煤礦安全新技術

1、煤礦安全新技術 第一章  概述   礦井通風是礦井安全生產(chǎn)的基本保障。礦井通風指借助于機械或自然風壓，向井下各用風點連續(xù)輸送適量的新鮮空氣，供給人員呼吸，稀釋并排出各種有害氣體和浮塵，以降低環(huán)境溫度，創(chuàng)造良好的氣候條件，并在發(fā)生災變時能夠根據(jù)撤人救災的需要調(diào)節(jié)和控制風流流動路線的作業(yè)。 20世紀80年代以來，隨著煤礦機械化水平的提高，采煤方法、巷道布置及支護的改革，電子和計算機技術的發(fā)展，我國礦井通風技術有了長足的進步，通風管理日益規(guī)范化、系列化、制度化，通風新技術和新裝備愈來愈多地投人應用。以低耗、高效、安全為準則的通風系統(tǒng)優(yōu)化改造在許多煤礦得以實施，使其能夠更好地為高產(chǎn)

2、、高效、安全的集約化生產(chǎn)提供安全保障。  第一節(jié)  礦井通風系統(tǒng)的優(yōu)化改造   礦井通風系統(tǒng)是向礦井各用風點供給新鮮空氣、排出污風的通風方式(進回風井布置的方式一中央式、對角式、混合式)、通風方法(抽出式、壓人式、抽壓混合式)、通風網(wǎng)絡(由風流流經(jīng)的巷道及相關設施組成)和通風控制設施(通風構筑物)的總稱。 近年來，為適應綜合機械化采煤的要求，原煤炭工業(yè)部在總結建設經(jīng)驗，借鑒國外先進技術的基礎上于1984頒發(fā)了關于改革礦井開拓部署的若干技術規(guī)定，作為新井建設、生產(chǎn)礦井技術改造和開拓延深的依據(jù)。為適應生產(chǎn)集約化，開采深度增加、瓦斯涌出量大的情況，以“針對現(xiàn)實、著眼長遠

3、、因地制宜、對癥下藥、綜合治理、節(jié)能增風”為指導思想，對數(shù)百對國有煤礦進行了通風系統(tǒng)優(yōu)化改造，配合生產(chǎn)礦井井田合并、開采范圍擴大和儲量增多等改擴建工作。這類通風系統(tǒng)優(yōu)化改造主要有以下幾個方面內(nèi)容。  一、通風方式的改革   根據(jù)礦井的特點和需要，把中央式通風演變?yōu)橹醒胍粚鞘交旌贤L系統(tǒng)。為適應綜采集約化生產(chǎn)，工作面單產(chǎn)超過1mta的要求，對礦井采用分區(qū)域開拓。因此，形成區(qū)域式通風系統(tǒng)，即每個區(qū)域均有一組進、回風井，各個區(qū)域采用相對獨立的通風技術。它具有通風線路短、風阻小、區(qū)域間干擾小、安全性好，便于選擇主要通風機，使其實現(xiàn)高效節(jié)能的特點，提高了礦井的通風能力和抗災能力，適

4、用于特大型礦井或因地質(zhì)條件須把井田劃為若干獨立生產(chǎn)區(qū)域的礦井?？傊?，新建大型礦井通風系統(tǒng)以對角式、分區(qū)式為主，改擴建的生產(chǎn)礦井以混合式為主，表1-1-1表示我國大型煤礦各類通風方式分布狀況。 二、主要通風機的經(jīng)濟運行能力的提高   為提高主要通風機的經(jīng)濟運行能力，主要開展了以下工作。 (1)為適應通風系統(tǒng)的變化和生產(chǎn)集約化的要求，20世紀80年代以來，我國相繼出現(xiàn)2k60系列和gaf系列的軸流式風機和g4-73與k4-73系列的離心式風機。20世紀90年代，依托于國家“八五”關項目，研制出fd型的對旋式風機。該系列風機具有能耗低、效率高的特點，因而迅速在我國煤礦推廣。在原煤炭部“九五

