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矿井通风论文
黑龙江工业学院
结课论文
<<矿井通风论文>>
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煤矿安全 “一通三防” 灾害治理
论文摘要：
分析了矿井“一通三防”灾害现状以及基本的治理方法，提出了防治目标及技术思路，对于矿井通防安全的健康发展有现实指导意义。
开采下组煤时，因煤体为实体煤，故矿井粉尘治理也将作为影响矿井安全生产的不利因素之一，且开采的煤层为Ⅰ类自燃煤层，发火期较短、范围广，防灭火形势严重。
矿井在通风、瓦斯、自燃发火方面的隐患均十分突出。
在矿井生产向深部和边界转移的衰老期，这些隐患更为明显。
如何对上述隐患进行有效治理，已经成为矿井安全健康、可持续发展的关键。
1 矿井灾害分析评价
1.1 矿井通风系统现状
矿井通风系统现状。
井下巷道改造，通风系统为中央并列式，即由主斜井、副斜井、行人斜井进风，回风斜井回风。
目前通风状况:
回风斜井装备2台型号为FBCDZ-6-NO18B型轴流式通风机，配备VBFh315—6型电动机，功率132 kW，担负上组煤各采区的通风任务。
1.2 当前矿井通风系统评价和今后可能出现的问题
整合前，煤矿只开采3#煤，当前矿井通风系统足以满足矿井通风需求。
但整合后，随着矿井生产向深部延深和边界拓展，现存的通风系统存在的问题就凸显出来，风井通风能力逐渐不足，主扇风机满负荷运转也无法满足矿井通风需求，且风机呈现老化趋势。
目前的通风系统将不能满足生产的需要，必须进行相应的改造，否则矿井生产将难以为继。
1.3瓦斯情况
整合前各煤矿井历年瓦斯鉴定均属低瓦斯矿井（详见表1.3-1），矿井生产初期浅部水平煤层瓦斯赋存量小，瓦斯涌出量不大。
表1.3-1兼并重组整合前各矿井瓦斯等级及二氧化碳涌出量鉴定表
矿井名称
井型
（万t/a）
年度
CH4
CO2
绝对涌出量
（m³/min）
相对涌出量
（m³/t）
批复
等级
绝对涌出量
（m³/min）
相对涌出量
（m³/t）
原上孔煤业
30
2006
1.55
8.74
低
1.57
9.41
昌易煤业
9
2008
2.04
3.54
低
0.31
0.54
二龙沟煤业
15
2008
1.71
5.53
低
1.34
4.34
柏沟煤业
9
2008
0.78
3.6
低
0.72
3.32
整合后，根据2011年1月河南理工大学提交的《山西晋煤集团阳城晋圣上孔煤业有限公司3、9、15号煤层矿井瓦斯涌出量预测》报告，兼并重组后，矿井在生产能力达到0.60Mt/a的条件下：
开采3号煤层时矿井最大绝对瓦斯涌出量为10.82m3/min；开采9号煤层时矿井最大绝对瓦斯涌出量为10.41m3/min；开采15号煤层时矿井最大绝对瓦斯涌出量为10.87m3/min，均为低瓦斯矿井。
具体结果如下：
（1）回采工作面瓦斯涌出量预测结果见表1.3-2。
表1.3-2回采工作面瓦斯涌出量预测结果
生产区域
煤厚（m）
瓦斯含量
（m3/t）
平均产量
（t/d）
瓦斯涌出量（m3/t）
开采层
邻近层
合计
3号煤层瓦斯含量最大区域
5.08
7.0
1600
4.18
0.21
4.39
9号煤层瓦斯含量最大区域
0.96
7.5
1600
4.47
1.44
5.91
15号煤层瓦斯含量最大区域
1.84
7.5
