目前我国矿井通风现状分析

目前我国矿井通风现状分析田浩李良松（国投新集能源股份公司口孜东矿）摘要：本文结合所掌握的资料和现场经验与体会，并结合国内矿井通风研发情况和生产概况，提出了矿井通风技术基本要求。关键词：矿井通风研发0引言安全是人类最重要和最根本的需求，是人民生命健康和国家财产的基本保障，可以说，安全就是生命，安全就是效益，安全更是人类社会文明的标志。然而，重大事故的不断发生，使人们认识到在现代工矿企业生产中潜伏着巨大的危险性，因而对安全的研究越来越受到人们的重视。特别是矿山企业，灾害事故占我国工矿企业中重大灾害事故的40%，是我国职业灾害事故的最大来源，而矿山事故中，尤以矿井通风、防治瓦斯、防治煤尘、防灭火等“一通三防”方面的事故为主，笔者结合自己所掌握的资料和现场经验及体会，谈谈煤矿的通风安全情况。1国内矿井通风研究情况本文通过对近年来矿井通风文献资料的搜集和整理，对专著教材型文献，科技论文型文献，学位论文型文献和近年来的技术进展作文献综述，从中总结出矿井通风技术的发展现状，趋势及热点研究问题，并针对矿井通风专业技术的特点，建设一个专题网站，为读者提供查阅和学习的平台。其中专著教材文献有38篇，研究型论文20篇，学位论文37篇，近年来技术进展18篇，一共113篇文献全是围绕矿井通风技术展开，可以看出，矿井通风技术的发展由一些基本的通风技术和概念，逐渐发展成现阶段人工智能化。矿井通风的理念由可行性和有效性发展到对系统可靠性的研究再到现阶段以通风节能为热点，不但注重新技术的开发应用，而且能源危机和提高通风效率的意识逐渐受到重视，成为矿井通风技术发展的新趋势。再运用网站制作技术将此项成果呈现并展示于读者。本文系统地建立了矿井通风技术的知识结构和发展状况，希望对此方面的研究者给予一定的帮助。2矿井通风技术发展概况随着职业健康安全管理体系(OHSMS)的贯彻实施，我国对企业工作场所的劳动条件要求将会越来越严格。人民生活水平的提高，对生活质量、品位的要求也日趋高涨。通风技术的研究和应用，不仅仅限制在矿井通风的小范围内，还可以应用于各种地下建筑工程的通风和空调。本世纪50年代以来，我国矿井通风理论与技术研究取得如下主要进展：①对井巷通风阻力进行了广泛的研究与测定；②建立了各类作业面紊流传质方程及污染物浓度分析计算方法，为风量计算方法提供了理论依据；③应用电子计算机计算和分析复杂通风网络，为矿井通风系统分析提供了有效的方法；④射流通风理论与技术得到发展，利用风流动压的方向性调节与控制风流的技术获得应用；⑤矿井火灾时风流非稳定流动规律的研究不断深化，建立起羞毛典型凰流控制方案；⑥受控循环通风理论推动了空气净化装置的研制和污染源控制技术的发展；⑦深井热源、空气与围岩热交换和矿井热环境控制理论与技术有较大进展，初步形成矿内热力学理论体系；⑧开展了露天矿通风理论与技术的研究。究对象，与其相关的理论，技术发明及新应用层出不穷，搜索以矿井通风为关键词的文献多达上千篇，其中包括各个专业方向的专著或论文，这为矿井通风的资料提取造成一定的难度。矿井通风技术是由多种技术组成的，其中包括：通风网络解算技术，网络优化调节技术，控制技术及装备，防尘与风流净化技术，通风节能技术，系统可靠性分析，计算机模拟技术，模糊综合评价计算方法，矿井网络图自动生成技术，矿井通风安全信息可视化系统研究，虚拟现实技术在矿井通风系统中的应用，矿井通风系统与优化，矿井风阻测定及数据处理，矿井通风系统安全综合评价研究。3矿井通风技术基本要求对于矿井通风技术文献资料的整理，首先必须从各种技术，系统和节能多方面考虑分类，尽可能做到全面收集原始资料。本论文将收集的各类矿井通风文献资料进行了整理和归纳，具体要求如下：3.1井下空气成分，最高最低风速，各井巷的空气温度，风量必须符合《煤矿安全规程》要求。3.2矿井必须有完整独立的通风系统，改变全矿井通风系统时，必须编制通风设计及安全措施。