5、”攻關項目中，無駝峰式軸流風機的研制成功增大了通風機的穩(wěn)定工作區(qū)域。 (2)研制出離心式風機的調(diào)速裝置，如可控硅調(diào)速、液力偶合器和變頻調(diào)速裝置。 (3)加強了通風機及其附屬裝置管理，減少風硐、風機內(nèi)部以及擴散塔的阻力損失和漏風，提高了通風機運行效率。在生產(chǎn)礦井進行老、舊機的運行狀態(tài)改造中，主要查明了通風機特性與通風網(wǎng)絡風阻特性匹配差，主要通風機選型偏大，風機轉速偏高，電機容量偏大，使風機長期處于低效區(qū)運行等問題，提出一整套風機經(jīng)濟運行的辦法，對老、舊風機進行多種方法的技術改造，如采取更換機芯、改造葉輪和葉片等辦法提高風機運行效率。  三、采區(qū)通風系統(tǒng)優(yōu)化布置  優(yōu)化采區(qū)和工

6、作面的通風布置，能有效提高通風能力和排出瓦斯的效果。隨著集約化生產(chǎn)和礦井向深部發(fā)展，采區(qū)和采煤工作面的絕對瓦斯涌出量劇增，要求采區(qū)和采煤工作面的通風能力迅速增大。在采區(qū)的通風系統(tǒng)布置方面，出現(xiàn)了3條上山的布置方式，采區(qū)內(nèi)有了獨立的進風和回風上山，利于采區(qū)內(nèi)采煤工作面和掘進工作面的獨立通風，提高了采區(qū)的通風能力和風流的穩(wěn)定性，也為保證采區(qū)的局部反風和作業(yè)人員的安全脫險提供了有利條件。在采煤工作面的通風布置方面，在常規(guī)的u型通風布置的基礎上，提出了ul型方式(或稱尾巷布置方式)，改變了采空區(qū)的流場分布，較有效地防止了采煤工作面隅角瓦斯積聚，促進了采空區(qū)瓦斯的排放。為了防止專用瓦斯排放巷瓦斯超限，又

7、提出和采用了y型的通風布置方式，單獨供應新鮮風流直接稀釋采空區(qū)涌出的瓦斯。此外，還采用了w型和z型等布置方式，在適宜條件下均取得了較理想的通風效果，大大地改善了采煤工作面的通風條件，保證了安全回采。  四、新型通風設施的使用   為適應礦井災變時期風流控制的需要，研制出能在地面利用礦井環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)或遠程控制系統(tǒng)操縱井下主要風門的自動系統(tǒng)，解決了災變時期，當?shù)V工和救護人員難以到達災區(qū)和煙流入侵區(qū)域而按救災要求必須開啟或關閉風門的難題。 第二節(jié)  礦井通風裝備和儀器儀表的改進  一、礦井環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的建立  20世紀80年代以來，在全國范圍內(nèi)，大中

8、型礦井已普遍建立起礦井環(huán)境監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)。對重點區(qū)域的通風參數(shù)和有害氣體濃度的連續(xù)監(jiān)測，對于及時連續(xù)了解通風系統(tǒng)的變化，發(fā)現(xiàn)事故隱患，進行災變預警和救災工作有重要意義。在實際應用中，它對提高礦井安全生產(chǎn)水平和抗災能力發(fā)揮了重要作用。  二、掘進通風裝備系列化  掘進巷道的通風受環(huán)境條件和生產(chǎn)影響大，其可靠性差，常由于局部通風機的停電和風筒的破損，造成掘進巷道內(nèi)無風或風量不足而引起瓦斯積聚，是瓦斯爆炸的多發(fā)地區(qū)。為了對掘進工作面進行有效地通風，保證局部通風機的連續(xù)運轉，已開發(fā)出多種系列的新型局部通風機，包括高效節(jié)能的fd、fd、kdz型對旋式局部通風機，無摩擦火花型fsd系列和安全摩擦火花型fdc系列局部通風機等。在低瓦斯礦井普遍實現(xiàn)了采煤工作面與掘進工作面分別供電，局部通風機實行風電閉鎖。在高瓦斯礦井和突出礦井，實現(xiàn)了以局部通風機供電“三專兩閉鎖”為主的掘進安全技術裝備系列化，確保了局部通風機的可靠運轉和掘進巷道的穩(wěn)定通風。從1988年開始系列化裝備工作，至1993年，在5年時間內(nèi)，