掘进工作面局部通风管理技术探讨
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【摘 要】由于掘进工作面的作业空间狭小、不能全负压通风等客观因素，决定了掘进工作面局部通风现状。加强掘进工作面的通风管理，对于预防煤矿瓦斯爆炸事故具有重大意义。
【关键词】掘进工作面；局部通风；通风管理
引言
近年来，随着高产高效综合机械化开采强度的加大，煤矿企业必然要求矿井巷道实现快速安全掘进来更好的适应矿井的正常采掘接替。工作面推进长度和推进速度都呈增大的趋势，高瓦斯、大断面、长距离掘进等问题成为通风瓶颈。煤巷掘进由于其煤壁暴露速度加快使得瓦斯释放量增加，最终不得不使其掘进速度减慢，极大地阻碍了矿井正常的采掘接替和安全高效生产；岩巷掘进爆破时的通风管理的不到位。本文分析了掘井工作面瓦斯爆炸的原因，探讨了煤岩巷掘进工作面通风量的计算，并提出了掘进工作面通风管理的技术措施。
1掘井工作面瓦斯爆炸原因
在一般矿井条件下，氧浓度基本都满足瓦斯爆炸的必要条件，只要瓦斯积聚和引爆火源两大基本因素同时具备就会发生瓦斯爆炸事故。
1.1 瓦斯积聚
（1）局部通风机随意停开、无计划停电停风，风筒安装不合格、损坏不能及时修复、漏风严重，局部通风机选型不当或风机陈旧不完好等，造成掘进工作面风量不足、无风或微风作业，引起瓦斯积聚；（2）不按规定检查瓦斯、瓦检员脱岗，当工作面地质条件发生变化时，由于瓦斯检查不及时，隐患不能及时排除，而造成瓦斯积聚。
1.2 引爆火源
在瓦斯爆炸事故中，有80%以上的引爆火源是由于违章放炮、电气设备失爆和带电作业造成的。由此可见违章放炮、电气设备失爆和带电作业是引起瓦斯爆炸事故的主要原因。（1）违章放炮：主要是炮眼不充填炮泥或充填不满不实；放炮母线悬挂不合格，而造成绝缘不好、明线和明接头发生短路电流火花；明火放炮（糊炮）；不执行“一炮三检”和“三人联锁”放炮制度。（2）电气设备失爆和带电作业：主要是使用不合格的防爆设备和不防爆设备；不按规定检修电器设备、违章带电作业，不按规程操作、使电缆绝缘损坏等，造成短路电流火花。
2 掘进工作面需风量计算
2.1 煤巷掘进工作面需风量计算
由于煤层瓦斯涌出量较大，只根据瓦斯涌出量计算风量即可满足人员用风等情况，考虑煤巷掘进工作面瓦斯涌出量主要影响因素有掘进速度、煤层厚度、瓦斯含量等。设计按以下公式进行计算：
Qh=k×（1-τ）×Q瓦/（a-a进） （1）
Q瓦=S×V×r×q （2）
式中Qh—工作面配风量，m3/min；
K—瓦斯涌出不均衡系数，取1.2；
τ—落煤瓦斯滞留系数，取0.2；
Q瓦—落煤瓦斯可能涌出量，m3/min；
a—工作面允许达到的瓦斯浓度，取0.8%；
a进—进风流瓦斯浓度。
S—工作面落煤断面，工作面上下顺槽设计断面16m2；
V—工作面掘进速度，m/d，取最大值30m/d；
r—落煤比重，1.4t/m3；
q—煤层瓦斯含量，取5.2m3/t。
2.2岩巷掘进工作面需风量计算
根据稀释炸药产生的炮烟所使用的风量计算，前苏联B.H.沃洛宁公式，当风筒出口距迎头不大于5×S1/2m时：
Qh=[（A×b×S2×L2/（p2q×Cp）]1/3×（0.465/t） （3）
式中t—通风时间，一般取20～30 min；
A—同时爆破炸药量，设计用量39kg；
b —每kg炸药爆炸产生的CO当量，岩巷爆破取0.040m3/kg；
S—巷道断面积，设计断面18m2；
L—巷道通风长度，大于2000m；
pq—风筒始、末端风量之比，即漏风系数，重庆煤科院实测
