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中图分类号 TD79 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)102-0202-01
在我国,煤炭资源有着较为复杂的赋存条件,在中、大型煤矿里,约有1/3的煤矿地质构造属于较复杂或复杂程度,给煤矿生产所带来的事故隐患和自然灾害是非常严重的。如何有效地防治煤矿自然灾害,一直都是我矿以及众多煤矿生产企业的研究重点。
1 一通三防技术的创新与集成
我国煤矿生产现状中,主要存在的灾害有煤岩动力灾害、热害、尘害、火灾、水害和瓦斯等,由于多数煤矿矿井都会涌出瓦斯,因此全国煤矿每年都会涌出超过100亿m3的瓦斯,全国总产量的1/3为瓦斯与煤突出和高瓦斯矿井。加之我国煤矿主要的开采方式为地下开采,比较多的是小型矿井,具有较广泛的分布地域和较大的差异性等特点,导致出现严重的事故灾害隐患,失衡的企业发展现状。而且煤矿行业极高的事故发生率造成了最为严重的伤亡,属于高危行业。作为煤矿灾害的主要防治手段措施,一通三防技术一直以来都是煤炭科学研究院的工作重点,无论是安全专用装备还是安全监测仪表都得到了全面的开发和研究,所形成的系列灾害防治设备和灾害防治技术体系,基本上与我国的煤矿生产条件相适应,并广泛地应用在全国煤矿的生产作业中,有力地保障了煤矿的安全生产。
2 一通三防技术的应用
2.1 矿井通风设备与技术
作为煤矿生产安全的基础,矿井通风系统要求居于较强的抗灾变能力、可靠、稳定,这对于保障煤矿的安全作业有着直接的决定性影响。建设高效安全的矿井,一面一矿进行集约化的生产发展,对于煤矿通风的可靠性和安全性做出了更严格的要求。在使用计算机优化通风系统、解算矿井通风网络的研究工作上,煤炭科学研究总院投入了巨大的精力,相关软件的成功研制和开发,实现了对自动控制风门、监测风流相关参数的遥控技术,同时以风流在火灾期间的特性为研究基础,对于煤矿灾变期间的特征加以深入研究,成功开发出通风网络在灾变期间作出辅助决策的软件,对于控制煤矿的通风系统打下了坚实的技术基础。伴随着不断大幅提高机械化程度的半煤巷、煤巷机械,长距离、大风量通风的问题日益突显出来。我矿采用的针对性系列产品,具有低噪声、高效能的特点,新式的导风筒能够适应大风量、长距离的通风系统,通风方式也更加趋于合理。我矿的旋局部通风机已经可以达到超过80%的通风效率,大大超过了原来所使用的的轴流局部式通风机,噪音只有80 dB左右,也要低于原来的100 dB。目前我矿所使用的一台风机的通风距离可以超过2000 m,不仅对掘进工作面的作业环境加以改善,同时也完全符合快速掘进对于通风的标准,对于煤矿局部通风技术具有很大的提升。
经过50多年的研究与实践,一整套用于防治我国矿井瓦斯事故的技术体系已经基本构建起来,其中包括了监控检测煤矿瓦斯技术、防治煤尘瓦斯爆炸技术、防治瓦斯与煤突出技术、抽放瓦斯技术以及预测矿井瓦斯技术等方面的专业设备与工艺技术。在治理煤矿瓦斯时,我们充分地发挥出这些技术的特点,极其有利地保障了我煤矿作业的安全生产。1)预测矿井瓦斯技术。矿井安全生产、防治瓦斯和通风设计的基础就是预测矿井瓦斯的涌出量。研究的开展,主要围绕着预测涌出量和煤层瓦斯成份方法、比表面积、分布孔隙、煤物理结构特点和测定煤层瓦斯含量几个方面。2)抽放瓦斯技术。作为防治煤矿瓦斯技术的核心,同时也是相当有效的技术治理手段,抽放瓦斯技术从未停止过完善、创新的步伐,生产技术和生产条件的不断变化,对于抽放瓦斯技术的要求也更加严格。我国从上世纪60年代末就全面展开了强化抽放瓦斯技术在低透气性煤层应用的研究,针对危险突出煤层、高瓦斯煤层
中,无可采保护层和较差透气性的特点,先后研究试验了“密集钻孔”、“大直径钻孔”、“松动爆破”、“水力割缝”、“水力压裂”和“中高压注水”等多项抽放瓦斯技术。时至今日,我国的煤矿抽放瓦斯技术体系已然形成,我矿在抽放瓦斯技术中就使用到了包括了综合抽放、采空区抽放、围岩和卸压煤层抽放、围岩和未卸压煤层抽放等在内的多项技术,真正地从根本上治理了矿井瓦斯灾害。3)瓦斯与煤突出防治技术。我矿在研究瓦斯与煤突出防治技术时,以石门揭煤防护安全措施为主要方向,其中尤以金属骨架、震动性放炮为重点,一同展开多种防突技术的研究,包括深孔松动爆破、水力冲孔、水力钻孔冲刷、超前大小直接钻孔和保护层在条件不同煤层下的开采等。加强预报预测突出的技术,以及预测瓦斯和工作面煤突出技术的研究。
2.3 矿井火灾防治技术
煤层自燃的隐患普遍存在于我国的大小矿井,当火灾发生在煤矿时,多数属于自燃火灾,特别是塑料、橡胶等非金属材料和制品被广泛地使用于井下之后,就更加突显出了自然火灾的危害。为此,通过与日方的合作,科学研究总院开始研究检测气味技术,通过此种办法,对于微弱的煤低温初期氧化释放出的气味所发生的变化,能够比以前的一氧化碳分析气体法指标提前大概20℃。为了对自燃火灾进行有效地防治,研究总院还针对煤矿火灾预报预测系统和不同煤种自燃标志气体指标开始了科技攻关。上世纪70年代末,研究了惰气灭火技术和惰气发生装置,充分联用了发泡装置和惰气发生装置,起到了很好的灭火效果。针对带式传送机成为矿井作业主要传送工具的现象,我矿引进使用了煤炭研究总院研发出的多种不同类别的带式输送机自动灭火系统,有效地解决了带式输送机火灾埋下的生产安全隐患。
3 结束语
随着不断变化的煤矿生产作业条件和技术,一通三防技术的完善、创新和发展也需要与时俱进。作为主要的防治矿井灾害手段措施,一通三防技术对于提高煤矿生产安全性,降低安全风险系数,解决生产中存在的安全隐患并及时消除各类灾害所带来的影响,始终具有着十分重要的作用。
中图分类号:TD791-4;G426 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)29-0301-01
0 引言
我国是世界第一产煤大国,然而每年因煤与瓦斯突出、冲击地压、冒顶、水灾等矿井灾害造成了大量的生命与财产损失。为解决煤矿安全生产中的问题,我国已将传统的传感技术应用于煤矿生产,在一定程度上实现了煤岩动力的灾害、矿井水灾、火灾以及瓦斯气体等的检测。随着煤炭资源的深部开采,矿井环境的日益复杂,传统的传感器由于温度、湿度、风速等环境因素的影响,稳定性和准确度受到严峻挑战。同时,传统传感器的测量精度低、易腐蚀等特点,为有效监测带来了巨大压力。
20世纪70年代末,光纤传感技术进入研究阶段。光纤光栅是光纤传感技术发展的最新成果,它性能优良是一种反射滤波无源敏感元件,能够通过波长的移动来感应外界微小应力、应变变化而实现对结构在线测量。光纤光栅传感器具有不怕恶劣环境、抗电磁干扰、易于传输、测量精确和准分布式测量等优点。同时,光纤传感器也非常适用于煤矿井下单点或多点多参数检测,是煤矿安全监控的理想选择。
1 光纤光栅的传感原理
