樊鐵山 ，李 淵

（1.國家礦山安全監(jiān)察局 山西局，山西 太原 030000；2.大同煤礦集團 王村煤業(yè)有限責任公司，山西 大同 037000）

國家礦山安全監(jiān)察局要求進一步強化瓦斯“零超限”目標管理，倒逼瓦斯綜合防治措施落實，堅決防范和遏制瓦斯事故[1]。當煤礦井下發(fā)生瓦斯與煤塵爆炸事故時，礦井通風系統(tǒng)是否可靠、災害應急、處理是否及時有效顯得尤為重要[2-4]。為了搶救井下人員，避免受到有毒、有害氣體的侵襲，有時需要采取反風措施[5]，使有害氣體或者火災煙流由進風井筒排出，從而縮小井下受災范圍[6]。礦井反風是礦井發(fā)生災變時所采取的一項重要的控制風流的救災措施[7-8]，由于反風期間礦井系統(tǒng)中瓦斯運移分布問題比較復雜，礦井反風后，風量、風壓會發(fā)生變化，進而對瓦斯涌出也會產(chǎn)生影響，因而是一項非常慎重的工作[9-11]。

大同煤礦集團王村煤業(yè)有限責任公司（以下簡稱“王村煤業(yè)”）于2022 年2 月25 日進行了反風演習，歷時11 h。5 112 掘進工作面T1 傳感器報警持續(xù)時間7 h 35 min 6 s，其中爆表CH4體積分數(shù)≥4%持續(xù)時間3 h 12 min。礦井反風要結(jié)合礦井通風系統(tǒng)具體情況進行分析[12]，在確保安全的基礎上制定科學的安全技術方案[9]。在目前的技術規(guī)范中，對反風演習的規(guī)定亟待完善。摸清反風時瓦斯涌出規(guī)律和瓦斯?jié)舛鹊淖兓闆r，避免瓦斯峰值過高，防止瓦斯超限，迫在眉睫[13-14]。

1 礦井概況

王村煤業(yè)隸屬于晉能控股煤業(yè)集團有限公司，核定生產(chǎn)能力為100 萬t/a，低瓦斯礦井，水文地質(zhì)類型為中等，煤層自燃傾向性為自燃，煤塵具有爆炸性。礦井通風方式為中央分列式，通風方法為抽出式。開拓方式為立井斜井混合開拓，共有3 個井筒，分別為主斜井、副立井和西風立井?？傔M風量15 636 m3/min，總排風量15 737 m3/min。礦井絕對瓦斯涌出量為8.39 m3/min，相對瓦斯涌出量為4.18 m3/t；采煤工作面絕對瓦斯涌出量為3.67 m3/min，相對瓦斯涌出量最大為1.90 m3/t；掘進工作面絕對瓦斯涌出量最大為0.58 m3/min。

2 反風演習

1）反風演習準備。王村煤業(yè)編制了《2022 年度反風演習方案及安全技術措施》《2022 年度反風演習停送電專項措施》《2022 年度西風井主要通風機反風演習安全技術措施》，并上報晉能控股煤業(yè)集團會審。

2）反風演習。8:00—9:32，完成無關人員撤出、參與人員到位、逐級斷電等工作；9:40—11:50，1#主要通風機反風，持續(xù)時間2 h 10 min，超出計劃時間40 min；11:58—13:37，2#主要通風機反風，持 續(xù) 時 間1 h 39 min，超 出 計 劃 時 間9 min；13:37—14:32，自然通風，持續(xù)時間55 min；14:32，1#主要通風機恢復正常通風；15:12—19:00，排放瓦斯，超出計劃時間30 min。

3）初步評價。這次反風演習完成計劃的所有流程，基本達到了《煤礦安全規(guī)程》第一百五十九條規(guī)定的要求，即“在10 min 內(nèi)改變巷道中的風流方向”、“主要通風機的供給風量不應小于正常供風量的40%”。監(jiān)控系統(tǒng)記錄了這次反風演習的全過程。

