煤矿巷道贯通时通风安全管理技术
摘要 巷道贯通、瓦斯排放和石门揭煤是矿井通风安全管理的重中之重,过去我国不少煤矿曾在相关作业工序中出现过失误,导致重大事故的发生。文章对煤矿巷道贯通时的通风与安全管理技术作了深入的分析。
关键词 巷道贯通 通风 安全
《煤矿安全规程》规定,煤层掘进巷道与其它巷道相贯通时,必须预防冒顶、瓦斯、煤尘和放炮等事故的发生。巷道贯通会使井下通风系统发生不同程度的变化,涉及的安全问题比较多,其中最为突出的是“一通三防”问题。如何防止因通风系统的突变而导致瓦斯超限、煤尘飞扬和火区失控,以及如何防止因地应力集中而产生煤与瓦斯突出,一直是困扰现场工程技术人员的重大难题。因此,做好巷道贯通时的通风安全管理技术工作尤为重要。
1 巷道贯通时瓦斯煤尘爆炸事故隐患的形成
(1) 巷道贯通时只准一个工作面向前掘进,但有些矿井只顾及了掘进的一头,忽视了另一头,将停止掘进的一头也停止供风,或者根本不重视停工一头的通风与安全管理,形成瓦斯积聚,造成掘进一头放炮贯通引起停工停风的一头瓦斯爆炸。贵州某煤矿的一次重大瓦斯爆炸事故就属于些情况。
(2) 井下通风系统是由众多井巷及通风设施相互联系而构成的一个网络结构,在某个生产时期具有一定的独立性、完整性和稳定性。巷道贯通会破坏原先的平衡和稳定状态,部分井巷的风流方向、风速及风量产生突变,很可能出现因风速超限而导致煤尘飞扬,因采空区或密闭内的瓦斯大量涌出、循环风及不合理的串联通风的形成、无风或微风井巷的出现等原因而出现瓦斯迅速超限的严重隐患。1995年1 月21 日,大同某煤矿7 # 层的508 巷与408 暗斜井车场贯通后,由于未及时采取控风措施,1030大巷风量减小,附近密闭内瓦斯外泄并积聚,架线电机车运行至密闭附近时,电火花引起了瓦斯爆炸。
(3) 由于局部通风机位置的调整,控风措施不及时或不正确而形成瓦斯爆炸事故隐患。如图1 ,双巷同时掘进时,局部通风机原处于位置a ,待联络巷2 贯通后,将风机前移至位置b ,若不事先将联巷1封闭,风流在1 处短路,局部通风机所在巷道的风量很可能小于局部通风的吸风量,从而形成循环风,这样的事故案例在我国为数不少。
2 巷道贯通时火灾事故隐患的形成
在自然发火严重的老矿井。火区星罗棋布,在长期的生产中,很可能人为地采取了一些均压措施,使自然发火得以控制,另外有部分火区的漏风很有可能直接沿回风流排走而未经察觉。巷道贯通后,通风系统的改变会导致井下风网中风压重新分布,原来均压平衡状态就可能遭到破坏,火区复燃或燃烧加剧的可能性较大,若控风措施不得力,极易产生火灾,在瓦斯矿井,爆炸隐患随时可形成。
3 巷道贯通时煤与瓦斯突出事故隐患的形成
煤与瓦斯突出是地应力、瓦斯压力和煤体结构性能综合作用的结果,受采掘活动的影响,在巷道贯通地点,地应力会更加集中,煤与瓦斯突出危险性加大,防突工程量及难度增加,处理不妥极易生煤与瓦斯突出事故。
4 选择巷道贯通地点应注意的几个问题
(1) 尽量将贯通地点选择在无突出危险性或突出危险性小的区域 在有煤与瓦斯突出危险的矿井,巷道贯通地点应力的叠加使突出危险性增大,在选择巷道贯通地点时,应设法选择在无突出危险性或突出危险性较小的区域。焦作矿务局冯营矿24061 工作面回风巷掘进期间,突出预兆并不明显,但贯通相距10m 时,预测指标明显超限且有煤炮声和顶钻、卡钻现象,究其原因主要是贯通点恰好处于受断层影响的突出危险区。后在24081 工作面采准巷道掘进期间,发现瓦斯含量及预测指标有明显的的区域性和条带性,在距进风巷开口0~200m 范围内掘进期间无任何突出预兆,200~350m 时出现一些动力现象,350~400m 范围内突出预兆最明显,以后预兆逐渐减弱,在500~585m 范围内基本上无突出危险性。为吸取24061 工作面采准巷道掘进期间的经验教训,决定将24081 的回风巷也掘完,回风巷与进风巷的贯通地点选择在开切眼附近(困开切眼恰好处于无突出危险的区域) ,贯通时未出现突出危险。
(2) 尽量避免贯通地点处于主要进回风系统之间 巷道贯通前,被贯通的煤柱在通风系统中相当于风门的作用控制着风网中的风流,贯通时如不采取可靠的控风措施,相当于风门被打开,若贯通地点处于主要进回风系统之间,肖极影响则会加剧。
5 巷道贯通时的控风措施
(1) 加强贯通地点局部通风管理 贯通时只准一个工作而向前接通。停掘的工作面必须保持正常通风,经营检查局部通风是否存在隐患,并必须检查瓦斯浓度,确保两个工作面及其回风巷中的瓦斯浓度均不超过1 %。局部通风系统必须安全、稳定可靠,防止循环风和不合理的串联通风,各井巷的风量、风速必须合乎要求。在有煤与瓦斯突出危险的矿井,倾斜巷道同上部平巷贯通时,上部平巷必须有至少5m 的超前距离,并保证各掘进头的回风系统畅通,防止发生突出影响其它区域。
(2) 做好贯通时控风的准备工作 贯通前后都应对通风系统进行调整,当贯通点本身处于主要进回风系统之间时,两侧承受的风压差较大,被贯通煤柱对系统的控制作用较大,直接贯通就会潜在较大的危险性。在这种情况下必须预先对通风系统作必要的调整,尽量减小贯通煤柱两侧空气压力差,并在贯通的两头分别没置好风门,在贯通瞬间将风门关闭,待放炮贯通后再进行系统化的调整。通风系统越复杂,贯通时风流调整工作的难度越大,有时贯通后风网中各分支的通风状况很难准确预测,很有必要事先用计算机进行解算模拟,贯通前后必须对受影响的区域内各井巷的通风瓦斯状况作认真的检查分析,防止风量不足和瓦斯超限,也要避免部分井巷风速超限而引起煤尘飞扬。这里要再次特别强调的是要加强局部通风管理,防止循环风与不合理的串联通风,并加强对密闭区、火区的观测,防止瓦斯泄漏和火区复燃。
