煤礦安全新技術(shù)

1、煤礦安全新技術(shù) 第一章  概述   礦井通風(fēng)是礦井安全生產(chǎn)的基本保障。礦井通風(fēng)指借助于機(jī)械或自然風(fēng)壓，向井下各用風(fēng)點(diǎn)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(zāi)變時(shí)能夠根據(jù)撤人救災(zāi)的需要調(diào)節(jié)和控制風(fēng)流流動(dòng)路線的作業(yè)。 20世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著煤礦機(jī)械化水平的提高，采煤方法、巷道布置及支護(hù)的改革，電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)礦井通風(fēng)技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，通風(fēng)管理日益規(guī)范化、系列化、制度化，通風(fēng)新技術(shù)和新裝備愈來(lái)愈多地投人應(yīng)用。以低耗、高效、安全為準(zhǔn)則的通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造在許多煤礦得以實(shí)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(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化改造   礦井通風(fēng)系統(tǒng)是向礦井各用風(fēng)點(diǎn)供給新鮮空氣、排出污風(fēng)的通風(fēng)方式(進(jìn)回風(fēng)井布置的方式一中央式、對(duì)角式、混合式)、通風(fēng)方法(抽出式、壓人式、抽壓混合式)、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)(由風(fēng)流流經(jīng)的巷道及相關(guān)設(shè)施組成)和通風(fēng)控制設(shè)施(通風(fēng)構(gòu)筑物)的總稱。 近年來(lái)，為適應(yīng)綜合機(jī)械化采煤的要求，原煤炭工業(yè)部在總結(jié)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上于1984頒發(fā)了關(guān)于改革礦井開拓部署的若干技術(shù)規(guī)定，作為新井建設(shè)、生產(chǎn)礦井技術(shù)改造和開拓延深的依據(jù)。為適應(yīng)生產(chǎn)集約化，開采深度增加、瓦斯涌出量大的情況，以“針對(duì)現(xiàn)實(shí)、著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)

3、、因地制宜、對(duì)癥下藥、綜合治理、節(jié)能增風(fēng)”為指導(dǎo)思想，對(duì)數(shù)百對(duì)國(guó)有煤礦進(jìn)行了通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造，配合生產(chǎn)礦井井田合并、開采范圍擴(kuò)大和儲(chǔ)量增多等改擴(kuò)建工作。這類通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造主要有以下幾個(gè)方面內(nèi)容。  一、通風(fēng)方式的改革   根據(jù)礦井的特點(diǎn)和需要，把中央式通風(fēng)演變?yōu)橹醒胍粚?duì)角式混合通風(fēng)系統(tǒng)。為適應(yīng)綜采集約化生產(chǎn)，工作面單產(chǎn)超過(guò)1mta的要求，對(duì)礦井采用分區(qū)域開拓。因此，形成區(qū)域式通風(fēng)系統(tǒng)，即每個(gè)區(qū)域均有一組進(jìn)、回風(fēng)井，各個(gè)區(qū)域采用相對(duì)獨(dú)立的通風(fēng)技術(shù)。它具有通風(fēng)線路短、風(fēng)阻小、區(qū)域間干擾小、安全性好，便于選擇主要通風(fēng)機(jī)，使其實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能的特點(diǎn)，提高了礦井的通風(fēng)能力和抗災(zāi)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(dú)立生產(chǎn)區(qū)域的礦井?？傊?，新建大型礦井通風(fēng)系統(tǒng)以對(duì)角式、分區(qū)式為主，改擴(kuò)建的生產(chǎn)礦井以混合式為主，表1-1-1表示我國(guó)大型煤礦各類通風(fēng)方式分布狀況。 二、主要通風(fēng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行能力的提高   為提高主要通風(fēng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行能力，主要開展了以下工作。 (1)為適應(yīng)通風(fēng)系統(tǒng)的變化和生產(chǎn)集約化的要求，20世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)相繼出現(xiàn)2k60系列和gaf系列的軸流式風(fēng)機(jī)和g4-73與k4-73系列的離心式風(fēng)機(jī)。20世紀(jì)90年代，依托于國(guó)家“八五”關(guān)項(xiàng)目，研制出fd型的對(duì)旋式風(fēng)機(jī)。該系列風(fēng)機(jī)具有能耗低、效率高的特點(diǎn)，因而迅速在我國(guó)煤礦推廣。在原煤炭部“九五