3 問題分析

1）瓦斯?jié)舛瘸迗缶瘒乐?。采掘工作面瓦斯?jié)舛瘸藿y(tǒng)計表見表1。從表1 可以看出，王村煤業(yè)反風演習造成8120 采煤工作面和2 114、8 116-1、5 114、5 112 掘進工作面瓦斯?jié)舛瘸?，超限持續(xù)時間在1 h 6 min 42 s～7 h 35 min 6 s；CH4體積分數(shù)≥4%持續(xù)時間為3 h 12 min。5112 掘進工作面在反風、逐級送電、排放瓦斯等階段，瓦斯爆炸3 個條件之一的瓦斯可能達到爆炸深度，不在可控范圍內(nèi)。

表1 采掘工作面瓦斯?jié)舛瘸藿y(tǒng)計表Table 1 Statistical table of excessive gas concentration in mining face

2）關鍵指標測定位置沒有設置甲烷傳感器?！睹旱V安全規(guī)程》第一百七十六條第四款規(guī)定，在排放瓦斯過程中，排出的瓦斯與全風壓風流混合處的甲烷和二氧化碳濃度均不得超過1.5%[15]。AQ 1029—2019《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范》對甲烷傳感器設置作出了規(guī)定，但是，對排放瓦斯過程中關鍵指標測定位置沒有規(guī)定設置甲烷傳感器。

3）未達到反風演習時間。王村煤業(yè)1#主要通風機反風，持續(xù)時間2 h 10 min，超出計劃時間40 min；2#主要通風機反風，持續(xù)時間1 h 39 min，超出計劃時間9 min。演習方案中2 臺主要通風機的計劃反風時間都少于《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的2 h，2#主要通風機實際反風時間也少于《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定的2 h。

4）自然通風時間長。《煤礦安全規(guī)程》第一百五十八條規(guī)定，必須安裝2 套同等能力的主要通風機裝置，其中1 套作備用，備用通風機必須能在10 min 內(nèi)開動。王村煤業(yè)反風演習結(jié)束后，于13:37—14:32，進行有計劃的自然通風，持續(xù)時間55 min，主、備用通風機均未在10 min 內(nèi)啟動，也是造成瓦斯?jié)舛雀?、超限時間長的1 個原因。

4 對王村煤業(yè)反風演習的反思

反風演習期間，進回風井互換，某些地點風量、風壓達不到正常運轉(zhuǎn)時的數(shù)值，必然引起瓦斯體積分數(shù)變化，甚至積聚。但是從安全的角度，都不應該造成瓦斯積聚，即使沒有辦法杜絕積聚，也不應該達到5%～16%的爆炸體積分數(shù)。

1）沒有規(guī)定控制瓦斯超限的措施。在反風演習過程中出現(xiàn)的瓦斯超限、高值超限甚至爆炸濃度超限，王村煤業(yè)沒有采取壓縮某項預設流程或某項流程時間的措施。有人認為，反風演習是允許瓦斯超限的。什么地點可以超限？瓦斯超險界限是多少？目前找不到規(guī)定。強制要求反風演習，但沒有要求嚴格控制反風演習時出現(xiàn)的瓦斯超限、可能引發(fā)瓦斯爆炸惡性事故發(fā)生的高值超限，是不科學的、不負責任的。

2）難以杜絕“黑天鵝”事件或“灰犀?！笔录?。山西省有800 多座煤礦，平均按3 個掘進工作面計算，每年反風演習1 次，有2 400 個掘進工作面的瓦斯體積分數(shù)可能發(fā)生超限，10 年有24 000 個掘進工作面的瓦斯體積分數(shù)可能發(fā)生超限。不能否認，礦井有負責任的領導，有技術能力強的團隊，反風演習時可能不會發(fā)生事故。但是所有的煤礦每年至少進行1 次反風演習，對單個礦井，有沒有發(fā)生“黑天鵝”事件的可能？對所有礦井，有沒有發(fā)生“灰犀?！笔录目赡?？很難說。

