高瓦斯煤礦通風(fēng)技術(shù)要點(diǎn)探討

趙 強(qiáng)

（山西壽陽(yáng)段王煤業(yè)集團(tuán)有限公司，山西晉中 045499）

在煤礦企業(yè)的管理中，通風(fēng)管理是重中之重，加強(qiáng)對(duì)通風(fēng)技術(shù)的合理運(yùn)用，保證井下工人采礦活動(dòng)的順利實(shí)施，要以通風(fēng)技術(shù)作為重要的切入點(diǎn)，把握通風(fēng)技術(shù)核心，對(duì)高瓦斯礦井尤其要加強(qiáng)安全管控，降低安全事故問(wèn)題的發(fā)生幾率，確保生產(chǎn)安全。

1 高瓦斯煤礦通風(fēng)管理的重要性

瓦斯指的是天然氣，又被稱為甲烷，高瓦斯煤礦指的就是在開(kāi)采和生產(chǎn)的過(guò)程中，煤層中涌出了大量的甲烷，并且甲烷氣體濃度的數(shù)值超過(guò)了有關(guān)的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，此類型的煤礦被稱為高瓦斯煤礦。一旦出現(xiàn)瓦斯的涌出的情況，井下的空氣會(huì)受到污染，應(yīng)得到及時(shí)的排放，如果排放不及時(shí)，瓦斯的濃度持續(xù)的升高，有可能會(huì)造成瓦斯爆炸等安全事故問(wèn)題，對(duì)礦井工人的生命安全造成威脅，增加了煤礦災(zāi)害的發(fā)生幾率，可引起嚴(yán)重的安全事故。在煤礦井下災(zāi)害中，瓦斯突出是最嚴(yán)重的后果之一，采礦人員在挖掘作業(yè)的過(guò)程中，對(duì)煤層和巖層間的結(jié)構(gòu)造成了破壞，將會(huì)出現(xiàn)大量瓦斯涌出的情況，從被破壞的位置或是縫隙當(dāng)中涌出的瓦斯，充斥在整個(gè)煤礦生產(chǎn)的環(huán)境中，瓦斯易燃性決定了其爆炸風(fēng)險(xiǎn)較高的特點(diǎn)。

一旦出現(xiàn)甲烷氣體濃度超出一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，空氣中的氧氣和甲烷氣體之間產(chǎn)生了氧化反應(yīng)，將會(huì)形成爆炸現(xiàn)象，煤礦企業(yè)需要采取有效的措施，防控此類安全事故的問(wèn)題，對(duì)瓦斯進(jìn)行處理。在煤礦活動(dòng)的持續(xù)推進(jìn)中，瓦斯逐漸涌出，無(wú)論采取怎樣的方法，都無(wú)法完全徹底地消除瓦斯氣體，只能控制和減少氣體的存在，在瓦斯處理方法的應(yīng)用中，加強(qiáng)通風(fēng)管理，是降低瓦斯?jié)舛确婪段：?wèn)題發(fā)生的一種有效方法，通過(guò)實(shí)施高瓦斯煤礦的通風(fēng)技術(shù)，可以降低煤礦爆炸事故問(wèn)題的發(fā)生幾率[1]。

2 高瓦斯礦井通風(fēng)技術(shù)的原理

在高瓦斯礦井中進(jìn)行通風(fēng)管理，提高通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用效果，最常用的是高瓦斯均壓通風(fēng)技術(shù)，其作用原理是安裝調(diào)壓裝置對(duì)調(diào)壓裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)均壓通風(fēng)的目標(biāo)。調(diào)節(jié)通風(fēng)線路兩端的風(fēng)壓，保持風(fēng)壓平衡，對(duì)巷道風(fēng)壓的分布進(jìn)行改善，從而達(dá)到降低井下瓦斯?jié)舛鹊墓芾砟繕?biāo)。高瓦斯礦井中使用均壓通風(fēng)技術(shù)是通過(guò)增強(qiáng)礦井通風(fēng)動(dòng)力的方法，可以對(duì)礦井工作面的瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行調(diào)整，控制降低井下瓦斯的濃度值，對(duì)井下瓦斯的產(chǎn)生進(jìn)行控制，保持通風(fēng)線路兩段風(fēng)壓均衡性，對(duì)巷道風(fēng)壓的變化進(jìn)行調(diào)整，總體上使巷道瓦斯溢出量減少。