1600
5.01
0.56
5.57
（2）掘进工作面瓦斯涌出量预测结果见表1.3-3。
表1.3-3掘进工作面瓦斯涌出量预测结果
生产
区域
掘进
工作面
煤厚
（m）
瓦斯
含量
（m3/t）
巷长
（m）
掘进
速度
（m/mon）
瓦斯涌出量（m3/min）
煤壁
落煤
合计
3号煤层瓦斯含量最大区域
工作面顺槽
4.64
7
1200
200
1.49
0.30
1.79
大巷
4.64
7
600
100
0.72
0.13
0.85
9号煤层瓦斯含量最大区域
工作面顺槽
0.96
7.5
1200
200
0.32
0.31
0.63
大巷
0.96
7.5
600
100
0.16
0.19
0.35
15号煤层瓦斯含量最大区域
工作面顺槽
1.84
7.5
1200
200
0.66
0.16
0.82
大巷
1.84
7.5
600
100
0.32
0.22
0.54
（3）采区瓦斯涌出量预测结果见表1.3-4。
表1.3-4采区瓦斯涌出量预测
生产区域
平均产量
（t/d）
采区瓦斯涌出量
回采
（m3/min）
掘进
（m3/min）
采空区
（m3/min）
合计
（m3/min）
（m3/t）
3号煤层瓦斯含量最大区域
1818
4.88
2.64
1.5
9.02
7.14
9号煤层瓦斯含量最大区域
1818
6.57
0.98
1.51
9.06
7.17
15号煤层瓦斯含量最大区域
1818
6.19
1.36
1.51
9.06
7.18
（4）矿井瓦斯涌出量预测结果见表1.3-5。
表1.3-5矿井瓦斯涌出量预测
生产区域
平均产量
（t/d）
瓦斯涌出量
生产（含开拓）采区
（m3/min）
已采采区
（m3/min）
合计
m3/min
m3/t
3号煤层瓦斯含量最大区域
1818
9.02
1.8
10.82
8.56
9号煤层瓦斯含量最大区域
1818
9.06
1.34
10.41
8.25
15号煤层瓦斯含量最大区域
1818
9.06
1.81
10.87
8.62
根据整合前矿井瓦斯涌出量和本次兼并重组瓦斯涌出量预测结果，本矿井属于低瓦斯矿井。
但随着生产的不断向深部延深，采空区面积增大，地质条件的复杂，非正规生产区域增加，瓦斯管理的难度不断加大，任务更加艰巨。
1.4煤 尘
据2009年9月17日原昌易煤业3号煤层掘进工作面采样化验结果，3号煤层煤尘无爆炸危险性。
据补充勘探中对15号煤层采样，对煤的煤尘爆炸危险性鉴定结果，及相邻的西冯街煤业9号煤层的煤尘爆炸危险性鉴定结果，本井田9号、15号煤层煤的煤尘无爆炸危险性。
虽然煤尘无爆炸性，但防尘治理必须跟进，生产原煤时必然要存在大量问题和隐患。
一是生产过程中综合防尘措施落实不到位，放炮、运输等各个生产环节都安装了防尘设施，却不能正常使用。
究其原因，主要是职工的安全意识淡薄，对煤尘的危害认识不足，还没有树立起生命第一、健康是基础的人生新观念，表现出安全教育的滞后。
二是综合防尘的治理手段落后，技术水平低，防尘自动化应用差距较大。
1.5自然发火
据2009年9月17日井田内原昌易煤业，3号煤层掘进工作面采样化验结果，3号煤自燃倾向性等级为Ⅲ，属不易自燃煤层。
据补充勘探中对9号、15号煤层采样作煤的自燃倾向性鉴定结果，9号煤层煤的吸氧量为1.64cm3/g，自燃倾向性等级为Ⅰ，属容易自燃煤层。
15号煤层煤的吸氧量为1.52～1.56cm3/g，自燃倾向性等级为Ⅰ，属容易自燃煤层。