3）主要通風機的類型對反風演習的影響。在20 世紀，我國主要通風機采用離心式風機的煤礦還比較多；進入21 世紀，尤其是現(xiàn)在，我國的煤礦主要通風機幾乎全部采用軸流式風機。《煤礦安全規(guī)程》第一百五十九條第一款規(guī)定的“生產(chǎn)礦井主要通風機必須裝有反風設施”，顯然是對離心式風機的規(guī)定，已經(jīng)不適應現(xiàn)實的要求。

4）開拓系統(tǒng)對正向通風和反向通風的影響。多井筒的礦井，在正向通風或反向通風2 種狀態(tài)下，其風壓、風阻、風量之間的關系是不可逆的關系。正向通風和反向通風時防爆門、安全出口、風機安裝的密封不可能達到相同的狀態(tài)。只對反風演習的風量和時間2 項指標進行考核，沒有對其他技術參數(shù)進行科學論證，在災變后需要反風救援時，反風演習的實際指導意義很小。

5）礦井及采煤工作面通風方式引起的系統(tǒng)性風險。不考慮井下系統(tǒng)風壓、風阻、風量之間的關系變化，當所有的井筒井口處于同一高程，正向通風和反向通風系統(tǒng)可逆；相反，由于井口之間壓差大小相對發(fā)生變化，正向和反向通風系統(tǒng)不可逆。對比正向或反向通風，當采煤工作面采用“U”方式通風時，其風壓、風阻、風量之間的關系變化不是很大；當采煤工作面采用“一進兩回”“增壓通風”“U+L”或“兩進三回”的方式通風時，其風壓、風阻、風量之間的關系變化是非常復雜的，系統(tǒng)是不可逆的。礦井本身及其采煤工作面的差異性注定給反風演習帶來系統(tǒng)性風險。

6）高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井反風演習時的風險。對于高瓦斯、突出礦井、有毒有害氣體異常涌出的礦井來說，掘進工作面停風勢必引起瓦斯等有毒有害氣體的濃度急劇升高。在反風演習過程中，個別高突礦井的掘進工作面瓦斯體積分數(shù)可達到45%。其瓦斯體積分數(shù)都是從1%逐步上升到2%，再上升到3%，逐步達到45%的，勢必會穿過5%～16%的爆炸界限；反風結(jié)束后排放瓦斯時，勢必會再次經(jīng)過16%～5%的爆炸界限，此時反風演習帶來的操作性風險特別大。

7）多風井礦井反風演習時的風險。多風井礦井反風演習產(chǎn)生的隱患更突出；高突多風井礦井反風演習發(fā)生的瓦斯體積分數(shù)超限更難以控制。多風井礦井反風還涉及1 個還是多個風井反風、多個風井反風時的反風順序、風井服務區(qū)域之間風流和風向的調(diào)節(jié)，牽扯的通風參數(shù)比較多。如果引起紊亂，極其麻煩。這樣的反風演習很難為災變后進行救災提供技術支撐。

8）礦井反風演習與實際反風的環(huán)境差異。實際井下進風大巷一旦發(fā)生火災，第一時間肯定是斷電、撤人，斷電范圍可能包括井下變電所以及專用風機線路。撤出人員后，才會根據(jù)事故勢態(tài)，考慮采取直接、間接或綜合滅火方法進行事故處置，最后萬不得已才考慮全礦井或局部區(qū)域反風，也就是說，災變后采取實際反風措施，不但要參考反風演習時獲得的技術參數(shù)，而且要考慮因災變本身帶給通風系統(tǒng)的變化。

5 對王村煤業(yè)反風演習的監(jiān)察執(zhí)法

國家礦山安全監(jiān)察局山西局監(jiān)察執(zhí)法二處針對王村煤業(yè)反風演習時出現(xiàn)1 個采煤工作面、4 個掘進工作面同時長時間瓦斯體積分數(shù)超限甚至高值超限沒有采取積極措施進行處置，按重大事故隱患進行了調(diào)查處理。有人認為，王村煤業(yè)在反風演習時制定了專項措施，不屬于重大事故隱患（應急管理部令第4 號）[16]規(guī)定的“井下瓦斯超限后繼續(xù)作業(yè)或者未按照國家規(guī)定處置繼續(xù)進行作業(yè)的”的情形，“繼續(xù)作業(yè)”應該是采掘作業(yè)，不包括反風演習，沒有主觀故意。有人認為，雖然王村煤業(yè)在反風演習時制定了專項措施，但是其行為存在現(xiàn)實危險，已經(jīng)觸犯了國務院令第446號、應急管理部令第4 號及其相關規(guī)定。

