摘要：在礦井生產(chǎn)過程中，由于現(xiàn)場條件的制約，不得不出現(xiàn)深度超過6米的硐室，為了防止巷道內(nèi)甲烷等有害氣體積聚，造成事故發(fā)生，必須采用通風(fēng)方式排除有毒有害氣體，保證安全生產(chǎn)，如何采用安全經(jīng)濟(jì)的通風(fēng)方法是煤礦安全生產(chǎn)的重要課題，本文對此參開了分析。

關(guān)鍵詞：礦井負(fù)壓 通風(fēng) 硐室 安全 經(jīng)濟(jì)

1 概述

劉店煤礦位于安徽省渦陽縣境內(nèi)，為完成101采區(qū)超前探水孔，在101回風(fēng)上山施工了一個長55米的獨(dú)頭巷道，為保證探放水工作順利進(jìn)行，巷道斷面為12.5m2，巷道施工時采用局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)，計劃鉆孔施工結(jié)束后采用封閉的方式解決硐室通風(fēng)問題。經(jīng)過衛(wèi)生部門對鉆孔內(nèi)灰?guī)r水化驗(yàn)得知，不僅水質(zhì)好，達(dá)到生活用水標(biāo)準(zhǔn)，且賦存量極其豐富，有利用價值，為充分利用鉆場內(nèi)灰?guī)r水，必須保留該巷道，如何安全經(jīng)濟(jì)的解決該通風(fēng)就成為一個問題。若長期采用局扇通風(fēng)，即使用最小的5.5kw局扇，每年的電費(fèi)約4.3萬元。若施工一條巷道，實(shí)現(xiàn)全負(fù)壓通風(fēng)，則至少需要60m的巷道工程量，按最小斷面2m2計算，需要投資60萬元，加上后期巷道維護(hù)費(fèi)用成本則在70萬元以上。

若施工鉆孔，實(shí)現(xiàn)負(fù)壓通風(fēng)，則至少需要直徑1m的鉆頭施工，由于是上山巷道，施工難度大，且現(xiàn)場需要鉆場，為保證鉆孔不塌陷，需全程下套管，經(jīng)計算費(fèi)用至少需要40萬元，且施工過程中安全隱患較多。

以上三種方案都不夠安全經(jīng)濟(jì)，為有效解決硐室通風(fēng)問題，根據(jù)劉店煤礦實(shí)際，利用礦井負(fù)壓通風(fēng)解決該問題。

2 礦井主要通風(fēng)機(jī)負(fù)壓解決硐室通風(fēng)的原理

劉店礦礦井采用中央并列式方式通風(fēng)，中央風(fēng)井主要通風(fēng)機(jī)負(fù)壓為2930pa，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測，101絞車房回風(fēng)道風(fēng)門兩側(cè)風(fēng)壓差為1465pa，（如圖），利用風(fēng)門兩側(cè)負(fù)壓，計劃通過用直徑500mm風(fēng)筒剛性風(fēng)筒，將風(fēng)流引入硐室。

根據(jù)廠家提供的實(shí)測數(shù)據(jù)顯示，劉店礦選用的Ф500mm剛性風(fēng)筒摩擦阻力系數(shù)α=0.00314N·s2/m4，根據(jù)摩擦風(fēng)阻Rf=α·■和摩擦阻力hf=RfQ2計算，風(fēng)筒的摩擦風(fēng)阻為Rf=0.00314·■=45.65N·s2/m8。另根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測和計算，風(fēng)筒末端相對負(fù)壓h3在-760pa—-580pa范圍之內(nèi)，通過計算，風(fēng)筒末端風(fēng)量Q應(yīng)該在■=■=4.02m3/s-■=3.56m3/s。根據(jù)規(guī)程規(guī)定，無瓦斯涌出的巷道最低風(fēng)速不得低于0.15m/s，由于該硐室主要用于防治水鉆孔施工和后期灰?guī)r水利用，為全巖巷道，實(shí)測無瓦斯涌出，威脅安全的主要因素是缺氧窒息和作業(yè)人員呼出的二氧化碳濃度超標(biāo)，按照最低允許風(fēng)速0.15m/s計算，該巷道允許的最低風(fēng)量為12.5m2×0.15m/s=1.875m3/s，小于預(yù)計的最低風(fēng)量3.56m3/s。根據(jù)規(guī)定，有人作業(yè)的巷道，配風(fēng)量不低于4m3/人.min，該硐室最多時可能會有35人同時作業(yè)，最低配風(fēng)量為35×4=140m3/min=2.33m3/s，也小于預(yù)計的最低風(fēng)量3.56m3/s，所以采用此方式完全能夠滿足通風(fēng)需要。

