浅析煤矿通风系统安全管理的重要性

[摘 要]矿井通风系统安全是煤矿开采中的一个重要组成部分，是矿井安全生产的基本保障。它的作用是保证井下用风地点有良好的空气、安全、卫生条件，确保人身安全和矿井正常开采的基本手段之一。通过采取优化通风系统、加强局部通风管理、重视通风系统网络调节等措施，消除了瓦斯等安全隐患，提高了矿井防灾、抗灾能力，确保矿井安全生产。

[关键词]煤矿 通风 安全管理 重要性

中图分类号：O25 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）40-0399-01

一、煤矿瓦斯事故原因分析与防治对策

（一）瓦斯爆炸原因分析

煤矿发生瓦斯爆炸事故与许多因素有关，但总的来说，主要与自然因素、安全技术手段、安全装备水平、安全意识和管理水平等有关，发生瓦斯爆炸事故往往是以上因素相互作用所导致的。我国煤矿井下开采条件普遍较差。煤矿井下造成瓦斯积聚的原因很多，但主要有通风系统不合理和局部通风管理不完善是瓦斯积聚的主要原因。煤矿井下引爆瓦斯的火源有：爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等。但放炮和电器设备产生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源。矿井安全装备配置不足，“先抽后采，监测监控，以风定产”方针未得到完全落实。有的矿井没有安装瓦斯监控系统或运行不正常，有的矿井虽安装有监控系统，但因传感器数量不足、安装位置不对、线路存在故障、显示器不显示数据等问题，不能有效发挥其应有的作用。

（二）控制瓦斯爆炸事故的技术措施

瓦斯爆炸事故的防治可分为预防爆炸和抑制爆炸。预防爆炸主要有：优化通风网络及通风系统，防治瓦斯积聚，进行瓦斯抽放，加强瓦斯浓度和火源监测，防止点火源的出现等；抑制爆炸主要采用隔爆抑爆装置将瓦斯爆炸限制在一定范围内，从而减少人员伤亡和灾害事故所造成的损失。

1、煤矿瓦斯抽放技术

（1）我国国有煤矿高瓦斯和瓦斯突出矿井占总矿井数的46%。瓦斯抽放是减少矿井瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸和突出的治本措施，同时也是开发利用瓦斯能源、保护大气环境的重要手段。

（2）为提高瓦斯抽放率，目前主要需解决长钻孔定向钻进技术，包括测斜、纠偏技术；提高单一低透气性煤层的抽放率；研制钻进能力更强的钻机具；完善和提高扩孔技术、排渣技术、造穴技术和封孔技术；开发新的瓦斯抽放技术及设备。

（3）瓦斯抽放方法有本煤层抽放、邻近层抽放和采空区抽放等；抽放工艺有顺层长钻孔、大直径钻孔、地面钻孔、顶板岩石和巷道钻孔等。并研制出与之相配套的强力钻机及配套机具，如MK型长钻孔钻机和ZSM顺层强力钻机等。此外已研制出多种抽放泵及配套的监控系统和仪表等，大大提高了瓦斯抽放量和抽放率，使安全环境得到进一步改善。

2、井下火源防治

对煤矿井下的爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等火源都有一些相应的防治措施，除炸药安全性检验、电器防爆检验、摩擦火花检验外、还需防止火源与瓦斯积聚在同时同地点出现，如放炮时检测瓦斯浓度，采用风电闭锁、瓦斯电闭锁等措施。另外加强明火的管理，严格动火制度，消除引爆瓦斯的火源。

3、优化通风网络及通风系统

合理可靠的通风系统是防止瓦斯事故和控制灾害扩大的重要措施，为此，瓦斯防治工程与采掘工程，必须同时设计，超前施工，同时投入使用。

二、煤（岩）与瓦斯突出及其预防

1、突出概述

煤矿地下采掘过程中，在极短的时间内（从几秒到几分钟），从煤、岩层内以极快的速度向采掘空间内喷出煤（岩）和瓦斯的现象，称为煤与瓦斯突出[9]。它是另一类型的瓦斯特殊涌出，也是煤矿地下开采过程中的一种动力现象。它所产生的高速瓦斯流能够摧毁巷道设施，破坏通风系统，甚至造成风流逆转；喷出的瓦斯由几百到几万立方米，能使巷道充满瓦斯，造成人员窒息，引起瓦斯燃烧或爆炸；喷出的煤、岩由几千吨到万吨以上，能够造成煤流埋人；猛烈的动力效应可能导致冒顶和火灾事故的发生。