6 制度現(xiàn)存主要問題

隨著技術進步，在礦井進風井附近、進風井筒、井底車場和與井底車場直接相連的進風大巷發(fā)生火災事故的概率在大幅下降。對于反風演習，部門規(guī)章、國家標準、行業(yè)標準、行業(yè)技術規(guī)范的修訂勢在必行。

1）《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定過時。在《煤礦安全規(guī)程》第一百五十九條規(guī)定中，對“必須裝有反風設施”“10 min 內(nèi)改變巷道中的風流方向”“供給風量不應小于正常供風量的40%”的規(guī)定，可以認定是針對“主要通風機”的要求，而不應該是針對礦井通風系統(tǒng)的，這和煤礦全礦井系統(tǒng)反風演習的普遍認知有所區(qū)別：①一直沿用了過去的規(guī)定，沒有進行修改；②針對礦井主要通風機過去使用離心式風機提出的，已經(jīng)不適應當今礦井對反風演習的要求。

2）行業(yè)標準規(guī)定過時。2006 年11 月2 日首次制定并發(fā)布的 AQ 1028—2006《煤礦井工開采通風技術條件》，已經(jīng)過去15 年。從第1 條“10 min 內(nèi)改變巷道中的風流方向”“供給風量不應小于正常供風量的40%”“采用電動、手搖兩用風門絞車并集中操作”，到第3 條“反風道”“正、反向風門”，不難發(fā)現(xiàn)其都是對主要通風機采用離心式風機的規(guī)定。

3）全礦井反風演習的規(guī)定粗放?！睹旱V安全規(guī)程》第一百五十九條第一款主要針對生產(chǎn)礦井主要通風機具有反風功能、改變風流的時間、改變風流后供風量標準做出了規(guī)定；第二款針對礦井反風演習的頻次做出了規(guī)定。AQ 1028—2006《煤礦井工開采通風技術條件》中，第10.4 條規(guī)定對多臺主要通風機同時反風和單臺主要通風機各自反風演習的要求做出了規(guī)定。其原則性規(guī)定，淡化了反風演習的風險。

4）反風案例支撐力不足。應急管理出版社編印的《煤礦安全規(guī)程解讀》（2022）對第一百五十九條解讀時舉了2 個例子，都是不成功的案例，只提出了合理想象的結(jié)論，沒有得到驗證，作為制定該條規(guī)定的案例依據(jù)，支撐力明顯不足。

5）反風演習應采取的措施存在漏洞。AQ 1028—2006《煤礦井工開采通風技術條件》中，第10.7 條規(guī)定“反風演習持續(xù)時間內(nèi)，在反風后出風井口附近20 m 范圍內(nèi)以及反風后出風井口相連通的井口房等建筑物內(nèi)，都必須切斷電源，禁止一切火源存在，并禁止交通”，僅僅制定地面的防范措施，沒有制定井下有害氣體可能引發(fā)事故的防范措施，顯然存在明顯的漏洞。

6）反風演習風量規(guī)定缺乏科學性?！睹旱V安全規(guī)程》第一百五十九條第一款關于反風后主要通風機的供給風量不應小于正常供風量的40%的規(guī)定，無論從通風機性能上講，還是從礦井通風系統(tǒng)上講，還是從救援措施的角度講，沒有絲毫的科學依據(jù)。如果井下有自然發(fā)火區(qū)域，風流改變、風量變化對自然發(fā)火區(qū)域的控制影響較大，這條規(guī)定就更說不通了。

7）減少采掘工作面參與的利與害。在反風演習過程中，許多礦井都會采取減少采掘工作面參與的方式，防止將采掘工作面的有害氣體帶到進風井、井底車場。這對于反風演習來說確實減少了風險，但作為救災措施的演習，實際效果降低了許多。

