萬彥陽

(陜西中能煤田有限公司袁大灘煤礦，陜西 榆林 719000)

0 引言

陜西中能煤田袁大灘井田位于陜北侏羅紀(jì)煤田榆橫礦區(qū)東北部，榆溪河以西，無定河以北，古長城西北處。井田東距榆林市約20 km，行政區(qū)劃隸屬榆林市榆陽區(qū)小紀(jì)汗鄉(xiāng)、巴拉素鎮(zhèn)及芹河鄉(xiāng)。該井田內(nèi)查明煤炭總資源儲(chǔ)量1 646.64 Mt；其中探明的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量(331)421.11 Mt；控制的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量(332)374.33 Mt；推斷的內(nèi)蘊(yùn)經(jīng)濟(jì)資源量(333)851.20 Mt。該礦井設(shè)計(jì)可采儲(chǔ)量891.86 Mt，礦井生產(chǎn)能力8.0 Mt/a，服務(wù)年限約79.6 a?？刹擅簩訛?層，分別為2、3-1、4-2、5、7、8和9號(hào)煤層，其中主要可采煤層4層，為2、3-1、4-2、5號(hào)煤層均為大部分可采煤層。經(jīng)有關(guān)專家和技術(shù)人員實(shí)地勘察，該礦井為低瓦斯、煤層易揮發(fā)礦井，因此“一通三防”安全管理措施嚴(yán)格落實(shí)對(duì)該礦井安全生產(chǎn)尤為重要[1-4]。

1 井田通風(fēng)、煤塵、瓦斯、煤層燃點(diǎn)狀況

1.1 井下通風(fēng)

該礦井下通風(fēng)安全設(shè)施主要有雙向風(fēng)門、調(diào)節(jié)風(fēng)門、風(fēng)簾、風(fēng)橋、隔爆水棚、進(jìn)風(fēng)井井口防火鐵門及回風(fēng)井井口防爆門等設(shè)施。該礦井以半煤巖巷為主，各類巷道位于開采煤層中，在開拓、準(zhǔn)備、回采巷道相交處風(fēng)橋較多，實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)設(shè)施的施工質(zhì)量，減少漏風(fēng)。對(duì)已采工作面巷道應(yīng)在停采線處及時(shí)密閉，以減少漏風(fēng)。在進(jìn)、回風(fēng)巷道之間，設(shè)兩道雙向風(fēng)門，必要時(shí)反風(fēng)和正常時(shí)減少漏風(fēng)并防止風(fēng)流短路[5]。

1.2 井下煤塵

影響煤塵爆炸的主要因素之一是煤的揮發(fā)分，其含量越高，煤塵爆炸危險(xiǎn)性越大，該礦井各煤層揮發(fā)分均大于30%，煤的干燥無灰基揮發(fā)分(Vdaf)產(chǎn)率與固定碳(FCdaf)之比(爆炸性指數(shù))遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于10%的界限，表明各煤層均有爆炸危險(xiǎn)性。根據(jù)袁大灘井田地質(zhì)報(bào)告，所取22件樣品測(cè)試的火焰長度均>400 mm，抑制煤塵爆炸最低巖粉用量在70%～80%之間，均屬于有爆炸性危險(xiǎn)的煤層。因此在開采過程中，防治煤塵爆炸應(yīng)引起高度重視[5]。各鉆孔煤塵爆炸性鑒定報(bào)告見表1。

表1 煤塵爆炸性鑒定報(bào)告

1.3 礦井瓦斯管理

瓦斯礦井如果通風(fēng)管理不善，造成瓦斯聚集達(dá)到爆炸界限，又遇明火，就會(huì)發(fā)生瓦斯爆炸。該礦井瓦斯含量低，仍然按瓦斯礦井管理，在生產(chǎn)建設(shè)中要嚴(yán)格執(zhí)行《煤礦安全規(guī)程》，制定具體防止瓦斯爆炸的安全措施并嚴(yán)格執(zhí)行[6]。

1.4 井下煤層燃點(diǎn)

該礦雖為瓦斯礦井，但煤層有自燃傾向，極易引起煤塵、瓦斯爆炸等危險(xiǎn)災(zāi)害。井下安全設(shè)施及避災(zāi)路線如圖1所示。

圖1 井下安全設(shè)施及避災(zāi)路線

根據(jù)袁大灘井田地質(zhì)報(bào)告，各煤層原煤樣燃點(diǎn)與氧化燃點(diǎn)之差(ΔT)在25～47 ℃之間；煤的干燥無灰基揮發(fā)分(Vdaf)>18%，煤的吸氧量Vd>0.7%。根據(jù)GB/T 20104—2006《煤自燃傾向性色譜吸氧鑒定法》中第9.1條，煤自燃傾向性等級(jí)及分類指標(biāo)確定：該礦井各煤層為Ⅰ類容易自燃煤層，應(yīng)在生產(chǎn)、貯運(yùn)中采取相應(yīng)的科學(xué)阻燃對(duì)策[7]。

