煤礦巷道貫通時(shí)的通風(fēng)與安全管理技術(shù)
摘要 巷道貫通、瓦斯排放和石門(mén)揭煤是礦井通風(fēng)安全管理的重中之重，過(guò)去我國(guó)不少煤礦曾在相關(guān)作業(yè)工序中出現(xiàn)過(guò)失誤，導(dǎo)致重大事故的發(fā)生。文章對(duì)煤礦巷道貫通時(shí)的通風(fēng)與安全管理技術(shù)作了深入的分析。
關(guān)鍵詞 巷道貫通 通風(fēng) 安全
《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，煤層掘進(jìn)巷道與其它巷道相貫通時(shí)，必須預(yù)防冒頂、瓦斯、煤塵和放炮等事故的發(fā)生。巷道貫通會(huì)使井下通風(fēng)系統(tǒng)發(fā)生不同程度的變化，涉及的安全問(wèn)題比較多，其中最為突出的是“一通三防”問(wèn)題。如何防止因通風(fēng)系統(tǒng)的突變而導(dǎo)致瓦斯超限、煤塵飛揚(yáng)和火區(qū)失控，以及如何防止因地應(yīng)力集中而產(chǎn)生煤與瓦斯突出，一直是困擾現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員的重大難題。因此，做好巷道貫通時(shí)的通風(fēng)安全管理技術(shù)工作尤為重要。
1 巷道貫通時(shí)瓦斯煤塵爆炸事故隱患的形成
(1) 巷道貫通時(shí)只準(zhǔn)一個(gè)工作面向前掘進(jìn)，但有些礦井只顧及了掘進(jìn)的一頭，忽視了另一頭，將停止掘進(jìn)的一頭也停止供風(fēng)，或者根本不重視停工一頭的通風(fēng)與安全管理，形成瓦斯積聚，造成掘進(jìn)一頭放炮貫通引起停工停風(fēng)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于些情況。
(2) 井下通風(fēng)系統(tǒng)是由眾多井巷及通風(fēng)設(shè)施相互聯(lián)系而構(gòu)成的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在某個(gè)生產(chǎn)時(shí)期具有一定的獨(dú)立性、完整性和穩(wěn)定性。巷道貫通會(huì)破壞原先的平衡和穩(wěn)定狀態(tài)，部分井巷的風(fēng)流方向、風(fēng)速及風(fēng)量產(chǎn)生突變，很可能出現(xiàn)因風(fēng)速超限而導(dǎo)致煤塵飛揚(yáng)，因采空區(qū)或密閉內(nèi)的瓦斯大量涌出、循環(huán)風(fēng)及不合理的串聯(lián)通風(fēng)的形成、無(wú)風(fēng)或微風(fēng)井巷的出現(xiàn)等原因而出現(xiàn)瓦斯迅速超限的嚴(yán)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(chǎng)貫通后，由于未及時(shí)采取控風(fēng)措施，1030大巷風(fēng)量減小，附近密閉內(nèi)瓦斯外泄并積聚，架線電機(jī)車運(yùn)行至密閉附近時(shí)，電火花引起了瓦斯爆炸。
(3) 由于局部通風(fēng)機(jī)位置的調(diào)整，控風(fēng)措施不及時(shí)或不正確而形成瓦斯爆炸事故隱患。如圖1 ，雙巷同時(shí)掘進(jìn)時(shí)，局部通風(fēng)機(jī)原處于位置a ，待聯(lián)絡(luò)巷2 貫通后，將風(fēng)機(jī)前移至位置b ，若不事先將聯(lián)巷1封閉，風(fēng)流在1 處短路，局部通風(fēng)機(jī)所在巷道的風(fēng)量很可能小于局部通風(fēng)的吸風(fēng)量，從而形成循環(huán)風(fēng)，這樣的事故案例在我國(guó)為數(shù)不少。
2 巷道貫通時(shí)火災(zāi)事故隱患的形成
在自然發(fā)火嚴(yán)重的老礦井?；饏^(qū)星羅棋布，在長(zhǎng)期的生產(chǎn)中，很可能人為地采取了一些均壓措施，使自然發(fā)火得以控制，另外有部分火區(qū)的漏風(fēng)很有可能直接沿回風(fēng)流排走而未經(jīng)察覺(jué)。巷道貫通后，通風(fēng)系統(tǒng)的改變會(huì)導(dǎo)致井下風(fēng)網(wǎng)中風(fēng)壓重新分布，原來(lái)均壓平衡狀態(tài)就可能遭到破壞，火區(qū)復(fù)燃或燃燒加劇的可能性較大，若控風(fēng)措施不得力，極易產(chǎn)生火災(zāi)，在瓦斯礦井，爆炸隱患隨時(shí)可形成。
3 巷道貫通時(shí)煤與瓦斯突出事故隱患的形成
煤與瓦斯突出是地應(yīng)力、瓦斯壓力和煤體結(jié)構(gòu)性能綜合作用的結(jié)果，受采掘活動(dòng)的影響，在巷道貫通地點(diǎn)，地應(yīng)力會(huì)更加集中，煤與瓦斯突出危險(xiǎn)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(diǎn)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題