随着矿井生产进入后期，一方面大面积采空区处于通风系统的包围之中，采空区漏风难以避免，残留煤炭长期氧化蓄热；另一方面，生产接续紧张导致采面布局中防治自然发火的技术要求难以有效落实；第三方面是采区煤柱的周围均为采空区，是最易产生煤炭自然发火的时期。
因此，矿井生产后期的自燃发火隐患将愈来愈突出，防灭火的任务越来越艰巨。
1.6防治水
据2010年煤田地质队对煤煤矿地质报告叙述：
井田内奥陶系石灰岩岩溶水470-490m之间,15号煤层底板标高低于岩溶水标高，带压开采是本矿防治水的重点。
另外，井田内3号煤层已大面积采空,采空区面积为6630225m2，采空区有不同程度的积水。
根据《煤炭安全手册》第五篇矿井防治水中的采空积水估算公式估算了3号煤层采空区积水量为361325m3。
综上所述，矿井生产后期将面临大量积水的威胁，生产过程中必须坚持探放水原则，以防发生突水事故，因此，防治水也成为制约煤矿安全生产的必要条件之一。
2 “一通三防”建设目标
建立安全合理、稳定可靠的矿井通风系统，杜绝瓦斯、煤尘、自然发火等重大灾害事故和“一通三防”方面的各类事故，为矿井的安全生产创造良好的通防条件。
努力提高矿井“一通三防”管理水平，促进矿井“一通三防”各项工作不断上水平、上台阶，保持通防质量标准化矿井水平和通防安全示范化矿井水平。
面对出现的各种新问题和不断恶化的生产条件，提出超前性的措施和应对策略，确保“一通三防”各项工作适应新形势的需要，为建设本质安全型矿井提高矿井的抗灾能力发挥重要作用。
3 主要通防灾害防治规划
3.1 矿井通风系统
矿井通风系统是安全生产的基本条件，是“一通三防”各项工作的基础，立足当前，兼顾长远，确保矿井通风系统合理稳定可靠，有足够的通风能力，在矿井生产的不同阶段能时时满足生产的需要是矿井通风管理的首要任务。
充分发挥现有风井主要通风机的通风能力，优化调整通风系统，合理调配，保证当前一段时间矿井通风系统满足生产的需要。
但随着基建工作的开始，当前的通风系统已不适应整合后生产的需要，全矿井供风能力紧张。
根据计算，通过更换风机，选择两台FBCDZ-10-№28C型隔爆轴流对旋式风机作为回风斜井通风设备，选择电动机为型号为YBFe560S-10，功率2×280kW。
两台通风机一台工作，一台备用。
确保整合后安全生产的通风需求。
（3）强化通风系统管理，确保在生产衔接紧张，采面调整频繁的条件下，矿井通风系统的合理稳定可靠，有足够的通风能力。
强化通风系统的日常管理，从巷道布置设计到施工与维护、通风系统调控等方面采取措施，提高有效风量率，提高通风系统的运行质量。
根据采掘衔接安排，做到超前分析，预测矿井通风系统的变化，制定年度通风系统优化调整的方案和计划，提前做好实现矿井通风系统的顺利延续和变化工作，做到通风网络不断简化，通风系统保持适时优化。
（4）进一步提高局部通风的安全保障，加大对旋式局部通风机的投入，逐步淘汰11 kW及以下的局部通风机，实现“双风机、双电源，自动切换、自动分风”，确保掘进巷道的风速、风量符合设计要求。
3.2 防治瓦斯
矿井开采的后期，采面逐步向矿井边界和深部转移，瓦斯的隐患将逐步加重，瓦斯的危害将更加突出。
尤其是低瓦斯矿井的高瓦斯异常区域，瓦斯赋存不规律，受地质构造的影响较大，平常生产中出现瓦斯异常涌出机率很少，人们往往容易出现松懈麻痹的心理，一旦出现瓦斯突然涌出，又往往很难及时发现，相关治理瓦斯异常涌出的措施跟不及时，这是治理瓦斯的最大隐患。