Cp—氧化碳浓度的允许值，Cp=0.02%。其余参数意义与煤巷掘进的相同。
3 局部通风技术管理
3.1 保证通风系统合理性
通风系统的合理程度，是确保通风可靠性的基本要素，是防止重大瓦斯事故的先决条件和重要基础。
（1）所有采掘工作面都应采用独立通风，布置独立通风确有困难时，可采用串联通风，但必须符合《煤矿安全规程》（以下简称《规程》）的相关规定。
（2）掘进工作面应采用矿井全风压通风或局部通风机通风，不得采用扩散通风。躲避硐、信号室和其它运输、机电、排水、材料储存等硐室采用扩散通风其深度不得超过3 m。
（3）严禁1台局部通风机同时向2个掘进工作面供风和独头巷内再开掘其它巷道。
（4）掘进通风方式，原则上都采用压入式通风。如果采用混合式通风，必须制定安全措施，报局总工程师批准。
（5）2台局部通风机并联运转时，必须采用双列风筒的布置方式。
3.2 保证通风设施设备可靠性
通风设施主要指风门、风桥、密闭、挡风墙和调节风窗。通风设备主要指局部通风机和导风筒。其选型、安装、施工质量和使用管理等的可靠程度，直接影响风流的稳定性。
（1）通风设施的选型和施工质量，必须保证通风系统风流的风量和风压满足生产需求和相对稳定性。
（2）局部通风机和导风筒的选型，必须满足最大通风长度时所需风量和风压，使用时可分段使用，也可分级运行，但性能参数必须符合需要。
（3）为保证局部通风机正常运行，高突矿井通风机要实行“三专两闭锁”供电。低瓦斯矿井局部通风机，可采用装有选择性漏电保护装置的供电线路或采掘供电分开供电。高突矿井和低瓦斯矿井涌出异常区的掘进工作面应设风电和瓦斯闭锁装置，低瓦斯矿井的掘进工作面应设风电闭锁装置，其装置要切实有效；井下各变电所检漏装置跳闸试验要规定一个适当的时间范围，在此时间范围内，当班负责管理局部通风机人员必须坚守在风机安装处及时复送电，从风机开关跳闸到启动送风的时间，应根据实测瓦斯涌出浓度情况而定（以CH4浓度不超过1%为准。
3.3 保证掘进工作面供风稳定性
确保采掘工作面供风的稳定性，是防止瓦斯积聚最基本的防范措施。
（1）工作面所需风量，应按《规程》规定风速和瓦斯绝对涌出量分别计算，取其最大值。同时，为有一个良好的气候条件，还要考虑温度升高、瓦斯较大的因素。
（2）为保证掘进巷道风速符合《规程》规定，防止局部通风机发生循环风，保持供风的稳定。
3.4 局部通风机专人管理
落实专人负责，坚持每天检修、巡检制度，确保运转正常、可靠；采用局部通风机不间断工作状态，配备双风机，防止风机重启风压鼓坏风筒，保护局部通风机和风筒；局部通风机安装开停传感器，使开停状态实现地面遥讯。
4 结束语
实践证明，要想杜绝重大瓦斯爆炸事故的发生，必须认真贯彻“先抽后采、监测监控、以风定产”的十二字方针，加强矿井通风管理工作，保证矿井通风系统的合理性、通风设施设备的可靠性、工作面供风的稳定性和瓦斯检查、监测的连续性。
瓦斯爆炸事故的多发点是煤矿的掘进工作面，除了如上所述要加强掘进工作面的通风管理工作外，还要加强机电设备的使用管理和维护以及职工安全技术素质和安全意识的加强。
参考文献：
[1]翟慧兵，李振福，曹国华等. 高瓦斯大断面巷道长距离掘进的通风管理技术[J]. 矿业安全与环保，2011（3）.
[2]展阔，李焕. 高瓦斯综掘工作面瓦斯涌出规律分析及治理[J].煤矿现代化，2011（1）.
[3]李浩荡，张庆华，张淑同. 掘进工作面大断面超长距离通风技术研究[J]. 矿业安全与环保，2010（6）.
作者简介：
孙玉奇（1979—），男，山东德州陵县人，副部长，现山东鑫国煤电有限责任公司，主要从事技术、通风、安全管理工作。