谈“一通三防”灾害分析及治理实践的思考

1、谈“一通三防”灾害分析及治理实践的思考    论文关键词:煤矿安全“一通三防”灾害治理 论文摘要:针对查庄煤矿的实际,分析了矿井“一通三防”灾害现状以及基本的治理方法,提出了防治目标及技术思路,对于矿井通防安全的健康发展有现实指导意义。 查庄煤矿于1968年建成投产,开采已有40年历史,自然条件特殊,安全生产的条件较为复杂。矿井通风网络复杂,系统调控难度大;瓦斯涌出异常区逐年增加,瓦斯问题突出;煤尘具有强爆炸性,爆炸指数较高,煤尘威胁明显;开采的煤层多数为12类自燃煤层,发火期较短、范围广,防灭火形势严重。矿井在通风、瓦斯、煤尘、自燃发火方面的隐患均十分

2、突出。在矿井生产向深部和边界转移的衰老期,这些隐患更为明显。如何对上述隐患进行有效治理,已经成为矿井安全健康、可持续发展的关键。 1矿井灾害分析评价 1. 1矿井通风系统演变及现状 (1)矿井通风补充演变。第一阶段:查庄煤矿建井初期的通风方式为中央边界式,即副井进风,南风井回风。 第二阶段: 20世纪70年代末期查庄煤矿与中高余煤矿合并后,通过井下巷道改造,通风系统改造为混合式通风,即由查庄副井、中高余副井进风,南风井、西风井回风。 第三阶段: 20世纪90年代初期矿井进行改扩建,在工广内新打1座新副井,老副井改造为新主井,老主井报废,在井田深部新建1座北风井,于1994年投入使用,同时报废了

3、风机已经老化的西风井,通过矿井通风系统改造,通风系统形成新副井、中副井进风,南风井、北风井回风。 第四阶段: 2000年,因开采南风井煤柱,需要报废南风井,将老主井改造为中央风井,通风系统随即改造为新副井、中副井进风,中央风井、北风井回风。第五阶段: 2004年因生产接续紧张,需要开采中井煤柱,又将中副井充填报废,形成现在的新副井进风,中央风井、北风井回风的混合式通风方式。 (2)矿井通风系统现状。目前通风状况:北风井装备2台型号为G4-73-1128D型离心式通风机,配备JS-1512-12型电动机,功率330 kW,担负上组煤-350 m水平以下各采区的通风任务。中央风井装备2台对旋轴流式

4、通风机,型号为BDK-8-20,配备YBF315L2-8型电动机,功率2×110 kW。担负-250 m水平以上采区和-350 m下组煤西翼采区的通风任务。 1. 2当前矿井通风系统评价和今后可能出现的问题 随着矿井生产向深部延深和边界拓展,当前矿井通风系统的存在问题已经凸显出来,北风井通风能力逐渐不足,主扇风机已经多年满负荷运转,且风机呈现老化趋势;中央风井通风目前生产条件下能力趋于富裕过剩。 当矿井浅部水平生产逐步结束而转向深部生产水平后,目前的通风系统将不能满足生产的需要,必须进行相应的改造,否则矿井生产将难以为继。 1. 3瓦斯情况矿井历年瓦斯鉴定均属低瓦斯矿井 矿井生产初期

5、浅部水平煤层瓦斯赋存量小,瓦斯涌出量不大。第1次瓦斯异常涌出发生在5405工作面, 1992年1月工作面上隅角瓦斯积聚超限达到2%以上,导致工作面停产8 d,采取改变通风系统由上行风改为下行风等措施后,生产得以继续。 下组煤-250 m水平7500采区投产后,采掘工作面均出现瓦斯异常涌出现象,瓦斯涌出量明显增大。1994年矿井瓦斯鉴定,采区瓦斯相对涌出量达到12. 13 m3/,t被定为低瓦斯矿井高沼气区,按高瓦斯矿井的标准要求进行装备和管理。自此以后,五、七层煤采掘工作面瓦斯异常涌出现象经常出现,尤其是7600、7700采区掘进期间还出现过瓦斯动力喷出现象。随着生产的不断向深部延深,采空区面

6、积增大,地质条件的复杂,非正规生产区域增加,瓦斯管理的难度不断加大,任务更加艰巨。 1. 4煤尘 查庄煤矿开采的煤层其煤尘均具有爆炸性,爆炸指数37. 31% 44. 53%。当生产过程中空气中悬浮煤尘达到一定浓度,遇到高温火源就能发生煤尘爆炸;另一方面,矿工长期吸入粉尘可导致矽肺病。 经过多年的综合防尘治理,井下作业环境状况已大为改善,然而仍存在大量问题和隐患。一是生产过程中综合防尘措施落实不到位,放炮、运输等各个生产环节都安装了防尘设施,却不能正常使用,有应付检查的现象。究其原因,主要是职工的安全意识淡薄,对煤尘的危害认识不足,还没有树立起生命第一健康是基础的人生新观念,表现出安全教育的滞