2、突出的外部特征

突出的外部特征是：（1）突出的煤、岩在高压气流搬运过程中，呈现分选性堆积，即近处块度大，远处粒度小，堆积坡度小于煤的自然安息角；（2）突出过程中煤岩进一步粉碎，产生极细的粉尘，有时突出的堆积物好似风力填充一样密实；（3）突出空洞口小肚大，其轴线往往沿着煤层倾斜向上延伸，或与倾向线成不大的夹角；（4）突出的相对瓦斯涌出量可以大于煤层的瓦斯含量。

3、预防煤与瓦斯突出的主要技术措施

（1）区域性防突措施

区域性防突措施主要有开采保护层和预抽瓦斯两种。开采保护层是预防突出最有效、最经济的措施。

①开采保护层

在突出矿井中，预先开采的、并能使其他相邻的有突出危险的煤层受到采动影响而减少或丧失突出危险的煤层称为保护层，后开采的煤层称为被保护层。保护层开采后，由于采空区的顶底板岩石冒落，移动，引起的开采煤层周围应力的重新分布，采空区上、下形成应力降低区，在这个区域内的开采煤层地压减少，弹性潜能缓慢释放；煤层膨胀变形，形成裂隙与孔道，透气性增加；煤层瓦斯涌出后，煤的强度增加。

②预抽煤层瓦斯

对于无保护层或单一突出危险煤层的矿井，可以采用预抽煤层瓦斯作为区域性防突措施。这种措施的实质是，通过一定时间的预先抽放瓦斯，降低突出危险煤层的瓦斯压力和瓦斯含量，并由此引起煤层收缩变形、地应力下降、煤层透气系数增加和煤的强度提高等效应，使被抽放瓦斯的煤体丧失或减弱突出危险性。

（2）局部防突措施

大型突出往往发生于石门揭开突出危险煤层时。所以石门揭开突出危险煤层，以及有突出倾向的建设矿井或突出矿井开拓新水平时，井巷揭开所有这类煤层都必须采取防止突出的措施，并制定专门设计。

局部防突措施主要有以下8种：①松动爆破；②钻孔排放瓦斯；③水力冲孔；④超前钻孔；⑤金属骨架；⑥超前支架；⑦卸压槽；⑧震动放炮。

三、瓦斯喷出及其预防

1、瓦斯喷出概述

瓦斯喷出是指大量承压状态的瓦斯从煤、岩裂缝中快速喷出的现象[10]。其特点是瓦斯在极短的时间内从煤、岩层的某一特定地点突然涌向采矿空间，而且涌出量可能很大，风流中的瓦斯突然增加。由于喷出瓦斯在时间上的突然性和空间上的集中性，可能导致喷出地点人员的窒息、高浓度瓦斯在流动过程中遇到高温热源有可能发生爆炸、有事强大的喷出还可以产生动力效应并导致破坏作用。

2、瓦斯喷出的原因

产生瓦斯喷出的原因是，天然的或因采掘工作形成的孔洞、裂隙内，积存着大量高压游离瓦斯，当采掘工作接近或沟通这样的地区时，高压瓦斯就能沿裂隙突然喷出，如同喷泉一样。因此，根据喷瓦斯裂缝呈现原因的不同，可把瓦斯喷出分成地质来源的和采掘卸压形成的两大类。

3、瓦斯喷出的预防

预防瓦斯喷出，首先要加强地质工作，查清楚施工地区的地质构造、断层、溶洞的位置、裂隙的位置和走向、以及瓦斯储量和压力等情况，采取相应的预防或处理措施。分为以下两种情况：

（1）当瓦斯喷出量和压力不大时，黄泥或水泥沙浆等充填材料堵塞喷出口。井筒和巷道底板的小型喷出，多采用这种防治措施。

（2）当瓦斯喷出量和压力较大时，在可能的喷出地点附近打前探钻孔，查明瓦斯的积存范围和瓦斯压力。如果瓦斯压力不大，积存量不多，可以通过钻孔，让瓦斯自然排放到回风流中。

四、总结

瓦斯事故的防治是煤矿安全工作的一项重要工作，除了完善可靠的安全装备和采取有效的措施外，还应加强安全管理和安全监督，重视员工安全意识的培养。只有把安全放在首位，认真落实瓦斯治理的“十二字”方针，健全各项规章制度，合理加大安全投入，瓦斯爆炸事故及其他灾害事故才能大幅度地减少，煤矿的安全状况才能得到根本好转。

参考文献

[1] 黄元平.矿井通风[M].徐州：中国矿业大学版社，2003：68～73.

[2] 吴中立.矿井通风安全[M].徐州：中国矿业大学出版社，1989：71～79.

[3] 沈峰.矿井煤与瓦斯突出的研究现状[M].北京：煤炭工业出版社，2006：23～25.

[4] 国家煤矿安全监察局..煤矿安全监察行政执法工作手册[M].北京：煤炭工业出版.