利用光纤材料的光敏性,光纤光栅中心波长的变化量与应变、温度等物理变化量成线性关系。根据这样的特性,可将光纤光栅制作成应变、温度、压力、加速度、位移等多种传感器,并与光纤传感技术相结合,形成基于现代传感技术的实时在线监测系统。光栅光纤的结构原理;当一宽谱光源射入光纤,经过光纤光栅会有波长为满足波长反射条件的光返回,而其余波长的光波仍然照常传播。只要测出光纤波长的变化,就可以得到外界的应变或温度扰动;而采用一些特殊的方法,用同一个光栅传感器,还可以同时测出应变与温度扰动。监测时,光栅传感器的最大优势是它可以实现应力与温度的准分布式测量,也就是将具有不同栅距的光纤光栅间隔地制作在同一根光纤上,宽带光源从一端入射,由于光纤反射光的光谱只占入射光光谱中很小的一部分,调整各光栅的栅距,使它们的具有不同的,且其光纤光谱互不重叠,就可以用同一根光纤复用多个光栅传感器,实现对待测结构定点的分布式的测量。由于该复用系统中每一个光栅传感器的位置与都是确定的,分别对它们的波长移动量进行检测,就可以准确地对各光栅传感器所在处的扰动信息进行监测。综合所有光栅传感器采集的信息,还可以得到沿光纤轴向的应变场或温度场的分布状态。
2 光纤传感器在煤矿安全监测中的应用
顶板冒落、瓦斯爆炸、矿井突水、矿井火灾、煤尘积聚,还有伴随着深部开采而来的煤与瓦斯突出、冲击地压合称为矿井六大灾害。其中冒顶、煤与瓦斯突出、冲击地压可以统称为矿井动力灾害。通过光纤传感器对煤岩移、支护体应力、温度、瓦斯浓度等相关物理量变化情况的监测,指导矿井灾害的防治。
2.1 矿井动力灾害的防治
煤岩动力灾害是煤岩在外界高应力作用下短时间内发生的一种具有动力效应和灾害后果的现象,其孕育、形成、发生始终与煤岩体应力应变状态及能量积聚释放密切相关。掌握煤岩应力―应变规律,通过实时监测煤岩应力应变状态,可以有效对矿井动力灾害进行预警。近二十年来,锚杆支护被大力推广,已经成为矿山巷道的主要支护形式。锚杆的受力状况反映了矿井巷道整体的力学状态,对矿井动力灾害的防治具有指导意义。西安科技大学柴静等人将光纤传感器运用到锚杆应力应变实时测量中,通过和电阻应变片测量值的比较,体现出了光纤传感器灵敏度、分辨率高,抗干扰能力强,稳定性好的优势。
2.2 矿井水灾的防治
矿井水害是影响和制约我国煤炭生产及煤炭产量的几大障碍之一,随着矿井开采不断向深部延伸,突水的危险性越来越大。渗水或涌水现象在矿井建设和生产过程中常常发生,当水量超过矿井正常排水能力时,矿井采场巷道可能会被淹,造成矿井水灾。导致采矿设备、设施被淹,生产中断,人员伤亡等事故。地表水和地下水是矿井水灾事故的主要水源。因此,可将光纤传感器布置在煤层与含水层之间的关键位置,可实现对隔水层中应力场变化、应变场变化、水压力场变化和水温度场变化的监测和动态分析,从而超前预测矿井水害危险性采取相应的防治措施,保证矿井生产的安全性和连续性。采用光纤传感技术可以克服常规监测方法的抗干扰性差、怕水、易受电磁影响、易受环境影响等缺点,此外,利用光纤光栅可以实现实时监测。根据光栅传感技术,研制出的光纤光栅位移、应力、渗压和温度传感器,可以准确测量相应的煤岩位移、应变、渗压和温度等信息,监测中如果出现应力、位移突然增大或渗压与温度下降,则说明矿井突水危险性增大。
2.3 火灾以及瓦斯气体的防治
矿井火灾和瓦斯气体爆炸一直以来是矿井的重大灾害,一旦发生将会造成巨大的经济损失和人员伤亡。因此,对矿井火灾做好准确的预测预报并且采取相应的的防治措施对煤矿的安全生产是必要的。究其原因,矿井火灾的构成要素有可燃物、氧气和热源,三者以一定的比例相互结合作用从而引发火灾,矿井下的可燃物如煤尘、胶带、坑木、机械设备以及电线是不可避免的,而且井下氧气在正常情况下也是充分的,所以矿井火灾的防治主要是对煤自然、机械摩擦、电线电火花、瓦斯气体爆炸等热源的监测控制。传统的火灾探测技术灵敏度低、传输距离短、精度低且易受干扰,效果不佳,而光纤光栅火灾探测器和温度传感器灵敏度高、测量精确从而缩短报警时间,在长距离的矿井巷道得到很好的应用。在煤仓、溜煤眼、断层附近、采空区和高冒区等火灾高发区安置火灾探测器与温度传感器在,进行实时监测,并给传感器调定一定的报警温度,如果温度升高达到调定温度,传感器即时报警,说明有发生火灾可能,此时采取积极的温度控制措施,降低温度以防火灾发生。此外,光纤光栅温度传感器可以应用在均压防灭火技术中,利用传感系统检测温度变化确定火源位置。均压防灭火技术是应用在自燃防治现场实践中得到了广泛的一种技术,其与一般的防火技术措施相比具有实用性强、经济、简便、易操作等特点。光纤光栅温度传感器在均压防灭火技术防火时可以在线监测温度和压力变化,大大提高防火效果。
3 结语
随着社会经济的不断发展和进步,对煤矿资源的需求量也在逐渐的增加,煤矿市场开始出现供不应求的现象,煤矿的价格也在快速的增长当中,这样就给我国煤矿企业的发展带来了很大的经济效益,但是伴随着经济效益的出现也带来了很多的负面影响。很多煤矿企业在实际的生产当中只重视产量,而忽视了安全,造成很多安全事故的发生。企业只有对一通三防技术重视,不断的研究和创新一通三防技术才能够保证我国煤矿的安全生产。本文主要从矿井的通风技术和装备、瓦斯防治技术、粉尘防治技术、火灾防治技术以及安全仪器仪表这几个方面来对我国煤矿一通三防技术的发展和进步进行了探讨。
1 通风技术和装备方面的发展和进步分析
煤矿在实际的生产中要想保证安全,矿井的通风是非常关键的环节。通风系统的稳定性、可靠性以及抗灾变能力对矿井的安全有最直接的影响。要想建设高效和安全的矿井以及一矿一面的生产方式,就会对矿井的通风可靠性和安全性提出更高的要求。我们的煤炭科学研究总院在经历大量的研究工作之后,在矿井的通风解算以及利用计算机来对矿井系统进行优化方面取得了一定的发展和进步,他们开发出了相应的软件,同时也研制成功了能够对风流的主要参数进行监测的传感器,还有风门的自动控制技术和遥感技术,这样就为控制矿井的通风系统创造了比较良好的条件。随着我国煤矿行业的不断发展,半煤巷和煤巷机械化程度越来越高,长距离通风和大风量就成了需要及时解决的问题,而在对局部通风机以及系统产品,适应大风量、高风压以及长距离通风的导风筒研发成功之后,上述问题就得到了有效解决。
2 瓦斯防治技术方面的发展和进步分析
在研究煤矿灾害的防治过程中,瓦斯防治技术是非常重要的研究内容。在经过了长时间的研究之后,我国现在瓦斯防治方面基本上形成了有效的技术体系,在瓦斯防治技术的体系中就包括了下面这些技术:矿井瓦斯的预测技术、瓦斯煤尘爆炸的防治技术、瓦斯的抽放技术、瓦斯和煤突出防治技术以及矿井瓦斯监测监控技术等,除了这些领域当中的工艺技术之外,还有相应的专用技术设备,在煤矿瓦斯的防治过程中,上述的这些技术发挥着非常重要的作用,是煤矿生产安全得到保障的重要技术。比如说矿井瓦斯的预测技术,在矿机的通风设计、安全生产以及瓦斯的防治过程中对矿井瓦斯的涌出量进行预测是最主要的基础工作。而瓦斯的抽放技术则是矿井瓦斯防治技术中的核心,也是瓦斯防治过程中最有效的技术手段,在煤矿生产技术不断发展的过程中,瓦斯抽放技术也在不断的完善,因为只有这样才能够更好的满足瓦斯防治的实际要求。
3 粉尘防治技术方面的发展和进步分析
粉尘对于煤矿生产来说是非常严重的一种危害,而解决粉尘的危害也成为了煤矿生产过程中必须要去解决的问题之一。在经过了不断的技术研究之后,我国在粉尘防治技术方面也取得了很多的成果,也形成了综合的粉尘防治技术体系。在粉尘防治技术的体系中,向煤层进行注水是最核心的技术。在上个世纪70年代的时候我国就成功研制了专门用于煤层注水的高压水泵和相关的配套设施。而随着机械化程度的加快,采煤工作面的产尘强度也在增加,在这个时候也就研制出来了采煤机的内外喷雾降尘技术以及机采工作面的含尘气流控制技术等,而随着技术的不断发展和进步,又出现了高效的喷雾降尘技术,这样就能够更好的对粉尘进行防治。
4 火灾防治技术方面的发展和进步分析