7、后。二是综合防尘的治理手段落后,技术水平低,防尘自动化应用差距较大。 1. 5自然发火 目前开采的二、三、九、十层煤均属易自然发火煤层,实验室最短发火期在4367 d之间,一般在612个月。自1968年建矿到2006年底,生产原煤4213. 86万t,共发生矿井火灾14次,其中内因火灾13次,外因火灾1次,百万吨发火率0. 34。按发火部位分析,发生在采空区煤柱和浮煤的火灾9次,占64. 3% ;发生在掘进巷道内火灾3次,占21. 4% ;其他火灾2次,占14. 3% ; 1997年以前,火灾事故主要发生在3200、3400、3600等采区,因出现严重的煤炭自然发火而冻结煤炭储量和封闭采掘工作

8、面机械设备,对矿井安全生产造成严重威胁,给正常安全生产造成较大被动。 随着矿井生产进入后期,一方面前进式开采导致大面积采空区处于通风系统的包围之中,采空区漏风难以避免,残留煤炭长期氧化蓄热;另一方面,生产接续紧张导致采场布局中防治自然发火的技术要求难以有效落实;第三方面是31200西翼采区、南风井煤柱采区、中井煤柱采区都临近末采,采区煤柱的周围均为采空区,是最易产生煤炭自然发火的时期,在掘进贯通老巷时已经出现过高温水蒸汽现象。因此,矿井生产后期的自燃发火隐患将愈来愈突出,防灭火的任务越来越艰巨。 1. 6其他灾害 随着矿井开采深度的增加,地温灾害将越来越明显地影响职工身心健康和安全生产。当前开

9、采深度在-700 m以下,局部地点温度在23以上,随着开采深度的增加,地温梯度增加更大。 下组煤8、9、10层开采期间高氮低氧现象明显,特别是盲巷、采空区等地点尤为突出,若通风管理不善、临时停风、微风无风等,造成井下局部地点空气成分发生变化,出现高氮缺氧,极易引起人员窒息死亡。 2“一通三防”建设目标 建立安全合理、稳定可靠的矿井通风系统,杜绝瓦斯、煤尘、自然发火等重大灾害事故和“一通三防”方面的各类事故,为矿井的安全生产创造良好的通防条件。 努力提高矿井“一通三防”管理水平,促进矿井“一通三防”各项工作不断上水平、上台阶,保持通防质量标准化矿井水平和通防安全示范化矿井水平。 面对出现的各种新

10、问题和不断恶化的生产条件,提出超前性的措施和应对策略,确保“一通三防”各项工作适应新形势的需要,为建设本质安全型矿井提高矿井的抗灾能力发挥重要作用。 3主要通防灾害防治规划 3. 1矿井通风系统 矿井通风系统是安全生产的基本条件,是“一通三防”各项工作的基础,立足当前,兼顾长远,确保矿井通风系统合理稳定可靠,有足够的通风能力,在矿井生产的不同阶段能时时满足生产的需要是矿井通风管理的首要任务。 (1)充分发挥现有风井主要通风机的通风能力,优化调整通风系统,合理调配,保证当前一段时间矿井通风系统满足生产的需要。但随着浅部生产采区的结束,当前的通风系统已不适应生产的需要,北风井供风能力紧张,中央风井

11、供风能力有富裕。通过优化调整,掘进-350 m改造回风巷,将-350m水平部分网络调至中央风井供风,充分发挥中央风井的通风能力为深部生产采区服务,初步缓解了北风井供风能力不足的矛盾。 (2)分析掌握北风井和中央风井主要通风机的运行状况,适时提出更换主要通风机方案。北风井主要通风机型号为G4-73-1128D型,前导器叶片全打开,满负荷运转多年,达到最大通风能力,当采场发生变化时,井下调风相当困难。另一方面,风机本身质量差,长期满负荷运转,效率较低,从运转的可靠性和经济性2个方面分析,都应尽快更换北风井主要通风机。 中央风井主要通风机型号BDK-8-20型,最大排风量3 800 m3/min,要

12、达到为-350 m水平部分采区服务的目的,预计要出现排风量不足的问题。另一方面,在矿井生产的末期,要回收北风井煤柱,报废北风井,全矿井就只能利用中央风井来排风,其通风能力肯定不能满足需要,到时必须更换中央风井主要通风机。 (3)强化通风系统管理,确保在生产接续紧张,采场调整频繁的条件下,矿井通风系统的合理稳定可靠,有足够的通风能力。强化通风系统的日常管理,从巷道布置设计到施工与维护、通风系统调控等方面采取措施,提高有效风量率,提高通风系统的运行质量。根据采场接续安排,做到超前分析,预测矿井通风系统的变化,制定年度通风系统优化调整的方案和计划,提前做好实现矿井通风系统的顺利延续和变化工作,做到通