5、”攻關(guān)項(xiàng)目中，無(wú)駝峰式軸流風(fēng)機(jī)的研制成功增大了通風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定工作區(qū)域。 (2)研制出離心式風(fēng)機(jī)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(qiáng)了通風(fēng)機(jī)及其附屬裝置管理，減少風(fēng)硐、風(fēng)機(jī)內(nèi)部以及擴(kuò)散塔的阻力損失和漏風(fēng)，提高了通風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率。在生產(chǎn)礦井進(jìn)行老、舊機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)改造中，主要查明了通風(fēng)機(jī)特性與通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)阻特性匹配差，主要通風(fēng)機(jī)選型偏大，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速偏高，電機(jī)容量偏大，使風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期處于低效區(qū)運(yùn)行等問(wèn)題，提出一整套風(fēng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的辦法，對(duì)老、舊風(fēng)機(jī)進(jìn)行多種方法的技術(shù)改造，如采取更換機(jī)芯、改造葉輪和葉片等辦法提高風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率。  三、采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化布置  優(yōu)化采區(qū)和工

6、作面的通風(fēng)布置，能有效提高通風(fēng)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(duì)瓦斯涌出量劇增，要求采區(qū)和采煤工作面的通風(fēng)能力迅速增大。在采區(qū)的通風(fēng)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(dú)立的進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)上山，利于采區(qū)內(nèi)采煤工作面和掘進(jìn)工作面的獨(dú)立通風(fēng)，提高了采區(qū)的通風(fēng)能力和風(fēng)流的穩(wěn)定性，也為保證采區(qū)的局部反風(fēng)和作業(yè)人員的安全脫險(xiǎn)提供了有利條件。在采煤工作面的通風(fēng)布置方面，在常規(guī)的u型通風(fēng)布置的基礎(chǔ)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(chǎng)分布，較有效地防止了采煤工作面隅角瓦斯積聚，促進(jìn)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(fēng)布置方式，單獨(dú)供應(yīng)新鮮風(fēng)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(fēng)效果，大大地改善了采煤工作面的通風(fēng)條件，保證了安全回采。  四、新型通風(fēng)設(shè)施的使用   為適應(yīng)礦井災(zāi)變時(shí)期風(fēng)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(yuǎn)程控制系統(tǒng)操縱井下主要風(fēng)門的自動(dòng)系統(tǒng)，解決了災(zāi)變時(shí)期，當(dāng)?shù)V工和救護(hù)人員難以到達(dá)災(zāi)區(qū)和煙流入侵區(qū)域而按救災(zāi)要求必須開啟或關(guān)閉風(fēng)門的難題。 第二節(jié)  礦井通風(fēng)裝備和儀器儀表的改進(jìn)  一、礦井環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立  20世紀(jì)80年代以來(lái)，在全國(guó)范圍內(nèi)，大中

8、型礦井已普遍建立起礦井環(huán)境監(jiān)測(cè)、監(jiān)控系統(tǒng)。對(duì)重點(diǎn)區(qū)域的通風(fēng)參數(shù)和有害氣體濃度的連續(xù)監(jiān)測(cè)，對(duì)于及時(shí)連續(xù)了解通風(fēng)系統(tǒng)的變化，發(fā)現(xiàn)事故隱患，進(jìn)行災(zāi)變預(yù)警和救災(zāi)工作有重要意義。在實(shí)際應(yīng)用中，它對(duì)提高礦井安全生產(chǎn)水平和抗災(zāi)能力發(fā)揮了重要作用。  二、掘進(jìn)通風(fēng)裝備系列化  掘進(jìn)巷道的通風(fēng)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(fēng)機(jī)的停電和風(fēng)筒的破損，造成掘進(jìn)巷道內(nèi)無(wú)風(fēng)或風(fēng)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(duì)掘進(jìn)工作面進(jìn)行有效地通風(fēng)，保證局部通風(fēng)機(jī)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，已開發(fā)出多種系列的新型局部通風(fēng)機(jī)，包括高效節(jié)能的fd、fd、kdz型對(duì)旋式局部通風(fēng)機(jī)，無(wú)摩擦火花型fsd系列和安全摩擦火花型fdc系列局部通風(fēng)機(jī)等。在低瓦斯礦井普遍實(shí)現(xiàn)了采煤工作面與掘進(jìn)工作面分別供電，局部通風(fēng)機(jī)實(shí)行風(fēng)電閉鎖。在高瓦斯礦井和突出礦井，實(shí)現(xiàn)了以局部通風(fēng)機(jī)供電“三專兩閉鎖”為主的掘進(jìn)安全技術(shù)裝備系列化，確保了局部通風(fēng)機(jī)的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)和掘進(jìn)巷道的穩(wěn)定通風(fēng)。從1988年開始系列化裝備工作，至1993年，在5年時(shí)間內(nèi)，