煤矿瓦斯通风存在的安全问题及防治对策解析

＊张 楠

（山西潞安工程有限公司 山西 046000）

煤炭是我国能源体系基石，煤炭开采之于国家经济的发展具有直接作用。最近几年来，伴随我国科技水平以及煤炭开采工艺的不断完善，煤矿开采率也在持续增加，但是因为存在诸多安全隐患问题，比如透水事故、瓦斯事故、煤尘事故、火灾事故、顶般事故等，导致开采效果并不理想。瓦斯通风是其中最值得关注的问题，不仅威胁着作业人员的生命安全，也在一定程度上制约着煤矿单位的发展进程。因此，深入研究煤矿瓦斯通风问题以及安全防治措施具有现实意义。

当前，我国煤矿开采作业过程中存在多种风险因素；
而且这些风险都极为不可控。煤矿的瓦斯通风，正是受到这些不可控风险因素的影响，导致实际情况距离预期指标存在距离。为此，在开展煤矿开采作业时，有关单位应该加强对矿井生产布局的管理，根据国家规定的有关标准，对瓦斯实施抽采检验，通过平稳有序地开展瓦斯通风工作，增加巷道内风速，防止因瓦斯通风要求不达标造成瓦斯浓度过高，以确保安全稳定生产[1]。当发现煤矿的瓦斯浓度超标时，工作人员必须第一时间疏散人群，分析瓦斯超限原因，然后采取应急处置措施，有效控制排放风流中的瓦斯浓度，待排除瓦斯超限问题后方可重新投入作业。为给井下作业人员提供一个安全的作业环境，煤矿单位应该积极引进环境监测系统，并根据井下现场实际情况提前执行行之有效的应急处置方案，保证在紧急情况下可以及时组织疏散井下人员。若矿井环境监测系统发生运行故障，应即可停止作业，有效规避安全风险。同时，还应该加强矿井瓦斯通风的管理力度，安排技术人员定期检查井下双供电设备、双电源使用情况，以防止因线路故障引发安全事故。

(1)通风环境存在隐患

我国具有丰富的煤矿资源，但煤矿开采地质条件却十分复杂。目前，我国煤矿通风主要采用自然通风、机械通风两种方式，随着煤矿开采深度的不断增加，不仅巷道长度增加，而且也愈加狭窄曲折，送风非常困难，应用常规的通风方式难以将井下的瓦斯排出。如果煤矿单位不能根据实际情况选择适宜的通风方式，购置先进的通风设备，势必会造成瓦斯聚集，增加安全事故的发生概率[2]。不仅如此，由于矿井地质条件复杂，仅是安装通风设备是不够的，还需要配置通风系统，以此来达到防瓦斯、防粉尘、防明火的目的。但实际情况却并非如此，部分煤矿单位为了加快开采进度，对于井下环境、地质条件的勘查不够全面；
没有综合考虑多方面因素，因而导致通风系统存在缺陷，应用效能无法得到充分发挥。

(2)安全管理有待加强

煤矿单位的可持续发展离不开管理，其管理内容是要包括矿井设备管理、作业人员管理。现阶段，我国很多煤炭单位依然还在沿用传统的管理方式，没有安排技术人员负责专门调试、监测通风系统的运行，从而使得矿井通风系统的性能不能得到充分发挥。而且在各个开采环境，也缺少技术人员的指导监督，这就造成了出现问题时，不能及时追责问责，使得作业人员的安全意识相对薄弱[3]。此外，个别煤矿单位没有为作业人员配备足够的智能化监测设备，甚至为了增加采掘产量，夜以继日地持续开采，使作业人员的生命安全难以得到保证，这也在无形中增加了瓦斯爆炸事故的隐患，造成人员伤亡和财产损失。目前，尽管煤矿单位越来越重视煤矿的瓦斯通风管理，但在实际生产中，由于缺少健全的管理制度以及先进的技术指导，使得实际呈现出的效果并不理想。