高瓦斯均壓通風(fēng)技術(shù)最初是在礦井防滅火中取得理想的應(yīng)用效果，考慮到均壓通風(fēng)技術(shù)能夠降低瓦斯?jié)舛鹊奶匦?，近些年?lái)在高瓦斯礦井的通風(fēng)技術(shù)應(yīng)用中，該技術(shù)方式也得到了普及。利用高瓦斯礦井均壓通風(fēng)技術(shù)，必須要把握兩大關(guān)鍵點(diǎn)，那就是礦井風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中要保持均壓運(yùn)行的狀態(tài)，防止瓦斯涌入開(kāi)采工作面中，工作人員在操作通風(fēng)風(fēng)機(jī)時(shí)，關(guān)注礦井瓦斯排出的具體情況，結(jié)合實(shí)際情況控制風(fēng)機(jī)。均壓通風(fēng)技術(shù)作為輔助性的通風(fēng)方式，具有極高的安全性，在通風(fēng)線路中，增加輔助通風(fēng)機(jī)，對(duì)某區(qū)域的通風(fēng)線路中的風(fēng)壓分布情況進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)出現(xiàn)通風(fēng)機(jī)故障問(wèn)題時(shí)，工作面也可以排出瓦斯，利用礦井通風(fēng)系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)安全管理和通風(fēng)管理的目標(biāo)。

風(fēng)窗和風(fēng)機(jī)聯(lián)合均壓作為一種常用的技術(shù)應(yīng)用方法，在使用過(guò)程中，應(yīng)確保風(fēng)壓調(diào)節(jié)具有理想的效果，在通風(fēng)線路中，增加風(fēng)機(jī)和風(fēng)窗的數(shù)量，見(jiàn)圖1，將輔助通風(fēng)機(jī)與封窗安裝在C 處和D 處位置，在工作面進(jìn)風(fēng)線路中，增加通風(fēng)機(jī)數(shù)量，強(qiáng)化線路風(fēng)壓。在回風(fēng)線路中增加風(fēng)窗，確保礦井通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)壓和回風(fēng)線路風(fēng)壓之間保持一致性，降低通風(fēng)系統(tǒng)受到的影響，利用通風(fēng)技術(shù)的過(guò)程中，要明確技術(shù)操作的要點(diǎn)，采取有效的措施，加強(qiáng)對(duì)技術(shù)要點(diǎn)的把握，防范瓦斯安全隱患風(fēng)險(xiǎn)[2]。

圖1 風(fēng)窗風(fēng)機(jī)聯(lián)合均壓調(diào)節(jié)示意圖

3 高瓦斯煤礦通風(fēng)技術(shù)的要點(diǎn)

3.1 建立B型通風(fēng)模式

在高瓦斯礦井的生產(chǎn)中建立起B(yǎng) 型通風(fēng)模式，指的是利用一通三防的綜合技術(shù)進(jìn)行通風(fēng)管理，一通三防是指通風(fēng)以及防火防塵防瓦斯技術(shù)，構(gòu)建B 型通風(fēng)模式，在生產(chǎn)過(guò)程中，需要在工作面的進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)系統(tǒng)中布置通風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷，與工作面構(gòu)成并聯(lián)通風(fēng)網(wǎng)路，控制高瓦斯綜放工作面中的瓦斯涌出。事先預(yù)訂通道，對(duì)工作面高頂及上隅角瓦斯加強(qiáng)治理，在頂板瓦斯排放到的布置中，要聯(lián)合通風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷和回風(fēng)巷道，保證工作面的通風(fēng)系統(tǒng)呈U型，具備較強(qiáng)的安全性。

在綜采面構(gòu)建B型通風(fēng)模式時(shí)，打破傳統(tǒng)的做法，按照傳統(tǒng)的通風(fēng)形式，為了確保工作面U型，通風(fēng)的順暢性、安全性。加大工作面通風(fēng)量，防止風(fēng)流短路或漏風(fēng)的問(wèn)題，這會(huì)對(duì)通風(fēng)安全產(chǎn)生影響，因此在工作面進(jìn)回風(fēng)系統(tǒng)中，不采用聯(lián)絡(luò)巷布置的方法。綜采面B 型通風(fēng)模式等于改善了該問(wèn)題，對(duì)工作面的生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行了進(jìn)一步的完善，針對(duì)厚煤層大量瓦斯涌出強(qiáng)化了防范效果，確保工作面通風(fēng)的安全性、可靠性[3]。

