煤礦巷道貫通時通風安全管理技術(shù)

摘要 巷道貫通、瓦斯排放和石門揭煤是礦井通風安全管理的重中之重,過去我國不少煤礦曾在相關(guān)作業(yè)工序中出現(xiàn)過失誤,導致重大事故的發(fā)生。文章對煤礦巷道貫通時的通風與安全管理技術(shù)作了深入的分析。

關(guān)鍵詞 巷道貫通 通風 安全

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定,煤層掘進巷道與其它巷道相貫通時,必須預(yù)防冒頂、瓦斯、煤塵和放炮等事故的發(fā)生。巷道貫通會使井下通風系統(tǒng)發(fā)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。如何防止因通風系統(tǒng)的突變而導致瓦斯超限、煤塵飛揚和火區(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)場工程技術(shù)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(shù)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) 巷道貫通時只準一個工作面向前掘進,但有些礦井只顧及了掘進的一頭,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于些情況。

(2) 井下通風系統(tǒng)是由眾多井巷及通風設(shè)施相互聯(lián)系而構(gòu)成的一個網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),在某個生產(chǎn)時期具有一定的獨立性、完整性和穩(wěn)定性。巷道貫通會破壞原先的平衡和穩(wěn)定狀態(tài),部分井巷的風流方向、風速及風量產(chǎn)生突變,很可能出現(xiàn)因風速超限而導致煤塵飛揚,因采空區(qū)或密閉內(nèi)的瓦斯大量涌出、循環(huán)風及不合理的串聯(lián)通風的形成、無風或微風井巷的出現(xiàn)等原因而出現(xiàn)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 暗斜井車場貫通后,由于未及時采取控風措施,1030大巷風量減小,附近密閉內(nèi)瓦斯外泄并積聚,架線電機車運行至密閉附近時,電火花引起了瓦斯爆炸。

(3) 由于局部通風機位置的調(diào)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,局部通風機原處于位置a ,待聯(lián)絡(luò)巷2 貫通后,將風機前移至位置b ,若不事先將聯(lián)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于局部通風的吸風量,從而形成循環(huán)風,這樣的事故案例在我國為數(shù)不少。

2 巷道貫通時火災(zāi)事故隱患的形成

在自然發(fā)火嚴重的老礦井?；饏^(qū)星羅棋布,在長期的生產(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)的漏風很有可能直接沿回風流排走而未經(jīng)察覺。巷道貫通后,通風系統(tǒng)的改變會導致井下風網(wǎng)中風壓重新分布,原來均壓平衡狀態(tài)就可能遭到破壞,火區(qū)復燃或燃燒加劇的可能性較大,若控風措施不得力,極易產(chǎn)生火災(zāi),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(yīng)力、瓦斯壓力和煤體結(jié)構(gòu)性能綜合作用的結(jié)果,受采掘活動的影響,在巷道貫通地點,地應(yīng)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(yīng)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(qū)域 在有煤與瓦斯突出危險的礦井,巷道貫通地點應(yīng)力的疊加使突出危險性增大,在選擇巷道貫通地點時,應(yīng)設(shè)法選擇在無突出危險性或突出危險性較小的區(qū)域。焦作礦務(wù)局馮營礦24061 工作面回風巷掘進期間,突出預(yù)兆并不明顯,但貫通相距10m 時,預(yù)測指標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恰好處于受斷層影響的突出危險區(qū)。后在24081 工作面采準巷道掘進期間,發(fā)現(xiàn)瓦斯含量及預(yù)測指標有明顯的的區(qū)域性和條帶性,在距進風巷開口0~200m 范圍內(nèi)掘進期間無任何突出預(yù)兆,200~350m 時出現(xiàn)一些動力現(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)基本上無突出危險性。為吸取24061 工作面采準巷道掘進期間的經(jīng)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(困開切眼恰好處于無突出危險的區(qū)域) ,貫通時未出現(xiàn)突出危險。

(2) 盡量避免貫通地點處于主要進回風系統(tǒng)之間 巷道貫通前,被貫通的煤柱在通風系統(tǒng)中相當于風門的作用控制著風網(wǎng)中的風流,貫通時如不采取可靠的控風措施,相當于風門被打開,若貫通地點處于主要進回風系統(tǒng)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 貫通時只準一個工作而向前接通。停掘的工作面必須保持正常通風,經(jīng)營檢查局部通風是否存在隱患,并必須檢查瓦斯?jié)舛?確保兩個工作面及其回風巷中的瓦斯?jié)舛染怀^1 %。局部通風系統(tǒng)必須安全、穩(wěn)定可靠,防止循環(huán)風和不合理的串聯(lián)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,并保證各掘進頭的回風系統(tǒng)暢通,防止發(fā)生突出影響其它區(qū)域。

(2) 做好貫通時控風的準備工作 貫通前后都應(yīng)對通風系統(tǒng)進行調(diào)整,當貫通點本身處于主要進回風系統(tǒng)之間時,兩側(cè)承受的風壓差較大,被貫通煤柱對系統(tǒng)的控制作用較大,直接貫通就會潛在較大的危險性。在這種情況下必須預(yù)先對通風系統(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置好風門,在貫通瞬間將風門關(guān)閉,待放炮貫通后再進行系統(tǒng)化的調(diào)整。通風系統(tǒng)越復雜,貫通時風流調(diào)整工作的難度越大,有時貫通后風網(wǎng)中各分支的通風狀況很難準確預(yù)測,很有必要事先用計算機進行解算模擬,貫通前后必須對受影響的區(qū)域內(nèi)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。這里要再次特別強調(diào)的是要加強局部通風管理,防止循環(huán)風與不合理的串聯(lián)通風,并加強對密閉區(qū)、火區(qū)的觀測,防止瓦斯泄漏和火區(qū)復燃。