我国大部分的煤矿都存在煤层自燃发火的危险,在煤矿中发生的火灾基本上都是属于自燃火灾,特别是在矿井中广泛的使用了非金属材料和制品之后,自燃火灾显得更加严重。在矿井防火技术中首先需要对开采煤层的自燃危险程度进行判断,而煤的自燃倾向性则是判断开采煤层的自燃危险程度的指标。对于自燃倾向的鉴定方法在上个世纪50年代的时候基本上采用的是双氧水法、K氏法以及S值法等,而随着社会科学技术的不断发展开始采用着火温度法,而后我国就开始采用色谱吸氧鉴定法。而最短自燃发火期则是另外一个开采煤层的自燃危险程度判断的指标,在对最短自燃发火期进行确定的时候一般采用的是类比法或者经验统计法。随后又研制出来煤自燃发火期的测试装置,然后配上相关的装备系统和数据处理软件,效果要比经验统计法好一些。另外还有自然发火预报技术,煤矿专用的气象色谱仪以及火灾传感器。而要对采空区的自燃进行有效的防治采用的办法一般就是惰化。
除了上面讲到的几种技术之外,在对煤矿进行安全生产管理和灾害防治的过程中,安全检测的仪器仪表也是不可或缺的部分。而仪器仪表的发展和进步主要表现在下面这几个方面:瓦斯检测的敏感元件以及检测的仪器、通风检测的仪表、对矿井火灾进行监测的装置和敏感元件以及对环境和安全进行监测的监控系统等。
5 结束语
随着社会的不断发展和进步,煤矿生产条件和生产技术都在不断发生着改变,这样对一通三防技术也提出了更高的要求。在煤矿生产的过程中灾害具有复杂性以及多变性,所以一通三防技术也应该要随着生产条件和生产技术的变化而改进,这样我国煤矿生产企业的效率才能够得到提高,生产的安全才能够得到保证。
参考文献:
中图分类号:TD7 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)03(a)-0168-01
作为我国重要的基础能源,煤炭在我国经济和社会发展中发挥着举足轻重的作用,但目前我国的煤炭开采以地下开采和小型矿井开采为主,容易发生多种安全事故。作为高危行业,煤矿开采一旦发生安全事故,将造成严重的人员伤亡和经济损失,因此做好煤矿的“通风、防火灾、防煤尘和防瓦斯”工作就显得尤为重要。
1 煤矿“一通三防”安全管理体系的现状
1.1 通风技术和设备的分析
作为煤矿安全生产的基础,煤矿通风系统旨在为井下工作人员提供充足的新鲜空气,为井下创造良好的气候条件,其可靠性和稳定性直接关系到矿井的安全保障能力。近年来煤巷和半煤巷机械化程度日益提高,长距离和大风量通风成为了研究热点,一系列高效和低噪声对旋局部通风机相应面世,行内也开发出适应于高风压、长距离和大风量通风的导风筒,并对煤矿通风方式进行了研究。通过采用对旋局部通风机,可以将通风效率由原来的50%提高到现在的80%以上,噪音由原来的100 dB降低到现在的80 dB左右,这极大地改善了工作人员的作业环境。
1.2 火灾防治技术和设备的分析
据统计,我国有超过半数的煤矿都存在着煤层自然发火危险,近年来我国研究了S值法、K氏法和双氧水法等方法来对煤的自燃倾向进行判定。目前煤矿火灾防治手段主要控制氧气的供给、隔绝漏风的通道和控制风量。为了有效地防止煤矿自燃火灾,我国先后对不同煤种自燃标志气体指标和矿井火灾预测预报系统进行了研究,并开发了煤矿专用气相色谱仪,GC-85型矿井火灾多参数色谱监测系统和检测井下O2、CO、CH4、CO2和C2H4五种气体的火灾传感器。
1.3 煤尘防治技术和设备的分析
煤尘是煤矿生产过程中所产生的岩石和矿石的微细颗粒,长期吸入会使工作人员患尘肺病。当温度达到700 ℃和具爆炸性的煤尘浓度为45~2000 g/m3时,煤尘会发生爆炸并产生大量毒性气体,甚至引发矿井火灾和瓦斯爆炸。针对煤尘爆炸的条件,目前煤尘防治技术主要是降低空气中的煤尘浓度,同时通过湿法作业和洒水等方式消除煤尘。
1.4 瓦斯防治技术和设备的分析
煤矿瓦斯防治技术,主要包括瓦斯煤尘爆炸防治技术、矿井瓦斯预测技术、煤与瓦斯突出防治技术、瓦斯抽放技术和矿井瓦斯监测监控技术等。其中,矿井瓦斯预测技术是矿井通风设计、瓦斯防治和安全生产的基础,主要是围绕煤层瓦斯含量测定、煤物理结构特征、比表面积、孔隙分布、煤层瓦斯成分和涌出量预测方式开展研究;瓦斯抽放技术是矿井瓦斯防治技术的核心,目前已经构建了由卸压煤层和围岩抽放、未卸压煤层和围岩抽放、采空区抽放和综合抽放等组成的瓦斯抽放技术体系;瓦斯爆炸是我国煤矿损失最大的灾害事故,因此学者研究了回采工作面上隅角瓦斯积聚治理技术,并开发了小型液压风机、无火花风机等专门用于排放积聚瓦斯的装备。
2 煤矿“一通三防”安全管理体系的内容
以往所应用的IS014000、IS09001和OSHA18001三大认证体系分别隶属于不同的管理部门,各自都有使用范围和优缺点,导致应用比较繁琐且工作效率较低。构建煤矿“一通三防”安全管理体系有助于保障全体员工的生命和财产安全,调动他们的工作热情和积极性,从而提高企业的经济和社会效益;有助于为企业培养更多的复合型人才,节省管理所需的人力和物力;有助于提高全体员工的综合素质,便于企业制度的执行和操作,因此构建煤矿“一通三防”安全管理体系势在必行。
2.1 煤矿“一通三防”安全管理工作
(1)企业要构建严格的“一通三防”安全岗位责任制,明确规定矿长、副矿长、总工程师、副总工程师、科(区)长、队长、各岗位和技术人员等的安全责任,确保各项安全管理任务落到实处,一旦发生事故要能够追究到具体的岗位和个人。
(2)企业要构建完善的“一通三防”安全工作程序。首先,企业要构建完善的“一通三防”工作安排程序,对通风系统的调整、“一通三防”信息的归纳
分析、瓦斯的超限处理、通风设施的维修保养、防尘系统的安装调试、自然发火隐患的处理等工作的安排程序进行明确的规定,确保工作人员能够按照规程来对工作进行科学合理的安排。其次,企业要构建完善的“一通三防”会议程序,明确规定通风工区日碰头会议、通防工作技术分析会、“一通三防”安全办公会和通风工区周例会等会议的具体程序和会议内容。最后,企业要构建完善的“一通三防”安全工作程序,详细规定值班调度人员、通风员、密闭员、瓦斯检查员和防尘员等工种的工作程序和操作规程,确保不同工种的员工都能严格按照规程来进行操作,将事故率降至最低。
(3)企业要构建健全的“一通三防”安全管理制度。企业要针对矿井通风系统管理、瓦斯管理、局部通风管理、密闭管理、安全监测管理、盲巷管理、防尘管理、防火管理和瓦斯检查员现场交接班管理等内容制定健全的管理制度,确保各种管理工作有章可循,有规可依,并且要重点强调瓦斯检查员和瓦斯管理员的安全职能。
2.2 煤矿“一通三防”安全工作的控制和纠正
煤矿“一通三防”安全管理体系要对纠正和预防措施的宗旨、范围、职责和内容进行详细的阐述,确保能够及时消除各种潜在和实际的安全隐患,防止安全事故的发生。与此同时,煤矿“一通三防”安全管理体系应该对矿井通风、防火灾、防煤尘和防瓦斯等工作和考核方面的控制程序进行详细的规定,并且综合考虑现场可能出现的各种突况,然后针对性地制定突况控制流程,确保井下工作的安全。
2.3 煤矿“一通三防”安全管理的自我审核和培训制度
煤矿“一通三防”安全管理体系应该明确自我审核的目的、范围、职责和控制要点,要求企业每年要进行1次以上的内部审核,对发现的问题及时采取纠正措施;应该详细规定培训的目的、范围、职责和控制要点,确保所有相关人员都能参与培训,对特殊工种、关键岗位和特殊人员需按专业和岗位培训,并进行资格考核,实行持证上岗,切实提高工作人员的专业技能和知识水平。
3 结语
