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煤礦巷道貫通時的通風與安全管理技術

2018-4-11
 《煤礦安全規程》規定,煤層掘進巷道與其它巷道相貫通時,必須預防冒頂、瓦斯、煤塵和放炮等事故的發生。巷道貫通會使井下通風係統發生不同程度的變化,涉及的安全問題比較多,其中最為突出的是“一通三防”問題。如何防止因通風係統的突變而導致瓦斯超限、煤塵飛揚和火區失控,以及如何防止因地應力集中而產生煤與瓦斯突出,一直是困擾現場工程技術人員的重大難題。因此,做好巷道貫通時的通風安全管理技術工作尤為重要。
1  巷道貫通時瓦斯煤塵爆炸事故隱患的形成


(1) 巷道貫通時隻準一個工作麵向前掘進,但有些礦井隻顧及了掘進的一頭,忽視了另一頭,將停止掘進的一頭也停止供風,或者根本不重視停工一頭的通風與安全管理,形成瓦斯積聚,造成掘進一頭放炮貫通引起停工停風的一頭瓦斯爆炸。貴州某煤礦的一次重大瓦斯爆炸事故就屬於些情況。


(2) 井下通風係統是由眾多井巷及通風設施相互聯係而構成的一個網絡結構,在某個生產時期具有一定的獨立性、完整性和穩定性。巷道貫通會破壞原先的平衡和穩定狀態,部分井巷的風流方向、風速及風量產生突變,很可能出現因風速超限而導致煤塵飛揚,因采空區或密閉內的瓦斯大量湧出、循環風及不合理的串聯通風的形成、無風或微風井巷的出現等原因而出現瓦斯迅速超限的嚴重隱患。1995年1 月21 日,大同某煤礦7 # 層的508 巷與408 暗斜井車場貫通後,由於未及時采取控風措施,1030大巷風量減小,附近密閉內瓦斯外泄並積聚,架線電機車運行至密閉附近時,電火花引起了瓦斯爆炸。


(3) 由於局部通風機位置的調整,控風措施不及時或不正確而形成瓦斯爆炸事故隱患。如圖1 ,雙巷同時掘進時,局部通風機原處於位置A ,待聯絡巷2 貫通後,將風機前移至位置B ,若不事先將聯巷1封閉,風流在1 處短路,局部通風機所在巷道的風量很可能小於局部通風的吸風量,從而形成循環風,這樣的事故案例在我國為數不少。


2  巷道貫通時火災事故隱患的形成


在自然發火嚴重的老礦井。火區星羅棋布,在長期的生產中,很可能人為地采取了一些均壓措施,使自然發火得以控製,另外有部分火區的漏風很有可能直接沿回風流排走而未經察覺。巷道貫通後,通風係統的改變會導致井下風網中風壓重新分布,原來均壓平衡狀態就可能遭到破壞,火區複燃或燃燒加劇的可能性較大,若控風措施不得力,極易產生火災,在瓦斯礦井,爆炸隱患隨時可形成。


3  巷道貫通時煤與瓦斯突出事故隱患的形成


煤與瓦斯突出是地應力、瓦斯壓力和煤體結構性能綜合作用的結果,受采掘活動的影響,在巷道貫通地點,地應力會更加集中,煤與瓦斯突出危險性加大,防突工程量及難度增加,處理不妥極易生煤與瓦斯突出事故。


4  選擇巷道貫通地點應注意的幾個問題


(1) 盡量將貫通地點選擇在無突出危險性或突出危險性小的區域 在有煤與瓦斯突出危險的礦井,巷道貫通地點應力的疊加使突出危險性增大,在選擇巷道貫通地點時,應設法選擇在無突出危險性或突出危險性較小的區域。焦作礦務局馮營礦24061 工作麵回風巷掘進期間,突出預兆並不明顯,但貫通相距10m 時,預測指標明顯超限且有煤炮聲和頂鑽、卡鑽現象,究其原因主要是貫通點恰好處於受斷層影響的突出危險區。後在24081 工作麵采準巷道掘進期間,發現瓦斯含量及預測指標有明顯的的區域性和條帶性,在距進風巷開口0~200m 範圍內掘進期間無任何突出預兆,200~350m 時出現一些動力現象,350~400m 範圍內突出預兆最明顯,以後預兆逐漸減弱,在500~585m 範圍內基本上無突出危險性。為吸取24061 工作麵采準巷道掘進期間的經驗教訓,決定將24081 的回風巷也掘完,回風巷與進風巷的貫通地點選擇在開切眼附近(困開切眼恰好處於無突出危險的區域) ,貫通時未出現突出危險。


(2) 盡量避免貫通地點處於主要進回風係統之間 巷道貫通前,被貫通的煤柱在通風係統中相當於風門的作用控製著風網中的風流,貫通時如不采取可靠的控風措施,相當於風門被打開,若貫通地點處於主要進回風係統之間,肖極影響則會加劇。


5  巷道貫通時的控風措施


(1) 加強貫通地點局部通風管理 貫通時隻準一個工作而向前接通。停掘的工作麵必須保持正常通風,經營檢查局部通風是否存在隱患,並必須檢查瓦斯濃度,確保兩個工作麵及其回風巷中的瓦斯濃度均不超過1 %。局部通風係統必須安全、穩定可靠,防止循環風和不合理的串聯通風,各井巷的風量、風速必須合乎要求。在有煤與瓦斯突出危險的礦井,傾斜巷道同上部平巷貫通時,上部平巷必須有至少5m 的超前距離,並保證各掘進頭的回風係統暢通,防止發生突出影響其它區域。


(2) 做好貫通時控風的準備工作 貫通前後都應對通風係統進行調整,當貫通點本身處於主要進回風係統之間時,兩側承受的風壓差較大,被貫通煤柱對係統的控製作用較大,直接貫通就會潛在較大的危險性。在這種情況下必須預先對通風係統作必要的調整,盡量減小貫通煤柱兩側空氣壓力差,並在貫通的兩頭分別沒置好風門,在貫通瞬間將風門關閉,待放炮貫通後再進行係統化的調整。通風係統越複雜,貫通時風流調整工作的難度越大,有時貫通後風網中各分支的通風狀況很難準確預測,很有必要事先用計算機進行解算模擬,貫通前後必須對受影響的區域內各井巷的通風瓦斯狀況作認真的檢查分析,防止風量不足和瓦斯超限,也要避免部分井巷風速超限而引起煤塵飛揚。這裏要再次特別強調的是要加強局部通風管理,防止循環風與不合理的串聯通風,並加強對密閉區、火區的觀測,防止瓦斯泄漏和火區複燃。