掘进巷道贯通时，综合机械化掘进巷道在相距50m前，其它巷道在相距20m前，必须停止一个工作面作业，做好调整通风系统的准备工作，贯通的整个过程中，必须有防止瓦斯、爆炸、火灾等事故的安全措施。3.3矿井开拓新水平和准备新采区的回风，必须引入总回风巷或主要回风巷中。3.4生产水平和采区必须实行分区通风，采掘工作面应实行独立通风。3.5采掘工作面的进风和回风不得经过采空区或冒顶区。无煤柱开采沿空送巷和沿空留巷时，应采取防止从巷道的两帮和顶部向采空区漏风的措施。水采工作面由采空区回风时，工作面必须有足够的新鲜风流，工作面及其回风巷的风流中瓦斯和二氧化碳必须不超限。3.6采空区必须及时封闭。必须随采煤工作面的推进逐个封闭通至采空区的连通巷道。采区开采结束后45天内必须在所有与采区相连通的巷道中设置防火墙，全部封闭采区。3.7控制风流的风门、风桥、风墙、风窗等设施必须可靠。3.8新井投产前必须进行1次矿井通风阻力测定，以后每3年至少进行1次。矿井转入新水平生产或改变—翼通风系统后，必须重新进行矿井通风阻力测定。3.9矿井通风系统图必须标明风流方向、风量和通风设施的安装地点。必须按季绘制通风系统图，并按月补充修改。多煤层同时开采的矿井，必须绘制分层通风系统图。矿井应绘制矿井通风系统立体示意图和矿井通风网络图。3.10矿井必须采用机械通风，生产矿井主要通风机必须装有反风设施，并能在10min内改变巷道中的风流方向。当风流方向改变后，主要通风机的供给风量不应小于正常供风量的40%，矿井应定期检查反风措施并进行反风演习。3.11严禁主要通风机房兼作他用。主要通风机房内必须安装水柱计、电流表、轴承温度计等仪表，还必须有直通矿调度室的电话，并我国金属矿井从50年代开始逐步建立机械通风系统。60年代，有反风操作系统图、司机岗位责任制和操作规程。建立分区通风系统和棋盘式通风网络，70年代，出现梳式通风网络、爆堆通风，推广地温预热技术及云锡的排氡通风经验等。进入80年代，我国金属矿井通风技术以节约能耗为中心有了比较快的发展，取得的主要成就有：高效节能风机的研制与推广；多风机多级机站通风新技术的应用；矿井通风网络的节能技术改造；建立矿井通风计算机管理系统和井下风流调控技术与手段的完善等。矿井通风系统是矿井生产系统的重要组成部分，随着科学技术的进步和先进设备的利用，矿井的生产能力越来越大，开采深度和强度不断加大，开采的地质条件也更加复杂，矿井通风对矿井的生产与安全起着越来越大的影响。众多专家学者都将矿井通风技术列为研2033.12矿井通风系统中，如果某一分区风路的风阻过大，主要通风机不能供给其足够风量时，可在井下安设辅助通风机，但必须供给辅助通风机房新鲜风流，在辅助通风机停止运转期间，必须打开绕道风门。严禁在突出矿井中安设辅助通风机。3.13掘进巷道必须采用矿井全风压通风或局部通风机通风。煤巷、半煤岩和有瓦斯涌出的巷道掘进通风方式采用压入式，如果采用混合式，必须制定安全措施。3.14局部通风机必须由指定人员负责管理，保证正常运转。3.15掘进工作面不得随意停风，有计划停风时，必须编制停风计划。同时制定排放瓦斯和恢复通风的安全措施。矿山天地大断面锚网支护技术在综采开切眼施工中的应用研究程泽民（淮北朔里矿业有限责任公司）摘要：本文浅析综采切眼掘进与锚杆支护方式，就传统掘进支护方式、锚杆支护设计方法作了细致的阐述。通过对综采工作面切眼锚杆支护的实例分析，说明了此锚网支护技术工艺具有的优越性。关键词：综采开切眼支护技术方式比较锚网支护优越性0引言煤矿综采开切眼，由于面积小，空间狭窄，在掘进和支护施工过程中，都受到了一定的条件限制。在这样的环境下施工，如何保障其梁长。DZ-35型单体液压支柱作为棚腿，保持1.6m的棚距。垂直于巷道中心线，并在其两端对称设置π型钢棚，巷道中心线和钢棚下单体支柱保持1.5m的间距。π型钢棚的架设工作往往保持10m以下的滞后工作面。支护的总体效果。按照以上步骤及围岩状况使用锚杆支护，然后是补强支护，顶板不会出现太大的变形，且开采的是单一煤层，也为出现明显的切眼内矿山压力，围岩没有较大变形，且一直保持着掘进速度快、支护效果好，以及避免存在施工安全隐患是关键问题。