2 井田“一通三防”具體安全措施

根據(jù)袁大灘井田“一通三防”現(xiàn)狀，為了更好的將“一通三防”安全技術(shù)措施落實(shí)到位，真正做到礦井高效安全生產(chǎn)，其具體落實(shí)措施如下[8-12]。

2.1 通風(fēng)安全具體措施

安全規(guī)定：①嚴(yán)禁破壞任何通風(fēng)設(shè)施；②進(jìn)風(fēng)巷道材料必須擺放整齊，減少風(fēng)阻；③當(dāng)瓦斯超限達(dá)到斷電濃度時(shí)，班組長、瓦斯檢查工、礦調(diào)度員有權(quán)責(zé)令現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員停止作業(yè)，停電撤人。

工作面配風(fēng)環(huán)境要求：①工作面風(fēng)速不得小于0.25 m/s，不得大于4 m/s；②工作面范圍內(nèi)所有風(fēng)門、風(fēng)橋、風(fēng)墻、風(fēng)窗等通風(fēng)設(shè)施必須完好，由班長負(fù)責(zé)每班對(duì)工作面范圍內(nèi)所有通風(fēng)設(shè)施進(jìn)行巡查，發(fā)現(xiàn)問題立即匯報(bào)處理，否則不允許開工；③工作面配風(fēng)量必須符合規(guī)程規(guī)定，出現(xiàn)無風(fēng)、微風(fēng)或風(fēng)量不穩(wěn)定時(shí)必須立即匯報(bào)智能信息中心；④當(dāng)工作面的空氣溫度超過30 ℃、機(jī)電設(shè)備硐室超過34 ℃時(shí)，必須停止作業(yè)；⑤進(jìn)、回風(fēng)巷材料擺放不能超過斷面的1/5。

2.2 煤塵防治具體措施

煤機(jī)在運(yùn)行中必須開啟內(nèi)、外噴霧和風(fēng)水聯(lián)動(dòng)噴霧：為達(dá)到理想噴霧降塵效果，煤機(jī)的內(nèi)外噴霧用水必須進(jìn)行加壓，內(nèi)噴霧壓力不得小于2 MPa，外噴霧壓力不得小于4 MPa，無水或噴霧裝置不能正常使用時(shí)必須停機(jī)。兩巷內(nèi)所有自動(dòng)噴霧裝置和支架噴霧裝置必須完好，降柱、移架時(shí)同步噴霧。

日常檢修維護(hù)：必須做好集中消塵區(qū)、煤層注水、防塵網(wǎng)等除塵設(shè)施的日常檢修和維護(hù)，確保設(shè)備全部完好，出現(xiàn)問題及時(shí)處理。①每周必須對(duì)巷道進(jìn)行兩次全斷面灑水消塵；②工作人員做好個(gè)體防護(hù)，必須戴好防塵口罩；③工作面實(shí)施強(qiáng)制放頂或水力壓裂孔時(shí)必須濕式作業(yè)；④采煤機(jī)必須保持截齒鋒利，出現(xiàn)磨損及時(shí)更換，缺失的立即補(bǔ)充；⑤在生產(chǎn)期間兩順槽、轉(zhuǎn)載點(diǎn)及進(jìn)、回風(fēng)順槽集中消塵區(qū)噴霧必須保持開啟狀態(tài)，破碎機(jī)防塵罩和出口處噴霧裝置必須完好，正常使用。

2.3 瓦斯防治具體措施

作業(yè)要求：①在生產(chǎn)過程中要確保隨著工作面推進(jìn)，及時(shí)將上、下隅角封堵嚴(yán)實(shí)；②上隅角埋置花管，花管必須深入切頂線以內(nèi)2 m(離頂板和煤壁為0.5 m)，要求吊掛平直，隨工作面回采同時(shí)前移。

隨時(shí)關(guān)注作業(yè)環(huán)境：當(dāng)回風(fēng)順槽甲烷濃度超過0.6%或者二氧化碳濃度超過1.5%時(shí)，必須停止工作，撤出人員。

