提升技術人員培訓力度

以《規(guī)定》等國家及地方規(guī)定為主，積極落實學習規(guī)范性文件和標準性文件。在日常工作中，通過微信公眾號不斷強調安全生產的重要性，對通風部門提出嚴格要求，對其進行高頻次培訓和學習。每周組織瓦斯檢查人員開會并學習業(yè)務，保證瓦斯檢查員具有較高的思想水平，提高隊伍工作積極性。積極引進先進技術，并發(fā)動技術人員參與學習，主動將技術人員送往大型煤礦或者先進單位學習通風技術。

3.5 實現“一通三防”信息化

在物聯網技術下，有效將“一通三防”真正融合起來，有助于打破領域間屏障，實現各部門之間的有效合作。結合物聯網技術中的傳感器、定位器及智能技術，實現不同用風點的不同通風頻率，確保整個通風網的高效率工作。這些技術的融入能夠明顯提升煤礦安全生產水平。

4 結語

煤礦安全工作中通風工作是基礎，礦井通風技術水平是影響煤礦安全工作的主要原因。為了提升礦井通風技術水平，在積極學習《規(guī)定》等文件、加強火災時礦井風流控制演習之外，還需要加強智能通風建設，做到用風點風速、風量、風壓動態(tài)性合理測試，并能夠定期更新數據，讓該數據成為通風工作核心，讓通風總工程師有所參考。最后，需要利用物聯網打通“一通三防”，實現信息共享，提高煤礦安全水平。

參考文獻：

[1]張海龍.煤礦礦井通風中的技術措施研究[J].山東工業(yè)技術，2018（23）：55.

[2]劉彥明.煤礦通風系統優(yōu)化改造研究[J].機電工程技術，2017（12）：152-154.

[3]關曉林.優(yōu)化礦井通風與安全生產的關系研究[J].中國石油和化工標準與質量，2019（14）：38-39.

[4]梁春曉.探究高瓦斯煤礦采掘工程中通風技術與安全管理[J].黑龍江科技信息，2015（22）：152.

[5]劉超.煤礦通風安全的制約因素及對策探析[J].山東煤炭科技，2016（11）：53-55.

[6]王偉.礦井通風安全管理及通風事故防范措施[J].當代化工研究，2019（10）：52-53.