(1) 盡量將貫通地點(diǎn)選擇在無(wú)突出危險(xiǎn)性或突出危險(xiǎn)性小的區(qū)域 在有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)的礦井，巷道貫通地點(diǎn)應(yīng)力的疊加使突出危險(xiǎn)性增大，在選擇巷道貫通地點(diǎn)時(shí)，應(yīng)設(shè)法選擇在無(wú)突出危險(xiǎn)性或突出危險(xiǎn)性較小的區(qū)域。焦作礦務(wù)局馮營(yíng)礦24061 工作面回風(fēng)巷掘進(jìn)期間，突出預(yù)兆并不明顯，但貫通相距10m 時(shí)，預(yù)測(cè)指標(biāo)明顯超限且有煤炮聲和頂鉆、卡鉆現(xiàn)象，究其原因主要是貫通點(diǎn)恰好處于受斷層影響的突出危險(xiǎn)區(qū)。后在24081 工作面采準(zhǔn)巷道掘進(jìn)期間，發(fā)現(xiàn)瓦斯含量及預(yù)測(cè)指標(biāo)有明顯的的區(qū)域性和條帶性，在距進(jìn)風(fēng)巷開(kāi)口0～200m 范圍內(nèi)掘進(jìn)期間無(wú)任何突出預(yù)兆，200～350m 時(shí)出現(xiàn)一些動(dòng)力現(xiàn)象，350～400m 范圍內(nèi)突出預(yù)兆最明顯，以后預(yù)兆逐漸減弱，在500～585m 范圍內(nèi)基本上無(wú)突出危險(xiǎn)性。為吸取24061 工作面采準(zhǔn)巷道掘進(jìn)期間的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，決定將24081 的回風(fēng)巷也掘完，回風(fēng)巷與進(jìn)風(fēng)巷的貫通地點(diǎn)選擇在開(kāi)切眼附近(困開(kāi)切眼恰好處于無(wú)突出危險(xiǎn)的區(qū)域) ，貫通時(shí)未出現(xiàn)突出危險(xiǎn)。
(2) 盡量避免貫通地點(diǎn)處于主要進(jìn)回風(fēng)系統(tǒng)之間 巷道貫通前，被貫通的煤柱在通風(fēng)系統(tǒng)中相當(dāng)于風(fēng)門(mén)的作用控制著風(fēng)網(wǎng)中的風(fēng)流，貫通時(shí)如不采取可靠的控風(fēng)措施，相當(dāng)于風(fēng)門(mén)被打開(kāi)，若貫通地點(diǎn)處于主要進(jìn)回風(fēng)系統(tǒng)之間，肖極影響則會(huì)加劇。
5 巷道貫通時(shí)的控風(fēng)措施
(1) 加強(qiáng)貫通地點(diǎn)局部通風(fēng)管理 貫通時(shí)只準(zhǔn)一個(gè)工作而向前接通。停掘的工作面必須保持正常通風(fēng)，經(jīng)營(yíng)檢查局部通風(fēng)是否存在隱患，并必須檢查瓦斯?jié)舛?，確保兩個(gè)工作面及其回風(fēng)巷中的瓦斯?jié)舛染怀^(guò)1 %。局部通風(fēng)系統(tǒng)必須安全、穩(wěn)定可靠，防止循環(huán)風(fēng)和不合理的串聯(lián)通風(fēng)，各井巷的風(fēng)量、風(fēng)速必須合乎要求。在有煤與瓦斯突出危險(xiǎn)的礦井，傾斜巷道同上部平巷貫通時(shí)，上部平巷必須有至少5m 的超前距離，并保證各掘進(jìn)頭的回風(fēng)系統(tǒng)暢通，防止發(fā)生突出影響其它區(qū)域。
(2) 做好貫通時(shí)控風(fēng)的準(zhǔn)備工作 貫通前后都應(yīng)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)貫通點(diǎn)本身處于主要進(jìn)回風(fēng)系統(tǒng)之間時(shí)，兩側(cè)承受的風(fēng)壓差較大，被貫通煤柱對(duì)系統(tǒng)的控制作用較大，直接貫通就會(huì)潛在較大的危險(xiǎn)性。在這種情況下必須預(yù)先對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)作必要的調(diào)整，盡量減小貫通煤柱兩側(cè)空氣壓力差，并在貫通的兩頭分別沒(méi)置好風(fēng)門(mén)，在貫通瞬間將風(fēng)門(mén)關(guān)閉，待放炮貫通后再進(jìn)行系統(tǒng)化的調(diào)整。通風(fēng)系統(tǒng)越復(fù)雜，貫通時(shí)風(fēng)流調(diào)整工作的難度越大，有時(shí)貫通后風(fēng)網(wǎng)中各分支的通風(fēng)狀況很難準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，很有必要事先用計(jì)算機(jī)進(jìn)行解算模擬，貫通前后必須對(duì)受影響的區(qū)域內(nèi)各井巷的通風(fēng)瓦斯?fàn)顩r作認(rèn)真的檢查分析，防止風(fēng)量不足和瓦斯超限，也要避免部分井巷風(fēng)速超限而引起煤塵飛揚(yáng)。這里要再次特別強(qiáng)調(diào)的是要加強(qiáng)局部通風(fēng)管理，防止循環(huán)風(fēng)與不合理的串聯(lián)通風(fēng)，并加強(qiáng)對(duì)密閉區(qū)、火區(qū)的觀測(cè)，防止瓦斯泄漏和火區(qū)復(fù)燃。