3.2 瓦斯涌出抑制

在B 型通風(fēng)模式中加強(qiáng)對(duì)技術(shù)要點(diǎn)的把握，需要在瓦斯涌出的抑制中，采取有效的措施，針對(duì)采落煤炭以及新暴露煤壁瓦斯的涌出量進(jìn)行有效的控制，利用B型通風(fēng)技術(shù)時(shí)，應(yīng)設(shè)置局部通風(fēng)阻力，在回風(fēng)巷道內(nèi)，防范風(fēng)門的形成，并放緩風(fēng)門進(jìn)風(fēng)側(cè)壓力，形成坡線。在絕對(duì)靜壓的情況下，升高各點(diǎn)風(fēng)流，抑制新暴露煤壁瓦斯的涌出量，對(duì)工作面中采落煤炭的瓦斯涌出進(jìn)行有效抑制，降低瓦斯的整體涌出量。巷道瓦斯的涌出抑制中，考慮到高瓦斯礦井井下綜放面瓦斯涌出會(huì)受到超長(zhǎng)工作面的影響，有所增加，應(yīng)采取有效抑制瓦斯涌出的方法，超長(zhǎng)工作面的采準(zhǔn)巷道是高瓦斯煤礦井下瓦斯的來(lái)源之一。

利用B 型通風(fēng)技術(shù)時(shí)要抑制瓦斯涌出量，在回風(fēng)巷道內(nèi)回風(fēng)側(cè)的各點(diǎn)風(fēng)流具有增阻作用，和增阻之前相比，絕對(duì)靜壓如果有所減小，瓦斯的涌出強(qiáng)度將會(huì)增加。因此在回風(fēng)巷道的巷口設(shè)置回風(fēng)巷增阻封窗，是對(duì)巷道瓦斯涌出量進(jìn)行有效控制的一種適宜方法，對(duì)采空區(qū)瓦斯涌出進(jìn)行抑制時(shí)，利用B 型通風(fēng)技術(shù)可以減小強(qiáng)漏風(fēng)帶，使強(qiáng)漏風(fēng)帶轉(zhuǎn)化成弱風(fēng)帶，紊流帶被微孔滲流帶所替代。瓦斯將會(huì)轉(zhuǎn)移到裂隙帶和采空區(qū)冒落帶位置，并在此處位置聚集，從而達(dá)到抑制采空區(qū)瓦斯涌出的目的，降低了瓦斯可能帶來(lái)的危害，營(yíng)造了良好的采空區(qū)瓦斯抽放環(huán)境，提高了抽放安全性，B型通風(fēng)布置方式見(jiàn)圖2[4]。

圖2 B型通風(fēng)布置方式示意圖

4 高瓦斯煤礦通風(fēng)技術(shù)優(yōu)化策略

4.1 完善通風(fēng)系統(tǒng)管理措施

制定科學(xué)、合理的管理措施，確保通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和高瓦斯煤礦通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用效果，是通風(fēng)管理的前提，在通風(fēng)系統(tǒng)的管理措施完善和優(yōu)化中，有必要針對(duì)目前的通風(fēng)系統(tǒng)管理工作現(xiàn)狀進(jìn)行改進(jìn)，確保煤礦井下作業(yè)安全。制定科學(xué)可行的措施，加強(qiáng)監(jiān)管力度，建立起科學(xué)合理的監(jiān)控預(yù)案，明確具體的監(jiān)控手段、監(jiān)控方法，為煤礦井下通風(fēng)管理系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供切實(shí)保障，保持通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，為人員安全、生產(chǎn)安全營(yíng)造良好的環(huán)境，降低安全事故問(wèn)題的發(fā)生幾率。制定通風(fēng)系統(tǒng)的管理措施，要在高瓦斯煤礦的通風(fēng)管理方法優(yōu)化中，采取有效的方式，提高礦井通風(fēng)水平。

例如在使用通風(fēng)機(jī)時(shí)，利用抽出式通風(fēng)機(jī)、壓入式通風(fēng)機(jī)、壓抽混合式通風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)管理時(shí)，需要保證通風(fēng)方法符合礦井的實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)狀、生產(chǎn)需求。目前我國(guó)的大多數(shù)煤炭礦井使用的通風(fēng)方法都是抽出式的通風(fēng)方法，在回風(fēng)井口放置通風(fēng)機(jī)，使抽出式的通風(fēng)機(jī)可以發(fā)揮出功能，保持礦井井巷道內(nèi)的大氣處于負(fù)壓狀態(tài)。壓入式通風(fēng)機(jī)則是在入風(fēng)井口的位置放置通風(fēng)機(jī)，礦井巷道的大氣處于正壓狀態(tài)，壓抽混合式通風(fēng)機(jī)是在進(jìn)回風(fēng)的井口處使用通風(fēng)機(jī)，加強(qiáng)煤礦通風(fēng)管理，采取有效的通風(fēng)措施和方法，保證煤礦企業(yè)的生產(chǎn)安全[5]。