3 負(fù)壓解決硐室通風(fēng)的安全效果

在選擇礦井主要通風(fēng)機(jī)全負(fù)壓通風(fēng)的方案后，劉店礦根據(jù)設(shè)計，利用101絞車房通道兩道風(fēng)門對巷道兩側(cè)形成的負(fù)壓，在風(fēng)門墻體上施工風(fēng)筒洞，安裝穿墻風(fēng)筒，并用水泥堵漏，盡可能減少風(fēng)門漏風(fēng)。為確保風(fēng)筒風(fēng)阻最低，每一節(jié)風(fēng)筒都經(jīng)過嚴(yán)格篩選，保證風(fēng)筒內(nèi)側(cè)光滑，摩擦系數(shù)盡可能低，共安裝了70米Ф500mm剛性風(fēng)筒，并對風(fēng)筒進(jìn)行了固定，保證風(fēng)筒不拐死彎，盡可能的保證了風(fēng)筒的平直度，以達(dá)到最大限度降低風(fēng)筒阻力的目的。

安裝結(jié)束后，測風(fēng)員現(xiàn)場實(shí)測，風(fēng)筒末端風(fēng)速為1146m/min，根據(jù)Q=VS可知，風(fēng)筒末端風(fēng)量為1146m/

min×0.19625m2=225m3/min=3.75 m3/s，符合預(yù)算結(jié)果。在方案實(shí)施結(jié)束后，為確保安全，連續(xù)9個班，每班安排測風(fēng)員和氣樣分析員對現(xiàn)場風(fēng)量、甲烷等環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測，風(fēng)量能夠穩(wěn)定在3.68m3/s至3.92m3/s之間，同時，每班采集氣樣送地面化驗(yàn)室進(jìn)行檢驗(yàn)，氧氣濃度穩(wěn)定在20%以上、二氧化碳濃度穩(wěn)定在0.06%以內(nèi)，氣體濃度符合規(guī)定，同時，無一氧化碳、甲烷等有毒有害氣體，能夠滿足安全生產(chǎn)要求。通過調(diào)閱地面主要通風(fēng)機(jī)監(jiān)測數(shù)據(jù)，主要通風(fēng)機(jī)負(fù)壓下降23-35pa，說明該方案在解決安全問題的同時，能起到降低礦井通風(fēng)阻力，優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)的效果。

4 取得的經(jīng)濟(jì)效果

通過計算，劉店煤礦采用全負(fù)壓通風(fēng)方式解決101回風(fēng)鉆場通風(fēng)問題投入的材料僅是70mФ500mm剛性風(fēng)筒及吊掛用的鐵絲等，材料共需費(fèi)用為7300元，運(yùn)輸、安裝、調(diào)整及數(shù)據(jù)收集整理共用工時27個，工資約8100元，后期維護(hù)費(fèi)用約1萬元，費(fèi)用共計2.54萬元，遠(yuǎn)小于局扇通風(fēng)、施工硐室或鉆孔達(dá)到全負(fù)壓通風(fēng)的費(fèi)用，且該方案耗時最短，施工過程中無安全隱患。同時由于此方案起到了降低通風(fēng)阻力，優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)的作用，主要通風(fēng)機(jī)電耗每年即可節(jié)約1.3萬元，預(yù)計兩年后即可轉(zhuǎn)入相對盈利狀態(tài)，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，是典型的安全、經(jīng)濟(jì)、高效一體的技術(shù)方案。

5 結(jié)束語

煤礦安全管理工作千頭萬緒，需要職工用辛勤和汗水換得收獲，但更需要用知識和技術(shù)來實(shí)現(xiàn)安全、經(jīng)濟(jì)、高效的發(fā)展目的，技術(shù)創(chuàng)新能起到事半功倍的效果，是企業(yè)生存和發(fā)展的最佳動力和支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊艷國.礦井通風(fēng)與安全[M].中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2012.

[2]段倉熊，介小文，李伯平.徐家溝煤礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造方案分析[J].價值工程，2013（25）.

[3]宋祥生.清鎮(zhèn)煤礦主通風(fēng)機(jī)性能測定及分析[J].價值工程，2012（18）.

作者簡介：王芳（1984-），男，河北涉縣人，助理工程師，研究方向：礦井通風(fēng)與安全。