近年来我国煤矿事故频发,复杂的煤田地质条件使得煤矿生产的安全隐患较大,火灾、瓦斯、水灾、煤尘和冒顶等时时刻刻都在威胁着井下工作人员的生命安全,火灾、瓦斯和煤尘是五大灾害中最严重的,而通风是防止这三大灾害的基础,因此构建完善的煤矿“一通三防”安全管理体系对于煤矿的安全生产至关重要。
参考文献
1 一通三防的含义及技术应用
1.1 一通
一通是指矿井的通风,即矿井有完善的通风系统。矿井通风主要是供给井下足够的新鲜空气,能够冲淡并且排除有害气体和粉尘,为井下工作人员提供适宜的工作条件。
1.2 三防
1.2.1 防治煤尘
在煤矿的生产过程中,井下生产中采取一些必要的防护措施,如安装净化水幕、佩戴专业的防尘口罩、掘进工作面安设除尘风机、完善采掘机内外喷雾等方式及措施。井下防尘供水系统的完善以及防尘管路能够铺设到粉尘沉淀的各个地点,就会有效的降低煤尘爆炸,进而降低尘肺病的发生,从而创造安全舒适的工作环境。
1.2.2 防治瓦斯
瓦斯是矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体,无色、无味、无臭,对空气的相对密度为0.55,难溶于水、无毒,浓度较高时会引起人窒息死亡。
在瓦斯的治理中,抽放瓦斯技术是最关键最重要的技术,同时也是治理瓦斯的最佳方法。瓦斯的预测技术主要用来预测矿井内瓦斯的数量,为矿井瓦斯的预防治理、设计通风以及安全生产提供帮助。在运用煤层开采前瓦斯涌出数量的预测标准的同时也完善了瓦斯地质图的编制、瓦斯含量测定、涌出量预测等方面的技术。防突技术,即对条件不同的各种开采煤层实施突出防护的技术,在这方面的发展国内的煤矿也基本可以满足生产需求。
1.2.3 防火
矿井火灾指的是发生在矿井井下各处的火灾以及发生在井口附近的地面火灾。井下各处的火灾包括井下巷道、硐室和采掘工作面等处的火灾。又因为井口附近的火灾可能影响矿井井下安全,所以也列为矿井火灾范围。
治理火灾主要从防范入手,本着“预防为主,消防并举”的原则。煤矿在生产过程中尽量使用不燃或耐燃的材料与制品及防止失控的高温热源,同时建立独立通风系统,而且设置地面消防水池和井下消防管路系统,井上、下设置消防材料库。合理地进行巷道布置,防止漏风,均压防灭火,预防性灌浆,阻化剂、凝胶,水玻璃,367防灭火材料,马丽散、罗克休,三相泡沫等。
2 煤矿“一通三防”安全管理工作内容
矿井“一通三防”安全管理工作内容:提高安全认识,在思想上去高度重视“一通三防”工作,把“一通三防”质量标准化放在更加重要的位置;在矿井通风系统上确保万无一失,不断去完善矿井通风系统;加强管理人员、特殊工种人员和职工业务培训教育、安全思想,提高全体职工的综合素质和安全意识;建立并健全矿井通风质量管理体系,并不断挖掘其功能和作用,切实把通风相关设施落到实处;确保“一通三防”制度的落实,加大执法力度,提高标准化工作,以标准化为依托,不断去提升矿井通风的质量,为矿井的安全生产工作提供可靠的保证。
3 煤矿“一通三防”安全管理工作存在的问题
煤矿通风系统不可靠、不完善,超能力生产,局部通风管理混乱
煤矿通风安全设施不能满足生产需求,有些矿井风门、密封、风桥等一些基础通风设施的质量差,不能满足矿井通风需求。为了获得更大经济效应有些矿井的采掘工作面风量供给不足,造成了工人们在微风或是无风状态下作业。还有一些矿井就没有形成完整的通风系统就进行采矿作业或是因为节约成本实行通风,但如果安全技术措施不到位就会存在许多安全隐患。局部通风管理在一些小矿井中还是比较混乱,安设在主要进、回风联络巷中的风门往往存在“漏风大、不连锁、无反向风力、质量差”等问题。在井下风门处由于种种因素,往往两道风门一起打开,这就使得工作面风流短路,造成采掘工作面无风作业。
4 煤矿“一通三防”安全管理工作的优化建议
4.1 完善相关系统
4.1.1 煤矿通风措施
煤矿按照实际情况制定出科学的通风设计,强化对矿井内的通风管理,使矿井通风这个最核心的工作得到有效的开展。矿井通风要求要有稳定、可靠且抗灾变能力强的矿井的通风系统,这些都关乎着矿井安全的保障能力。在运用计算机优化过矿井通风系统的同时,能够动态地实时监测矿井通风的主要参数,并运用风门自动控制系统和遥控技术,来方便地通过远程控制对矿井通风情况进行管理。
4.1.2 煤矿工作面防尘措施
根据矿井的实际情况来开展防治粉尘的专项活动。主要对井下各地点的净化水幕及转载喷雾进行排查整改,保证各地点转载点喷雾和掘进工作面喷雾的正常使用,使工作区域粉尘含量降到最低。关于采煤工作面,要通过采煤机负压二次喷雾系统来进行,同时我们在液压支架与采煤机间安装尘源自动跟踪降尘喷雾系统。在掘进工作时必须使用湿式打眼才能够有效减少粉尘,在放炮时必须使用水炮泥,并在放炮前后及时进行洒水和喷雾等措施,由此来降低粉尘的产生。
4.1.3 煤矿瓦斯防治措施
在瓦斯防治方面我们首先对矿井瓦斯等级进行鉴定,根据鉴定结果采取针对性的防治瓦斯措施,在开采过程中采取预抽、边掘边抽以及采空区抽放等综合瓦斯治理措施,采取措施后对措施进行效果检验,确保抽采达标。其次对瓦斯的一些参数,比如瓦斯含量、瓦斯梯度、瓦斯涌出量、瓦斯压力、瓦斯放散初速度等参数要进行实时的测定分析,以保证地下矿井职工的安全。瓦斯管理可以采取对职工“一通三防”的安全培训、仪器仪表的标校、监控系统管理、瓦斯管理方面的操作规程和作业规程,严禁违章作业和违章指挥;及其他特殊工种的工作责任心和素质。
4.1.4 煤矿防火措施
矿井火灾主要分为分为外源火灾(外因火灾)和自燃火灾(内因火灾)。外源火灾一般采取直接灭火方法进行灭火,自燃火灾一般采取封闭、注浆等方法治理自燃火灾。在矿井的防火灭工作上,为实施以防止煤层自燃发火,对煤矿要安装火灾束管监测系统,要连续不断地将抽至井上的气相色谱仪进行精确分析。要做到人工检测和仪器监测上相辅相成,及时消除有火灾隐患的因素,一旦出现火灾也能及时地扑灭,避免火势的扩大和火灾的漫延。另外,喷洒阻化剂、预防性灌浆、注阻化凝胶、注三相泡沫、均压防灭火技术等防灭火措施要定期或不定期的进行维护和保养。合理科学地配置井上和地面消防器材,将井下各地点和井上各处消防器材配备整齐。要整齐摆放各类消防器材,并要布置专人定期检查消防器材,避免出现器材不能使用的问题。为了确保火灾事故的不发生,要采用煤层自然性能鉴定,制定避免煤层自然发火综合防灭火措施,并积极落实。
4.2 强化自身管理
作为煤炭安全生产的基础,煤矿企业应该将“一通三防”工作当做发展的重点来进行。并且在强化安全管理的同时,还要进一步的帮助管理人员提高自身的从业能力,不断的在安全管理上实施改革创新。另外还应该对员工进行定期的安全知识、技术培训,为职工的安全提供保障,只有这样企业才能持续发展。
4.3 完善管理机制
煤矿企业相关部门应该尽可能的完善“一通三防”工作方面的法律法规以及规章制度,保证在进行操作与检查是有法可依。此外,政府与相关的监督管理部门应该进一步加大对煤炭企业的监管力度,要建立起科学有效的管理机制,让安全管理工作有制可循。
5 结语
煤矿安全管理的重点永远是“一通三防”,每一个职工都要有戒骄戒躁、居安思危的观念。要保证“一通三防”安全工作的有效性,就要认真落实好相关预防措施,保证安全工作落实到实处。在引进新技术、新工艺的同时,要求工作人员工作时决不能松懈,提高警惕,要全过程、全方位地去抓好工作。只有“一通三防”安全工作做好了,煤矿企业才能进行安全生产,才能在工作中寻求“一通三防”的更加行之有效的管理方法,为实现安全生产长效机制、实现煤矿安全高效生产、构建社会主义和谐社会做贡献。
参考文献:
[1] 刘金枢,董辉.浅谈矿井“一通三防”技术管理.2006.