2.4 火災(zāi)預(yù)防具體措施

預(yù)防外因火災(zāi)：①嚴(yán)格按規(guī)定使用工作面的各種電器設(shè)備，嚴(yán)防外因火災(zāi)發(fā)生；②移動(dòng)變電站、轉(zhuǎn)載機(jī)、油脂堆放點(diǎn)、膠帶機(jī)機(jī)道和機(jī)頭必須按規(guī)定設(shè)置干粉滅火器、防火鏟、砂箱、水管，在進(jìn)、回風(fēng)順槽必須每隔50 m設(shè)置防滅火支管；③工作面不得從事電焊、氣焊等作業(yè)；④工作面風(fēng)流不穩(wěn)定時(shí)，必須立即停止作業(yè)并撤人，在確保安全情況下及時(shí)向智能信息中心匯報(bào)，查清原因并解決問題后方可恢復(fù)生產(chǎn)；⑤各設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)部位，要定期進(jìn)行檢查維修，嚴(yán)禁與外界發(fā)生摩擦。液壓聯(lián)軸器必須使用合格的易熔合金塞、防爆塞，并注入規(guī)定量的難燃液。膠帶輸送機(jī)滾筒要及時(shí)清理，且有防滑、防跑偏等保護(hù)裝置，噴霧灑水設(shè)施必須齊全完好，嚴(yán)禁摩擦積煤，以防引起火災(zāi)；⑥采用阻燃電纜，高壓供電必須按規(guī)定具備短路過負(fù)荷、欠壓保護(hù)和漏電保護(hù)裝置；⑦隔爆水棚要定期維護(hù)加水，隨工作面回采進(jìn)行移設(shè)；⑧加強(qiáng)工作面特別是上隅角的瓦斯管理，發(fā)現(xiàn)異常必須立即采取相應(yīng)措施處理；⑨嚴(yán)禁任何人員攜帶煙火入井。

預(yù)防內(nèi)因火災(zāi)：該礦所采煤層為自然發(fā)火煤層，最短自然發(fā)火期為47 d。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》防止煤炭自然發(fā)火的具體要求，結(jié)合該礦實(shí)際情況，防止煤炭自燃具體措施如下。①最大限度提高工作面回采率，降低煤炭損失量，減少采空區(qū)遺煤；②加強(qiáng)工作面設(shè)備管理，在保證正規(guī)循環(huán)的前提下盡可能加大工作面的推進(jìn)度；③工作面必須安裝阻化劑防滅火系統(tǒng)，根據(jù)規(guī)定，每割一刀煤對(duì)采空區(qū)噴灑阻化劑，防止煤炭自燃。當(dāng)工作面上隅角CO濃度異常時(shí)必須使用移動(dòng)式注氮泵，向?qū)Ｓ霉苈纷⒌獨(dú)猓瑢?duì)采空區(qū)進(jìn)行注氮防滅火。注入的氮?dú)獗仨氃搭^穩(wěn)定可靠、濃度不得小于97%，且隨著工作面的推進(jìn)，在上、下隅角每5 m用尿醛泡沫樹脂進(jìn)行一次封堵，由瓦檢員隨時(shí)監(jiān)測(cè)采空區(qū)氣體成分變化情況，防止氮?dú)庑孤虎茉谌粘Ｉa(chǎn)管理中，必須每班清理工作面各地點(diǎn)浮煤，確保巷道中無連續(xù)長5 m，厚度超過2 mm的煤塵堆積。使用撒布巖粉的方式進(jìn)行防滅火。工作面灑水管路保持完好，不得兼做其他用途。每天安排專人巡視專用注氮管路，確保處于正常工作狀態(tài)。

火災(zāi)預(yù)防其他措施：①每班在推移刮板運(yùn)輸機(jī)后對(duì)采空區(qū)，工作面兩出口處的浮煤及煤柱破碎帶進(jìn)行噴灑；②嚴(yán)禁將阻化劑噴灑到電器設(shè)備和金屬構(gòu)件上，以防腐蝕；③按規(guī)定配制溶液濃度，將阻化劑充分溶化后方可噴灑；④各班做好阻化劑噴灑記錄，注明時(shí)間、地點(diǎn)、噴灑量、工作人員等。

3 結(jié)語

考察和調(diào)研了陜西中能煤田有限公司袁大灘井田井下地質(zhì)狀況，該礦井為低瓦斯、煤層易揮發(fā)礦井。分析該礦井下通風(fēng)、煤塵、瓦斯、防滅火等現(xiàn)狀，給出了該礦井在煤層開采過程中，“一通三防”安全技術(shù)落實(shí)的具體措施；通風(fēng)安全技術(shù)具體落實(shí)措施；防煤塵爆炸的具體落實(shí)措施；防瓦斯爆炸的具體落實(shí)措施；防止各種意外而引起火災(zāi)發(fā)生的具體預(yù)防措施。對(duì)類似地質(zhì)條件礦井的“一通三防”及安全管理有一定的借鑒作用。這一系列措施的提出對(duì)該礦后期的安全生產(chǎn)管理有十分重要的指導(dǎo)意義。