防治瓦斯的重点地点:
一是采煤工作面回风隅角。
该范围内瓦斯容易积聚，当实行无煤柱开采时，采煤面进风隅角及整个切顶线都有出现瓦斯超限的可能。
二是煤采空区密闭附近，墙内瓦斯积聚，墙外瓦斯超限。
三是掘进工作面。
随着井田开采越来越深，煤层深部瓦斯随采动影响而涌出异常，容易造成瓦斯超限。
而掘进工作面又是矿井通风的薄弱环节，所以必须对掘进工作面进行加强通风，对掘进工作面瓦斯必须严格控制。
防治瓦斯措施:
一是认真贯彻落实“先抽后采、监测监控、以风定产”瓦斯治理十二字方针，把提高防治瓦斯重要性认识真正落实到行动上，落实到现场上。
瓦斯危害巨大，人人皆知，然而为什么瓦斯爆炸却仍时有发生，让我们震憾。
究其根源，防治瓦斯措施落实有差距，不能慎之又慎，持之以恒的抓好措施是关键所在。
因此，防治瓦斯必须克服形式主义，实实在在抓好措施在现场的落实，不能有丝毫的懈怠和马虎，实践证明，只要真正重视防治瓦斯工作，能够及时发现隐患苗头，我们完全有能力治理好瓦斯，消灭重大灾害事故的发生。
二是根据不同区域、不同地点瓦斯涌出特性，制定有针对性专项措施。
三是强化特殊生产地点的瓦斯管理。
四是完善矿井瓦斯监控系统，提高技术装备水平，充分发挥其安全保障作用。
3.3 防治煤尘
煤尘事故是矿井潜在的重大事故隐患，而综合防尘工作关系到生产全过程的每一个环节，人为因素制约较大，管理难度大。
要求我们必须高度重视，认真落实每道生产工序，各个扬尘环节的综合防尘工作。
一是强化人本管理，加强职工和各级管理人员培训教育工作，真正把综合防尘工作转化为职工的自觉行动。
二是层层分解管理责任，抓检查，严考核，把各项措施落实到现场。
三是加大投入，提高技术创新水平，逐步实现综合防尘自动化。
3.4 防治自然发火
自然发火的隐患将始终伴随着生产全过程，按照“以防为主、防治结合”指导思想，建立矿井防灭火防治体系。
从预防上入手，把主要精力、措施放在“防”上。
预防内因火灾的主要方法是消除形成自然发火事故的基本条件，煤炭自燃的三个条件只要消除或改变其中一个或一个以上的条件，就可防止或控制自然火灾。
现场措施上一是提高密闭质量、二是加大防灭火注浆量、三是应用通风均压调整、四是加强检测监控。
实施“人机结合”自然发火监测预报体系，充分发挥防灭火束管监测系统和瓦斯监测监控系统作用，强化瓦斯检查员的现场检测检查力度，做到监测监控。
从生产布局、采掘工艺、防灭火装备与材料、工艺，到措施的现场落实等方面采取综合措施。
落实好防灭火规划、研究、布置、检查、分析、总结“六个环节”，把好巷道设计、材料计划、安全技措、防灭火设施质量、防灭火隐患和防灭火救灾预案“六个关口”。
4 结 语
（1）“一通三防”工作是煤矿安全生产的基础工作，更是重中之重的工作，各级人员都要高度重视，切实摆正“一通三防”工作与其他工作的关系，严格落实制度、强化管理，消除“一通三防”事故隐患。
（2）通风系统是“一通三防”管理的基础，通风系统管理的优劣，对瓦斯、煤尘、防灭火等均起到至关重要的影响。
（3）要坚持“超前预防、综合治理”的原则，对特殊地点、重点区域、薄弱环节要加大治理力度，杜绝事故发生。
（4）牢记事故教训，健全防治体系，狠抓现场落实，做好教育培训，实现群防群治，有效提高矿井通防安全可靠度，为矿井安全生产奠定坚实的基础。
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