(3)相关设备更新不及时

我国的煤矿矿井数量非常多，而且大多处于开采的中期阶段，大部分设施设备都是按照以前的标准配置的。个别煤矿单位过度关注短期利益，没有重视长远发展，所以对于瓦斯通风设备的更新与维修养护不够及时。由于通风设备长时间运行，风压及风量不足、无风、循环风等问题加剧，造成瓦斯积聚，安全隐患也随之增多。不同通风形式的矿井，聚集瓦斯的情况也会有所差异，比如，在机械通风矿井中，最容易瓦斯聚集的情况是风扇停风；
自然通风的矿井，则在春秋季容易出现瓦斯聚集；
在采掘区域，停电情况下容易聚集瓦斯；
独头回采及长距离的巷道掘进容易聚集瓦斯等[4]。所以说，为适应多样化的瓦斯聚集情况，需要对通风系统、设备进行及时调试更新，才能让其应用效能实现最大化。

(1)合理布置通风系统

矿井内良好的通风条件，既可以提升生产的安全系数，同时也可有效降低瓦斯爆炸事故的发生概率。通风是瓦斯治理作为直接有效的手段，为此，煤矿单位需要根据井下环境、巷道分布，科学设计通风系统，科学选择通风机类型，并且配置适配的通风设施设备，确保各个巷道内的风量充足，营造安全的井下环境[5]。由于煤矿通风系统的构成比较复杂，稍有不慎就会出现循环风、漏风的现象，在安装通风系统时，应该严格检查风门、风窗、风墙等重要部位的风筒是否存在破损、断裂的问题，及时发现及时修补，确保通风系统运行的可靠性。此外，还需要引进专业的监测设备，用于常态化监测井下环境，以此来了解通风系统运行情况，若发现异常应即刻启动应急预案，保证风流的稳定性。

(2)做好通风安全管理

实施通风管理的主要目的是为了排查通风隐患，保证矿井通风的有效性。通常情况下，要特别检查巷道内的拐角处、通风构筑物较多的地方，要避免瓦斯在通风死角积聚。在此基础上，应满足不同长度、弯度巷道的风量需求，这就需要技术人员做好分量计算，然后基于现有的通风系统，优化分配分量。掘进头处的通风管理也是尤为重要的，由于是独头巷道通风，所以局部瓦斯浓度过高、通风死角的问题极易出现，需要保证巷道的有效面积，严格控制材料、设备在巷道内的堆放时间[6]。针对采空区应该做好密封，以此来减少漏风，避免因密封不实际进入空气，导致遗煤出现自燃现象，产生瓦斯直接沿着巷道涌进其他工作面。煤矿单位管理人员需要高度重视通风安全管理工作，首先，在实际管理过程中要保证通风系统好运行参数设置的可靠性。要求根据矿井环境对通风网络进行优化配置，以此来进一步强化通风系统运行性能，与矿井生产的要求相适应，可以持续不断地为巷道提供清洁、充足的风量。其次，定期对风门、风桥等重要通风系统实施安全检查，针对存在运行故障、老化的设施设备应及时检修、更换，防止出现运行故障造成局部风量不足。在每次开采作业之前，均要细致检查一遍设备性能，确定运行稳定后再开始作业。根据单位经济条件，适当增加资金投入，用于引进、更新设施设备，切实满足不断提高的作业安全与质量要求。最后，采取区域划分的方式，将区域管理责任具体到个人，设置合理的奖惩机制，针对管理成效显著、无安全隐患问题的管理人员，给予其一定的物质激励，针对管理成果不理想的人员，则要安排技术人员与其一同查找根源，给出科学的整改意见。

(3)优化矿井通风网络

矿井内的通风系统运行状况与通风阻力息息相关，随着生产开采，矿井内的通风网络也会发生变化，比如，巷道连接方式不同时，矿井通风阻力也会有所改变，若通风阻力增加，便会使矿井通风性能降低。所以，有必要定期测定矿井内的各个巷道的风速，以此为依据核算局部通风阻力，这样便可确定矿井整体的通风阻力，了解矿井通风系统性能，针对性调整通风网络[7]。通常情况下，进入到开采后期阶段，通风网络是最为复杂的，巷道风量分配不均，无法切实满足安全生产的风量需求，可以采取简化通风网络的方式，关闭部门不必要的联络巷，让巷道连接更加清晰简单。或者依托数值模拟软件，直接对巷道网络进行模拟，这样可以让通风网络更具科学性。为防止无风、微风、循环风等现象，加大作业风险。在独头采掘面以及通风不良的现场，需要按照《金属非金属矿山安全规程》《金属非金属地下矿山通风技术规范》的设计要求，安装局部通风机，且局扇风机型号、风流方向、供风量、风筒规格等均要与上述两项规程要求一致。