13、风网络不断简化,通风系统保持适时优化。 (4)进一步提高局部通风的安全保障,加大对旋式局部通风机的投入,逐步淘汰11 kW及以下的局部通风机,实现“双风机、双电源,自动切换、自动分风”,确保掘进巷道的风速、风量符合设计要求。 3. 2防治瓦斯 矿井开采的后期,采场逐步向矿井边界和深部转移,瓦斯的隐患将逐步加重,瓦斯的危害将更加突出。尤其是低瓦斯矿井的高瓦斯异常区域,瓦斯赋存不规律,受地质构造的影响较大,平常生产中出现瓦斯异常涌出机率很少,人们往往容易出现松懈麻痹的心理,一旦出现瓦斯突然涌出,又往往很难及时发现,相关治理瓦斯异常涌出的措施跟不及时,这是治理瓦斯的最大隐患。 防治瓦斯的重点区域:一

14、是五层、七层采区。靠近深部五层、七层的瓦斯,赋存量逐渐增加,采掘生产地点瓦斯涌出相应增加,尤其是靠近井田边界断层处的生产采区,瓦斯异常涌出现象将更加突出。二是深部三层煤采区,瓦斯赋存量有明显增加的趋势。从31200东翼深部采区部分采煤工作面回风隅角瓦斯涌出量上升,就能看出来。三是采空区积存大量瓦斯。五、七层采空区几乎可以说都是瓦斯库,瓦斯积聚严重;其它地点采空区虽然瓦斯积存量不足特别高,但往往出现高二氧化碳高氮等现象。 防治瓦斯的重点地点:一是五、七层煤采煤工作面回风隅角。该范围内瓦斯超限甚至瓦斯积聚严重,当实行无煤柱开采时,采煤面进风隅角及整个切顶线都有出现瓦斯超限的可能。二是五、七层煤采空

15、区密闭堵附近,墙内瓦斯积聚,墙外瓦斯超限。三是五、七层煤掘进工作面,这些地点炮眼内一般均能检测到瓦斯。当掘进至断层附近,尤其是断层组附近时,很容易出现瓦斯动力现象,呈现瓦斯从炮眼内喷出。而掘进工作面又是矿井通风的薄弱环节。 防治瓦斯措施:一是认真贯彻落实“先抽后采、监测监控、以风定产”瓦斯治理十二字方针,把提高防治瓦斯重要性认识真正落实到行动上,落实到现场上。瓦斯危害巨大,人人皆知,然而为什么瓦斯爆炸却仍时有发生,让我们震憾。究其根源,防治瓦斯措施落实有差距,不能慎之又慎,持之以恒的抓好措施是关键所在。因此,防治瓦斯必须克服形式主义,实实地地抓好措施在现场的落实,不能有丝毫的懈怠和马虎,实践证

16、明,只要真正重视防治瓦斯工作,能够及时发现隐患苗头,我们完全有能力治理好瓦斯,消灭重大灾害事故的发生。二是根据不同区域、不同地点瓦斯涌出特性,制定有针对性专项措施。三是强化特殊生产地点的瓦斯管理。四是完善矿井瓦斯监控系统,提高技术装备水平,充分发挥其安全保障作用。 3. 3防治煤尘 煤尘事故是矿井潜在的重大事故隐患,而综合防尘工作关系到生产全过程的每一个环节,人为因素制约较大,管理难度大。要求我们必须高度重视,认真落实每道生产工序,各个扬尘环节的综合防尘工作。一是强化人本管理,加强职工和各级管理人员培训教育工作,真正把综合防尘工作转化为职工的自觉行动。二是层层分解管理责任,抓检查,严考核,把各

17、项措施落实到现场。三是加大投入,提高技术创新水平,逐步实现综合防尘自动化。 3. 4防治自然发火 自然发火的隐患将始终伴随着生产全过程,按照“以防为主、防治结合”指导思想,建立矿井防灭火防治体系。从预防上入手,把主要精力、措施放在“防”上。预防内因火灾的主要方法是消除形成自然发火事故的基本条件,煤炭自燃的三个条件只要消除或改变其中一个或一个以上的条件,就可防止或控制自然火灾。 现场措施上一是提高密闭质量、二是加大防灭火注浆量、三是应用通风均压调整、四是加强检测监控。实施“人机结合”自然发火监测预报体系,充分发挥防灭火束管监测系统和瓦斯监测监控系统作用,强化瓦斯检查员的现场检测检查力度,做到监测监控。从生产布局、采掘工艺、防灭火装备与材料、工艺,到措施的现场落实等方面采取综合措施。落实好防灭火规划、研究、布置、检查、分析、总结“六个环节”,把好巷道设计、材料计划、安全技措、防灭火设施质量、防灭火隐患和防灭火救灾预案“六