[2] 彭成金.浅谈白山市煤矿安全管理.存在的问题.2004.
中图分类号:TD 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)23-0034-01
1、 前言
据统计,在大中型煤矿中,煤层具有自然发火危险的占45%左右。综合防灭火设计是矿井安全设计的重要组成部分,由于各矿的具体火灾危险性状况不同,防治火灾的技术条件也不同,因此既可以采用单项防灭火措施,也可以多种系统综合使用,没有一种既定的防灭火方法可以防止或消除所有火灾。具体要根据火灾的成因及其矿井发生火灾的情况,选择合适的防灭火物质和方法,管路、设备、性能等系统性能参数设计也需要单独设计。
二、工程概况
新疆玛纳斯县旱卡子滩乡小白杨沟煤矿位于玛纳斯县城南75km小白杨沟矿区,规模为90kt/a。井田内自下而上可采煤层16层,根据地质报告,井田内煤层均为II类(自燃),各主要可采煤层均属很易自燃煤层,开采煤层有自燃发火倾向。根据统计分析,矿井自燃火源主要分布在采空区、煤柱、巷道顶板、和断层附近。
三、小白杨沟煤矿井下防灭火方法
我国煤矿目前主要采用的防灭火工艺有氮气防灭火、灌浆防灭火、均压防灭火、凝胶防灭火等。本矿防灭火采用以灌浆、注氮和喷洒阻化剂综合防灭火措施,结合矿井实际,本矿设计预防煤层自然发火采用以黄泥灌浆为主防灭火措施。
3.1 灌浆防灭火
(1)灌浆系统的选择
随着采煤工作面向前推进,在采空区随采随灌浆。设计采用集中灌浆系统,在风井工业场地内设有制浆站及储土场,通过自卸汽车将黄土运至储土场备用,采用制浆机制浆,制成的泥浆自流至泥浆池搅拌,再自流至井下进行灌浆作业。
(2)灌浆方法的选择
由于一个工作面的回采时间较长,为防止煤的氧化发火,宜采用随采随灌的工作模式,埋管灌浆的方法。从回风顺槽向工作面采空区灌浆。灌浆时应注意灌好两道、两线(即上下顺槽、切割眼和停采线),在采空区周围密封的泥浆带,以达到即保证灌浆效果,又减少水、土消耗的目的。
设计采用走向长壁综合机械化落煤放顶煤采煤法,灌浆方法采用随采随灌的预防性采后灌浆的方法,灌浆管路需抬高,将黄泥浆均匀洒于放顶煤采空区。
(3)灌浆参数计算及选择
鉴于本矿井特点,设计推荐选用变压吸附式制氮系统。制氮站布置在矿井工业场地内,注氮管路沿斜风井敷设至工作面采空区。根据本矿井各采煤工作面所需注氮量情况,结合国内采用注氮防灭火矿井的设计生产情况,确定选用1套QTD碳分子筛型,产氮量1200m3/h的地面固定式制氮机组。经计算,地面制氮站及副斜井井筒中敷设的注氮管路选用
四、 结束语
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.12.062
据统计,每年因瓦斯事故引发的死亡人数占煤矿总事故死亡人数的四成以上。煤炭生产管理中安全生产是十分重要的,“一通三防”技术在煤矿安全生产中具有重要意义。“一通三防”指的是在煤矿生产时防治煤尘、防治瓦斯、防火和矿井通风安全管理工作的简称。煤矿之所以频频发生安全事故,究其原因主要是没有很好的落实“一通三防”安全管理工作,因此,煤矿企业应加强“一通三防”技术的应用和管理,保障煤矿的正常生产,促进煤矿企业的健康发展。
1 “一通三防”技术在煤矿生产中的重要性
“一通三防”技术在煤矿生产中是十分重要的,主要体现以下几点:一是矿井通风作为防治煤矿生产中安全隐患的基础,做好矿井通风工作可以有效地预防瓦斯、煤尘和灭火,通过矿井通风可以将井下的有毒有害气体很好的排除,创造良好的工作环境为井下人员,保障井下工作人员的人身安全和健康。在实际工作中,应首先掌握井下气体浓度、温度和风量等参数,对各项数据进行认真分析,建立科学的数学模型,并结合以往矿井通风的经验和教训,认真做好井下通风工作。二是当瓦斯在井下不断积累到达一定浓度后,遇到井下的明火就极易产生爆炸。如果仅依靠井下同分来防止瓦斯含量高的问题那么还是不够的,因此还应采取瓦斯抽放的方式来降低井下的瓦斯含量,避免发生瓦斯爆炸的事故。三是随着科技的发展,我国部分矿井已经将矿井监控技术应用在生产过程中,并建立完善的管理系统,对井下事故的预防有着极大的作用。
2 “一通三防”技术在煤矿安全生产中的应用
2.1 优化通风系统
(1)对于矿井自身的回L系统,应根据矿井实际的分布规律来进行科学的调整,合理优化井下通风系统。矿井通风系统的设计需要依据瓦斯的含量和涌出量来确定,目前我国应用较多的通风系统有U型与U+L型,煤炭企业在通风系统设计过程中应依据不同地质条件选择适合的通风系统。
(2)应认真检查可能造成通风事故的隐患。工作人员在生产作业中应严格按照矿井生产所制定的相关规定来执行,将矿井生产中的安全隐患尽可能的消除。通过安全隐患的排查可以及时的发现矿井通风系统中存在的安全问题,并能够及时的处理。对于掘进通风,主要是依靠局部通风机来进行的,但如果局部通风机在使用过程中发生故障,不能正常工作,那么就容易发生安全事故。事实证明,矿井安全事故中瓦斯爆炸与掘进工作面煤尘占有相当大的比例,因此对于掘进通风工作要加强监察力度,保障矿井通风系统的正常运行,具体工作包括:检查通风机安装位置、机电防爆性能和循环风工作是否正常等。
2.2 加大瓦斯的治理力度
做好煤矿生产时瓦斯事故的预防,首先要保证回风流里CO2的浓度不超过1.5%,瓦斯的浓度不超过0.8%,如果回风流里瓦斯浓度和CO2的浓度超过了限值,应尽快组织井下生产人员撤离,并进行有效的安全控制措施。煤矿生产中破坏最大、发生最多的就是瓦斯爆炸事故,因此要采取必要的瓦斯防治措施。
(1)对于瓦斯异常区域应加强管理。一般来讲,瓦斯涌出情况很难提前预测,如果发生瓦斯涌出情况将是十分危险,煤矿企业应认真研究以往瓦斯涌出的情况,总结瓦斯涌出的规律,同时在工作中还应根据井下断层、地质构造以及采掘工作面来分析瓦斯涌出的影响因素,有针对性的制定防治措施。(2)瓦斯管理应突出重点。对于瓦斯含量较大的区域应加强管理,根据煤矿企业的管理经验,对瓦斯含量较高区域应制定科学的瓦斯管理和生产设备标准,还可以通过在回采工作中安装排风设备等,使瓦斯的浓度降低,预防瓦斯事故的发生。
2.3 加强防火灭火工作
矿井中如果发生火灾那么危害也是极大的,会造成严重的人员伤亡和财产损失,火灾发生后会产生大量的有毒气体,如一氧化碳,如果火灾遇到大风还会更加难以控制,对井下工作人员的人身安全造成威胁。煤矿生产时发生的火灾原因主要分两类,内因火灾和外因火灾,需要首先弄清楚火灾发生的原因,在针对性采取相应的措施。
2.4 加强粉尘治理
粉尘治理主要包括以下几项工作:降尘、减尘、阻尘、捕尘和排尘。减尘是矿井防尘工作的基础,在生产过程中应尽可能降低粉尘的产生量,可以有效的避免粉尘危害人身健康。主要的减尘方法有:预湿注水和水封爆破。降尘工作也十分重要,矿井煤尘处理中通常采用水幕降尘的方式,水幕降尘工作能否顺利进行,主要在于矿井生产过程日常维护是否到位。同时还可以定期清扫煤尘聚集较多的区域,严格控制该区域的煤尘管理。排尘方法是利用引风排尘的方式,对通过降尘、减尘和捕尘措施还未去除的游离粉尘进行治理,排尘主要方法就是加大通风量,并选择适合的风速。捕尘是将空气中的粉尘收集后进行专门处理,捕尘主要应用的设备是湿式除尘风机和除尘器。阻尘的方式主要是针对井下人员的防护手段,工作人员通过佩戴防尘口罩等有效防护粉尘对人身造成的危害,同时还可以使用方爆破技术措施。
3 结语
煤矿企业的生产经营过程中,安全生产工作应放在首位,将煤矿“一通三防”技术有效的应用到煤矿生产中,对煤矿安全生产意义重大。随着我国煤矿开采技术不断提升,开采的难度也越来越大,煤矿企业应提高“一通三防”技术水平,在实践应用中不断总结经验和教训,实现煤矿企业的安全生产,促进我国煤矿企业的健康、可持续发展。
参考文献:
[1]班柳青,李国明,白星.“一通三防”工作在煤矿安全生产中的重要性[J].内蒙古煤炭经济,2015(01).