4.2 加強(qiáng)人才建設(shè)

提高從業(yè)人員的通風(fēng)管理水平，強(qiáng)化人員的通風(fēng)安全意識(shí)，需要在人才建設(shè)中加強(qiáng)投入力度，保證礦山的生產(chǎn)安全，煤礦生產(chǎn)安全和社會(huì)穩(wěn)定有著密切的關(guān)系，保證礦山安全建立起穩(wěn)定的通風(fēng)系統(tǒng)，確保通風(fēng)系統(tǒng)有序、安全的運(yùn)行，是礦井通風(fēng)管理中的關(guān)鍵要素。保證通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行的有序性、安全性，要求工作人員樹立起安全觀念，煤礦企業(yè)需要在安全教育工作的實(shí)踐中加強(qiáng)力度，強(qiáng)化人員的安全意識(shí)、責(zé)任意識(shí)，提高人才的綜合素質(zhì)。使其認(rèn)識(shí)到通風(fēng)管理的重要性，主動(dòng)的學(xué)習(xí)新技術(shù)、新方法，確保自身的技術(shù)操作達(dá)到規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)要求，嚴(yán)格遵循通風(fēng)系統(tǒng)的有關(guān)操作守則和有關(guān)的指標(biāo)要求，用細(xì)心、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度進(jìn)行日常的相關(guān)工作。加強(qiáng)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行情況的監(jiān)控和處理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常問(wèn)題、突發(fā)狀況，制定應(yīng)急措施，發(fā)生異常問(wèn)題時(shí)，要有條不紊地進(jìn)行處理，在最短的時(shí)間內(nèi)解決問(wèn)題，降低通風(fēng)不良造成的損失和風(fēng)險(xiǎn)。

在人才建設(shè)中，煤礦開(kāi)采企業(yè)需要與時(shí)俱進(jìn)，邀請(qǐng)行業(yè)內(nèi)的專家學(xué)者，緊跟時(shí)代的潮流和趨勢(shì)，就行業(yè)內(nèi)先進(jìn)的通風(fēng)技術(shù)進(jìn)行人才培訓(xùn)和再教育。強(qiáng)化從業(yè)人員的通風(fēng)管理安全觀念，明確煤礦通風(fēng)未來(lái)的發(fā)展方向，緊跟科技的進(jìn)步，將新型的設(shè)備和技術(shù)手段作為培訓(xùn)的要點(diǎn)，確保從業(yè)人員在煤礦井下的生產(chǎn)作業(yè)中把握技術(shù)要點(diǎn)，提高專業(yè)能力，有序、安全地運(yùn)行井下作業(yè)。煤礦企業(yè)要對(duì)新知識(shí)、新技術(shù)進(jìn)行不斷的引進(jìn)，招聘高素質(zhì)型人才，利用新型設(shè)備對(duì)井下工作的安全性加強(qiáng)把握，利用地上監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)井下工作瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行監(jiān)測(cè)、判斷，分析危險(xiǎn)程度，提前發(fā)現(xiàn)安全隱患。制定有關(guān)的防治措施，在科技支持和人才支持下，提高礦井作業(yè)的科學(xué)化水平、科技化程度，強(qiáng)化高瓦斯煤礦的通風(fēng)管理水平[6]。

5 結(jié)論

綜上所述，在高瓦斯煤礦中，存在著礦井瓦斯含量過(guò)高的情況，瓦斯易燃性強(qiáng)，容易出現(xiàn)爆炸或火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，如果通風(fēng)條件不理想，一旦遇見(jiàn)明火，很有可能引起安全事故。煤礦企業(yè)需要結(jié)合高瓦斯煤礦的特點(diǎn)，采取有效的通風(fēng)技術(shù)措施，提高通風(fēng)管理的水平，最大限度地對(duì)瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行控制，防范煤層自燃等安全事故問(wèn)題的發(fā)生，保證生產(chǎn)安全，為煤礦產(chǎn)業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。