(4)严格瓦斯管理

在矿井的煤巷掘进中，割煤期间会有很大高浓度瓦斯涌进巷道，为保证煤巷掘进作业的安全系数，需要对割煤工艺进行严格控制，按照规定程序由上到下匀速开展割煤作业，防止瞬间涌入。由于割煤过程中瓦斯会一点一点涌入巷道，所以需要尽可能地缩短割煤时间，掘进机司机在工作面、专职人员在回风流探头处分别监测瓦斯浓度，当浓度临界0.6%时，就要停止割煤。只有遵守上述割煤要求，才能将掘进工作面的瓦斯含量控制到最低。

煤矿单位在开展瓦斯管理时应做到“四个坚持”，高度重视“一通三防”工作，从根源处杜绝瓦斯超限作业、违章排放瓦斯的现象。首先，坚持局部通风。在矿井掘进工作安装双风机、双电源，这样就能让主副局部通风机之间自动切换，让工作面可以实现连续供风。加大对电气设备的隐患排查、检查维修力度，降低局部通风无计划停风停电事故的发生概率；
根据通风质量标准，全年整治延续风筒的质量，确保工作面的风量与风速可以达到规定要求。其次，坚持安全监控。根据AQ-1029标准，完善矿井内传感器数量、安装位置，按照报警值、断电值、复电值等，对传感器的断电功能进行测试，针对不足要将其调试到正常值。安排监测电工24h轮流值班，保证故障问题可以在既定时间内完成处理。再次，坚持放炮管理。坚持使用固定的放炮器实施放炮，在水炮泥使用、黄泥使用、放炮前后需要做好洒水工作，以达到消尘的目的。针对矿井内特殊地点，实施放炮作业的过程中应该采取必要的安全措施。在高瓦斯裁决工作面，需要采取长距离放炮的方式，并且在放炮过程中应停电、撤出全体作业人员。最后，坚持综合防尘。在裁决作业面设置防尘管路、三通阀门，根据质量规范化设置隔爆水袋、转载点喷雾。定期对采掘工作面实施消防尘、运输巷道实施消尘，缓解煤尘飞扬现象。

(5)做好瓦斯监测工作

瓦斯监测是防治瓦斯通风安全问题的基础，监测的有效性与煤矿生产安全有着直接联系。在开展瓦斯监测的过程中，需要着重从以下几个方面着手。第一，检查关键部位的外丝探头是否存在破损，外丝探头起到的作用是监测空气中瓦斯浓度，然而因矿井生产环境比较恶劣，因而瓦斯探头特别容易出现损坏。所以，要定期检查、及时发现、及时更换。第二，确定定点监测机制。考虑到个别部位监测探头监测不到的，对此需要检验人员进而现场实地检查，以此来了解瓦斯浓度，要求检验人员严格遵守制度条例的操作规定，详细记录检测数据，针对检测到的异常数据，应及时反馈给上级部门。第三，瓦斯监测范围应保证全覆盖，针对采掘工作面每个班次最少需要进行三次浓度检查，其他地点则要逐个班次检查一次。需要尤为关注的是因煤层自燃诱发的瓦斯超限问题，可以尝试搭建煤自燃监测预警指标体系以及松散煤体自燃多因素耦合预警系统，通过感知与防控设备的协同启动，综合预防煤层自燃发火，从根源处控制瓦斯积聚现象。

综上所述，在煤矿开采作业中，为确保生产安全，为作业人员的生命安全以及单位财产安全提供多一重保障，需要高度重视瓦斯通风。针对现存的煤矿瓦斯通风存在的安全问题，采取行之有效的措施加以防治，合理布置通风系统、做好通风安全管理、优化矿井通风网络、严格瓦斯管理、做好瓦斯监测工作，将通风安全管理与瓦斯防治两项工作协同起来，高质量落实好煤矿的通风管理工作，为矿井作业人员提供一个安全的作业环境，持续提升煤矿单位的经济效益。