[2]周英博.煤矿安全生产中的“一通三防”安全体系研究[J].中国高新技术企业,2012(06).
中图分类号:TD75 文献标识码:B文章编号:1009-9166(2011)017(C)-0213-02
煤炭自燃发火是煤矿开采中的重大灾害之一,根据相关数据统计,在我国的现有煤矿中,54.9%的国有重点煤矿都有可能会发生自燃发火的危险,部分煤矿年产2.5万吨以上的大型煤矿矿井中有三成左右的煤矿有自燃危险,到2010年为止,我国煤矿发生的火灾中,自燃发火约占矿井火灾的七成以上,特别有些自然发火严重的煤矿矿区,如山东的兖州、辽宁的抚顺、黑龙江的鹤岗、甘肃的窑街等地的煤矿,由于地域的原因,自然发火的概率特别大。
煤层的自然发火倾向性是煤层自然发火的危险性的重要指标之一,他与煤矿开采技术条件有着十分密切的关系。煤层的自然发火倾向性只是衡量煤层自然发火危险性的指标之一,要客观地评价煤层自然发火的危险性,还必须综合考虑煤层的地质条件特征、矿井开采条件特征、矿井通风条件特征等对自燃的影响。
一、影响煤层自然发火的主要因素
煤矿开采过程中,因为煤炭本身原始温度较低、煤炭内的水分含量大、矿压较小,所以瓦斯的涌出量并不是很大。在开采煤炭的过程中,一定要保证井下风流稳定,风量较小。随着开采深度的逐渐增加,煤层的埋藏就相对较深,所以成煤的时期也逐渐向前推进,煤层埋藏的原始温度不断增大,煤体内的水分慢慢减少,而矿压则在不断增大,所以瓦斯的涌出量随着深度的深加而增大。
采煤过程中要求通风量大,从而能够增加煤体的供氧能力,迅速加快煤炭的氧化过程。由于煤矿开采强度的不断加大,市场对煤矿的需求量也在不断的增大,采煤的工艺水平由原先的分层式开采到目前的放顶式开采,煤炭产量也得到了进一步的增加,相应的瓦斯涌出量也在增大,为了稀释生产过程中出现的瓦斯,必须加大通风量,风量的增大,加快了浮煤的氧化速度与氧化程度,为煤层的自燃发火提供了条件。
二、自然发火的井下防治策略
1、综合防灭火技术路线
目前,国内煤矿矿井常用的防火灭火技术在防治煤层自燃火灾中有着十分重要的作用,但是并不是每种防火灭火技术都能够适应每一次的自燃火灾,每一种防火灭火技术都存在一定程度的不足与欠缺。
针对我们贵州的煤矿,结合当地的气候地理条件,我们认为应当采取综合性防火灭火路线,综合采用集注阻化剂泥浆、胶体、注氮和均压的防火灭火方法,有效解决自然发火。
2、注浆注胶防灭火措施
注浆注胶是煤矿矿井防火灭火的主要方法,煤矿矿井中泥浆的浓度湿度对防灭火的效果影响非常大,泥浆浓度越高,对防火灭火的效果越好,而目前国内部分煤矿矿井仍然在使用传统的黄泥注浆系统,这个系统的制浆浓度很难控制,水土比例较低,通常在51左右,而制出的浆又因井下浆液流失量太大,注浆效率十分低下。所以,笔者希望煤矿企业应当为煤矿安全重想,更换更新注浆系统,将煤矿矿井井下的自然发火防治措施落实到位,同时,我们还可以进行地面自动控制,实现注浆原料基料、胶凝剂、悬浮剂的定质定量的控制,并按照设置要求进行浆液的配比。
3、注氮防火灭火
当煤矿矿井中氧气含量降低到总体的4%~8%时,可以有效抑制煤炭的氧化自燃,当矿井下氧气含量降低到2%以下的时候,可以完全抑制煤炭等可燃物的隐燃和复燃。所以根据以上的防火机理,我们可以向矿井采空区持续注入氮气,并使注入的氮气渗透到采空区、冒落区、裂隙带等非作业地区,形成一条氮气惰化带,为煤矿矿井铺上一层保护罩,这样可以有效达到抑制采空区自燃的目的。
4、煤层自然发火的防治对策
防止煤炭自燃的主要方法就是要排除煤矿的自然发火条件,这些条件包括巷道的合理布置,合理的煤炭开采顺序等,同时消除供氧条件,减少矿井下氧气含量,选择设置合理的通风系统,采用均压、漏风检测与堵漏防热技术等,有效破坏蓄热蓄氧的环境。
5、正确开拓,合理开采
正确地开拓巷道布置,合理有效的开采方法,对煤层发生自燃发火的控制影响非常大,这就要求我们煤矿采矿技术人员必须从开采设计到煤矿开采的施工管理,都必须考虑煤层自然发火的问题,既要保证煤矿生产又要兼顾防止煤炭自然发火。从防止煤炭自燃发火的角度,我们应当考虑对巷道进行合理的布置,也要求矿井的通风系统必须完善、煤层切割较少、回采率较高、采空区容易封闭,能够有效防治井下自然发火。
6、采用高压注水
在高压作用之下,让高压水通过煤层的裂隙渗透到煤体的层理、节理当中,当煤体吸收了大量的水分之后,煤质会变软变酥,这样的煤质适合煤炭的存储,也增加了煤炭的可放性,避免了因为存放煤炭时而产生的大量煤尘。
7、矿井巷道喷层内压注凝胶
为了防止出现因为长期漏风氧化而积蓄的热量,除了采取喷浆以外,煤矿矿井还应当在喷浆层内压注凝胶,进行有效降温及隔热。在煤矿回采前,在巷道顶板处每隔2―4米,均匀布置2个钻孔,孔深直至煤层的顶板,板下直径20毫米进行套管,将凝胶均匀的压注到喷层内。因为凝胶具有堵漏、阻化等良好的隔热性能,并具有良好的热稳定性,能够起到阻止煤炭氧化防止煤炭自燃发火。
8、提高回采效率,加快回采进度
科学进行组织开采工作、提高煤矿的回采率、加快回采的推进速度,这样做不仅仅是提高煤炭的开采产量,加快完成季度的生产任务,而且煤矿回采可以减少煤炭的堆积量,同时降低煤体水分的散失,有效减少煤炭的自燃发火,对防止煤炭的自然发火具有十分重要的作用。回采的高效率进行可以为煤炭的自然发火的防治有着巨大的影响。
如果回采的速度较快,那么煤炭在氧化带内停留的时间较短,煤炭自然发火之前就能进入窒息带,就不会发生自燃发火;反之,如果回采的速度较慢或受到条件限制,就极有可能发生自燃发火。
结语:煤矿自然发火是煤矿安全生产的重要隐患,本文从煤矿自燃发火的原因入手,客观条理地分析了随着矿井的开采深度逐渐加深,影响煤炭自燃的地质原因、开采原因、通风原因,根据煤炭自燃的三个基本条件,提出了一系列的防治煤矿自然发火的有效策略,笔者坚信,只要煤矿企业坚持“以防为主,防灭结合”的基本原则,把各项措施都落实到位,把安全施工放在管理首位,就能够切实有效地预防煤层自然发火。
作者单位:连云港市煤炭工业公司贵州省金沙县川达煤矿
参考文献:
引言
“一通三防”是煤矿企业中防范安全事故的一个重要工作,直接关系着煤矿企业的安全生产,关系着煤矿工作人员的生命安全。中国煤矿企业在此方面虽然有了一些研究,也取得了一定的成绩,但是在实际的煤矿产业中,安全事故时而出现,严重威胁了煤矿企业的发展及煤矿工作人员的生命安全。
1、煤矿一通三防事故的风险特点
要对“一通三防”工作进行研究,首先就要对“一通三防”事故的特点进行研究。
1.1突发性
煤矿中“一通三防”事故发生的最大特点就是突发性。由于近年来社会对煤矿产量的需求不断增加,致使煤矿产业开发得越来越大,同时在开采的过程中,安全防范措施工作做得不足,再加之煤矿的开采受到地质等多方面的影响。由于以上多方面的因素,使得煤矿内的事故具有突发性。
1.2破坏性