3mm以下的顶板变形量。采用顶板支护后，其状态已基本稳定，又因此，综采开切眼掘进与支护方式值得研究和探讨。1综采切眼掘进与锚杆支护方式1.1传统掘进支护方式。进行传统的综采开切眼施工时，多使用梯形断面及木棚支护的方法。使用小断面进行综采支架的安装时，再刷成大断面。一棚梁中部加打一到两根金属的或木支柱对支护进行加固，棚柜为0.6m-1.0m。该支护措施的掘进速度不够，会耗费大量材料，需要很多人员的参与以及支付很多人工费，且劳动强度也不低。刷大断面进行大抬棚的架设，其危险性较高。该切眼支护措施也妨碍安装工作，缩小了作业人员可利用的空间，比较危险。在开切眼因为锚网对两帮进行支护，同时配以大板背帮及支柱，片帮现象不会出现，该支护措施在顶板控制上比传统的支护措施具备较好的优越性。通过多处的支护证明，其施工效果较好，一次性取得了成功。3锚杆支护的优越性体现3.1技术性。①采用锚杆支护的综采开切眼，准备工作及设备安装工艺变得简单了，同时使安装时间减少了，采区接续紧张的状况得以缓解，有助于生产。②若条件相同，锚杆支护断面往往小于木棚支护所需断面，也减小了综采开切眼的运输及安装、通风和掘进断面的设计参数，使其更为科学合理。减小了开切眼的高度及跨度，投入的内安装“替柱、回柱”和回“大梁、柱腿”等设备的过程中，危险性较大，资金及工作量也相应减少，大大提高了安全系数。它还无法对顶板及其四周的煤体进行早期管理，不能有效控制顶板离层及冒顶现象。3.2安全性。①因为增加了综采切眼可利用的空间，安装综采支架的工作受架棚式支护的制约作用也随之减小，同时也大大提高了1.2锚杆支护设计方法。锚杆支护可针对围岩复杂多样的特性，安装作业的安全系数。②在工艺流程上，锚杆的安装比木棚的架设的设计前进行井下监测及信息反馈、现场勘察及地质力学评估、日常监测的动态信息设计等措施好进行控制。现场勘察的内容包括锚固性能测试、地应力和围岩的结构及强度等。以现场勘察为前提对围岩进行分类及地质力学评估，能够将准确的参数提供给设计工作。可通过以往的经验及数值计算的方式进行设计，科学的设计方案是按照已测数据及围岩参数而制定的。在施工过程中，可根据详细的围岩位移和锚杆受力监测，以及监测、验证结果，来修正锚杆支护设计。加上施工后的日常监测，可确保巷道的支护安全。2综采工作面切眼锚杆支护实例2.1工作面状况。在朔里矿的北翼、西翼煤层赋存中，不少煤层都从上而下的逐渐变薄。煤层厚度变化不稳定，且含砂岩夹石，常在0.1m—0.6m之间。底板和煤层顶采用褐色泥岩，直接顶采用白色砂岩，约0.8m厚，坚硬且没有伪顶。多个工作面主体构造均为向斜轴单斜构造，构造极为简单。基本上都是在这样的条件下开切矩形切眼，且打眼放炮和掘进均通过人工方式一次完成成巷施工。2.2巷道支护方式。进行开切眼巷道的支护施工时，往往通过树脂端锚锚固锚杆组合支护，同时采用锚索补强及单体液压支柱对支护灵活性强，从而使笨重大抬棚的架设工作更加安全。③锚杆支护下的整个空间的安全系数大于被动支护下的空间。锚杆支护能够充分利用顶板的自承能力，及时控制围岩状况及顶板离层，避免出现冒顶现象。④因为在开切眼内安装支架设备时省去了“回柱、替柱”及回“大梁、柱腿”开大帮等步骤，故降低了安全事故的发生，在很大程度上提高了安装进度。3.3经济性。按照朔里矿某综采工作面（长度为75m）一个开切眼计算。对投入的材料进行分析，锚杆支护与架棚支护相比能够节省850元/m的材料费，从而减少了63750元的总的材料费。对工作费进行分析，锚杆支护也相较于架棚支护，在单位长度上减少了350元/m的投入，总共节省工作费为26250元。两项累计节省9万多元。对掘进进度进行分析，锚杆支护的进度相较于架棚支护来说节省了6-10天的工期。对安装进度进行分析，如果按照75m来计算开切眼，就应该安装的支架为50架，若使用锚杆支护，则要经过10天的安