8）反風演習經(jīng)驗教訓積累機制不健全。目前，還沒有建立全國統(tǒng)一的反風演習經(jīng)驗教訓的積累機制，煤礦企業(yè)、科研院所的工程技術人員、專家學者對反風演習的實踐和研究呈現(xiàn)“碎片化”狀態(tài)，有一定的盲目性。

7 健全制度的建議

1）列為危險作業(yè)的情形。反風演習的危險程度遠遠大于《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》第四十三條列舉的危險作業(yè)。一是應該規(guī)定反風演習為危險作業(yè)的情形；二是必要時可以增設反風風機，在反風時，局部積聚的瓦斯在反風演習過程中得到有效排放；三是在掘進工作面混合風流處增設瓦斯傳感器；四是將個別低濃度甲烷傳感器更換為高濃度甲烷傳感器等。

2）明確反風演習的方式。部分高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井并不進行反風演習，只是進行電腦模擬反風演習。不同方式的反風演習具有各自的優(yōu)點和缺點，只有對多種形式的反風演習比較總結(jié)，才能獲得科學且精準的救援依據(jù)。

3）規(guī)定反風演習方式的適用范圍。在部門規(guī)章、行業(yè)標準或行業(yè)技術規(guī)范中應該明確全礦井反風、局部反風，單風井反風、多風井反風等的演習適用條件。無論是反風演習，還是搶險救援，其適用條件不應該停留在定性層面，而應該做到定量。

4）規(guī)定反風演習過程中重大事故隱患的情形。應急管理部令第4 號《煤礦重大事故隱患判定標準》第五條對“瓦斯超限作業(yè)”的3 種情形做出規(guī)定，從3 種情形可以看出，把事中、事后采取措施作為重點，沒有對事前應采取的措施做出規(guī)定。反風演習時“瓦斯超限作業(yè)”作為典型，有足夠的理由應該認定為重大事故隱患的一種情形，“作業(yè)過程中人為造成采掘工作面瓦斯?jié)舛冗_到3%及以上的”，比照其它危險作業(yè)，做出兜底性規(guī)定。

8 結(jié) 語

1）有必要建立全國一盤棋反風演習經(jīng)驗和教訓積累的機制。積累多種通風方式、多種瓦斯等級的礦井反風演習的經(jīng)驗和教訓，甚至積累一些災變后救援的經(jīng)驗和教訓，逐步建立健全部門規(guī)章、行業(yè)標準或行業(yè)技術規(guī)范，進而科學地指導反風演習。

2）為降低反風演習時局部瓦斯超限的風險，可以考慮增加必要的通風設施或改變局部通風方式的路徑，從硬件條件上改善反風演習的環(huán)境。

3）通風參數(shù)的差異性決定礦井在反風演習時環(huán)境的差異性，通用性的反風演習方案不能滿足差異性的要求，通用性的安全技術措施也不能保證差異性通風環(huán)境下的操作安全。應該鼓勵各類企業(yè)制定反風演習企業(yè)標準，形成差異化規(guī)范體系，為完善全國性的制度奠定基礎。

4）王村煤業(yè)暴露出多個采掘工作面瓦斯超限時間長、高值爆表超限時間長、較難達到反風演習時間等問題；多風井礦井存在同時反風和單獨反風的論證、同時反風時反風順序的問題；高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井反風時存在能不能進行定量的問題。建議列入國家科技攻關計劃進行攻關。

5）AQ 1028—2006《煤礦井工開采通風技術條件》對多臺主要通風機通風的礦井反風演習的規(guī)定，已經(jīng)不適應當前礦井通風現(xiàn)狀的需要。對這種高危險作業(yè)，應當明確反風演習或模擬反風演習的方式，明確反風演習的流程、措施及具體要求，才能做到精準、可控、實用、系統(tǒng)。

6）《煤礦安全規(guī)程》第一百五十九條對礦井反風演習的規(guī)定，有較大的局限性。必須將對主要通風機的要求擴大到對全礦井通風系統(tǒng)的要求，制定完善具有普遍約束力的、符合實際情況的部門規(guī)章的相應條款。