煤矿产业的工作都在地下工作,所以“一通三防”的相关工作也要在地下进行。如果“一通三防”工作没有做好,发生了安全事故,一个方面会给矿井带来严重的影响,但更为严重的是可能会使得矿井工作人员付出生命代价。由于是地下事故,营救如果不及时,会带来更为严重的破坏。
1.3持续性
由于煤矿产业规模的扩大,使得矿井与矿井之间有着错综复杂的联系。所以,一旦有一个矿井发生事故,由于多方面的原因,如可燃气体的大量累积、通风不畅等原因而导致其它矿井也发生爆炸或坍塌等安全事故。无论是“一通三防”事故中的哪一个特点,都给中国煤矿企业的发展带来了严重的威胁。
2、煤矿“一通三防”的安全管理现状
2.1监督体系不完善
是“通风”体系在安全管理上的状态呈现出混乱无序,并且在安全问题上没有相应的保护措施。“通风”是“一通三防”中十分重要的一部分,煤矿职工在一个通风系统不完善,空气不流通的矿井中工作,空气中的有害粉尘等都会进入到职工体内,长此以往,就算没有发生大型的矿难,煤矿职工的生命健康也会受到威胁;“防尘”原本是防止爆炸的举措。但是,就如今大部分煤矿开采工作的现状上来看,许多煤矿工厂在防尘设施上都呈现出匮乏的状态,就算有些煤矿工厂设置了防尘水路,但是实际上,却只有很少一部分的防尘水路中水流足够充足,能够对爆炸危险进行规避;是对于“防火”、“防瓦斯”爆炸监控措施的安全监督不到位。
2.2安全管理人员对安全的忽视
在煤矿工厂中,安全管理人员本来是安全的守护者,但是实际上,许多煤矿工厂中的安全管理部门在安全管理上不够重视,反而过于重视生产的效率以及最终取得的经济效益,这就使得煤矿工厂整体对于安全都十分忽视,人员松散。
2.4矿井工作人员安全意识薄弱
随着煤矿工人的数量增加,煤矿工人的门槛就更低了,许多完全不懂相关技术以及安全防范措施的农民工,穿上工作服,就可以进入到现场进行煤矿资源的开采,这些农民工专业技术欠缺,安全意识薄弱,甚至连许多基本的安全防范措施都不知道,在生产中进场会出现危险的现象;不仅如此,“一通三防”安全工程并不是所有人都可以进行安装的,只有相关技术熟练的人员才可以进行,而这种人才目前呈现出的稀缺状态,也使得煤矿安全生产存在许多问题。
3、煤矿“一通三防”的风险规避对策
3.1完善安全监督管理系统
要想真正的完善煤矿工厂的安全监督管理系统,首先,就要将现有的安全管理系统进行升级,设计出符合本工厂实际发展的,效率高的安全监督机制,保证煤矿工厂的安全体系运行流畅。其次,要明确各个安全监督环节工作人员的职责,分配好每一名员工的工作,有的负责“通风”、有的负责“防尘”、有的负责“防瓦斯”,一旦发现了问题,及时进行解决,不可以将已有的问题进行拖延处理。
最后,要重视起对于“一通三防”的安全设备进行完善,加大资金投入,将更多更加好用,有实际价值的设备投入使用,对各项安全容易发生问题的地方进行高频率的检查。与此同时,对安全监督系统中的职工进行安全培训,树立起职工的安全意识,让职工能够对于安全防范有着更加深刻的理解,在遇到安全隐患的时候能够准确直接的进行解决。
3.2增加煤矿安全高科技设备
随着我国科学技术水平的不断进步,现如今在“一通三防”安全工程中,有许多十分先进,在实际工作中能够发挥更大力量的安全设备被研发出来,将这些设备投入使用,可以更大限度的规避风险。
做好相关人员的专业培训,煤矿工厂应当在进行煤矿职工招聘的时候,选择专业素质更强,技术更好,更加具备安全意识的职工进行聘用,让这些安全技术能力强的职工能够将矿井整体的安全系数提升上来。其次,要对已有的煤矿职工进行安全技术上的培训,培训职工专业上的素质,树立起煤矿职工的安全意识,以及出现危险的应对方式等,真正打造出一支技术能力强,安全意识强的高素质施工团队。
3.3做好瓦斯、火灾以及煤尘的防治
3.3.1瓦斯的防治
“一通三防”工作中的规避措施,首先就要从瓦斯的防治入手。防治瓦斯的主要原则就是加强矿井下的通风,在最大限度内降低瓦斯浓度。提出了以下几点措施:a)通风线路对于降低瓦斯浓度具有十分重要的作用,所以对通风线路的设计要经过严谨的研究和分析,在设计中禁止出现线路设计过长或通风线路交叉的现象;b)在瓦斯的通风系统选择中,选择抽出式通风系统,该系统的好处是可有效预防主通风机停止运转时的状况,可以防止瓦斯大量涌出;c)保持风量分配的正确性,使每个矿井内的每个工作区都有足够的风量使得区域内的空气得到循环。
3.3.2煤尘的防治
其具体措施可以从以下几个方面着手:a)通过除尘进行煤尘防治,有效降低煤尘浓度;b)净化风循环,是指将矿井中含有煤尘的空气通过一定的设备进行排除,目前使用比较普遍的是水幕净化风流和湿式除尘装置等;c)增加空气湿度,是指给空气中喷洒水或其它液体,使其与煤尘等其它细小颗粒相融合,从而达到捕获煤尘的目的,由于增加空气湿度操作简单、成本低廉而且除尘效果好,所以是矿井中防治煤尘最常用的方法。
3.3.3火灾的防治
在一般的矿井内,引起矿井火灾的原因主要有两种源头:外源火灾和自燃火灾。所以,对矿井内的火灾进行防治就必须分别从这两方面入手。针对于外源火灾,煤矿产业可以采用多种措施,如在矿井内禁止出现明火,在矿井的各个角落增设消防器械,矿井内所用的支护措施要用不易燃烧的材料,并且加设供水系统。对于自燃火灾,其防范措施要相对复杂一些。要对矿井内的调压装置进行合理调制,使得矿井内的空气压力得到合理的分布,从而降低自燃火灾发生的几率。
4.结束语
在今后的煤矿产业发展中,要加强对“一通三防”工作中风险及防范措施的研究,并且从多个方面进行分析,从而研究出更加有利于煤矿产业安全生产的“一通三防”工作措施,促进中国煤矿产业的进步和发展。
参考文献
[1]姚荣香.关于新形势下加强煤矿“一通三防”工作的探讨[J].科技创新导报.2012(27)
一通三防关乎到煤矿的安全生产,关乎煤矿工作人员的生命财产安全。关乎到社会主义和谐社会的构建。一通三防是煤矿安全的重中之重。
1.一通三防治理瓦斯问题
1.1瓦斯的危害
煤矿瓦斯是煤层的一种伴生气体,主要成分是甲烷。是矿井中一种最常见的有害气体,在开采过程中以不同形式从煤层中涌出。具体体现在两个方面:①瓦斯具有燃烧爆炸的危险,②煤与瓦斯突出的危险。瓦斯事故难以预测。一旦发生,造成大量的人员伤亡和巨大的经济损失,对煤矿的安全生产产生严重地威胁。
1.2瓦斯治理的现状
我国煤矿事故的事故总量过高,而且特大事故尚未得到有效遏制,其中瓦斯事故比例高,人员伤亡大,在特大事故中80%以上是瓦斯事故,每年因瓦斯事故造成的死亡人数约2000人,占事故总死亡人数的近1/3。
1.3通防技术治理瓦斯的实施
(一)、提高认识,提高理念:
严格遵循治理瓦斯必须采用抽放,坚持先抽后采,先抽后掘的方针;只有打不好的钻孔,没有抽不出的瓦斯,要提高钻孔打钻质量、密度、和封孔效果;要从根本上改变对瓦斯超限事故的认识,变被动防范为主动治理瓦斯。
(二)、技术措施:
根据煤层煤质,透气性、瓦斯含量、卸压程度编制掘进工作面瓦斯抽采设计,明确制定出钻孔的有关参数;打钻人员要严格按设计施工,不能超出允许值范围外;打钻完工后要有专人验钻、封孔、观测抽放效果;技术人员要根据抽放效果及时调整设计,所有施工严格按照《规程》及《一通三防管路制度》严格进行,并严格要求通风设施质量标准化建设工作,做到按需供风,优化通风系统,杜绝短路风、循环风、串路风、盲巷区等状态,保证通风系统的稳定。
2.一通三防治理粉尘问题
2.1粉尘的危害
我国煤矿多为井工开采,矿井内部会产生大量的煤尘。矿尘的危害主要有以下几方面:一是对身体健康产生危害,煤尘随着空气吸入工作人员体内,工人长期吸入矿尘轻者患呼吸道炎症,重者得尘肺病,居国内矿务局统计尘肺病死亡数是工伤事故的6倍。二煤尘会燃烧和爆炸,威胁矿井作业人员的生命安全。例如1906年43月10日法国科利尔煤矿发生煤尘爆炸。死亡1099人。造成重大灾难。三,煤尘会降低煤矿内的能见度,导致事故发生几率升高,使工伤事故增很多。此外矿尘使开采设备锈蚀,加速机械磨损,减少精密仪器的使用寿命。大量粉尘还造成环境污染,鉴于此进行矿井内部的除尘工作非常必要。
2.2粉尘治理现状
我国粉尘过程中总结了非常实用的“革、水、密、风、护、管、教、查”防尘八字经验,并且成就卓越。八字经验也是我国防尘工作的指导方针。目前状况是对煤尘进行处理主要是采取以下方法:以煤层注水为核心,通过通风除尘 ,湿式作业,密闭抽尘,净化风流,加强个体防护等措施除尘。除了这些基本除尘方法外,还可以采用隔爆除尘措施。最新除尘主要是泡沫除尘。
2.3通防技术治理粉尘的实施
通风除尘是指通过风流的流动将井下作业点的悬浮矿尘带出,以降低作业场所的矿尘浓度。决定通风除尘效果的主要因素是:风速及矿尘密度、粒度、形状、湿润程度等。
掘进通风系统主要采用长压短抽掘进除尘系统,以压入式通风为主,在工作面附近以短抽方式将工作面的含尘空气吸入除尘器就地净化处理(见图2-1)。
压、抽风量的匹配应当遵循以下两个方面
A.采用除尘系统。压入式风筒出口风量应比抽出式风筒入口风量大20%~30% ,以保证工作面不出现循环风。
B.采用长抽短压(前压后抽)除尘系统。抽出风量应大于压入风量20%~50% ,以保证重叠段区域内巷道的风速不低于《 煤矿安全规程》的规定。
此外还要注意一下几点经常检测风流中的粉尘含量,定期清扫和冲洗巷道周壁,减少粉尘积存。采煤工作面回风巷装煤点下风向、掘进工作面迎头等处安装风流净化水幕,能封闭全断面。在主要进回风巷、进风井、采掘工作面巷道内均安设了风流净化装置,在主要大巷、采煤工作面进回风巷、煤及半煤岩巷等处均安设有隔爆设施。综采工作面采煤机截割部具有可靠的自动喷雾洒水功能。地面的主皮带运输筛分楼装有ZC72/3—Ⅱ回转反吹自动清灰袋式除尘器,皮带走廊装有静压洒水装置,煤产品经皮带走廊进入储煤场,储煤场设有挡风抑尘网,同时配置专用洒水灭尘系统。
3.一通三防治理火灾问题
3.1火灾的危害
矿井发生火灾会烧毁大量机械设备、设施、巷道及工作面,冻结大量的煤炭资源,而且燃烧生成的有毒有害烟气,使处于排烟道上的工作人员的生命受到威胁和伤害,甚至引起瓦斯爆炸事故,给矿井带来更大的灾难。
3.2火灾防治的现状
井下发生火灾主要分为内因和外因,目前治理火灾主要从防范入手,本着“预防为主,消防并举”的原则,主要采取如下措施:本矿尽量使用不燃或耐燃的材料与制品及防止失控的高温热源,同时建立胶带巷独立通风系统是有效途径,而且矿井设地面消防水池和井下消防管路系统,进风井口应装设防火铁门,须有防止烟火进入矿井的安全措施,井下使用的汽油、煤油和变压器油必须装入盖严的铁桶内,由专人押运送至使用地点,剩余的汽油、煤油和变压器油必须运回地面,严禁在井下存放,井上、下设置消防材料库。内因火灾的防治措施:合理地进行巷道布置,防止漏风,均压防灭火,预防性灌浆,阻化剂、惰性气体,凝胶,三相泡沫等。
3.3通防技术防治火灾的实施
均压防火实质是利用风窗,风机,调压气室和连通管等调压设施,改变漏风区域的压力分布,降低漏压风差,减少漏风。从而达到抑制遗煤自燃,堕化火区。或熄灭火源的目的。
火区的形成和发展与通风系统不合理有一定的关系,因此合理 调整通风系统可起到平衡火区漏风风压的作用。从利于防灭火的角度出发,要遵循以下原则调整通风系统:
1增加火区或采空区的并联封路,减少并联分支的风阻和风量。
2增加火区所在分支或其漏风流经路线的其他分支的风阻,在非漏风流经的路线上减阻。
3降低火区漏风源的压能,增加漏风汇的压能。
4当火区的漏风源与漏风汇分别处于进回风井附近时,应设法降低主要通风机负压。
2突出防灭火工作重点,将各项措施贯彻落实到发生现场
矿井火灾是煤矿生产工作中颇为严重的事故之一,其发生不仅给井内工作人员的生活安全带来极大的损失,同时也给煤矿企业以及国家造成了严重的经济损失。根据对以往矿井内火灾事故的调查可知,导致矿井发生火灾事故的原因可分为两类,分别是内在因素与外在因素。从总体上来讲,为防止煤矿井内作业过程中发生火灾事故,煤矿企业和现场施工应对井内防火管理予以高度重视,不断加强与完善防火管理制度,严格按照煤矿安全生产的规章制度来安排和执行采矿区的防火安全工作。具体来讲如下,第一,除了要加强矿井内的综合管理外,为避免因内部因素引起火灾,还需加强对矿井内的通风管理,确保井内空气流通顺畅,空气质量处于人体接受水平之上,尽可能避免有害气体或煤尘的累积,提高煤的回采效率,禁止违规操作。第二,加大对矿井的管理力度,避免因外界管理不当而导致火灾的产生。在煤矿生产中出现的火灾一般分两种,第一种是外源火灾,针对这类火灾的防治手段,主要是在严令禁止在煤矿生产区内进行与煤矿作业无关的明火行为,比如禁止抽烟、禁止随意燃烧等,对于生产区内火灾发生概率较高的区域,要按照消防部门要求布置消防系统和消防设备;第二种是自然火灾,针对这种火灾,在其防治要点,在于要尽量保证风道两边压力持平,并根据井内空气分布状态来及时调整通风系统。
3强化采掘作业现场监督管理,确保综合防尘工作效果
在煤矿开采过程中经常会产生一些矿石与岩石的细微的颗粒,这些颗粒就是煤尘,当煤尘积累达到一定浓度时如果一道较大温度的火源就会发生爆炸,爆炸之后还出现各种对人体不利的气体,比如一氧化碳等等,有时甚至还出引起井下瓦斯爆炸或重大火灾等安全事故。且煤尘对人的身体健康也造成极大的危害,如果人长期接触矿尘,将很有可能患上严重的尘肺病。所以工作人员下矿时一般都会带上防尘口罩,而施工现场也会配设一些防尘的逛到,以降低煤尘浓度。针对煤尘防止工作,煤矿企业和相关人员应做好以下几点,第一对工作区域内的煤尘防止工作进行定期的检查,保持井内通风顺畅,以间和降低井内的煤尘含量;第二,适度增加井内的空气适度,利用向空气喷洒水等液体的方式来捕获漂浮的煤尘,达到减少煤尘的目的,这种方法颇为经济,但是对长期煤矿生产中的防尘效用不大,要想将其防尘效用切实会发出来,除非是不间断的洒水或者是与其他控尘技术相结合。第三,为减少煤尘对工作人员身体的伤害,要求作业过程中,所有的员工都必须佩带防尘口罩、风罩等防尘工具。