刘全生

（四川省广元市生产安全应急救援支队，四川广元 628017）

浅谈煤矿深井开采通风要点

刘全生

（四川省广元市生产安全应急救援支队，四川广元 628017）

随着时间推移，浅层煤炭资源逐渐枯竭，大部分煤矿陆续进入深度开采。众所周知，煤矿灾害事故的严重性与煤矿开采深度有着重要关联，要减轻煤矿深度开采带来的危害和有效控制煤矿灾害事故，做好深井通风工作就显得尤为重要。

深井开采；降阻；防漏；降温；排出有毒有害气体

1 深井开采概念

查阅资料显示，南非、加拿大等矿业发达国家，矿井深度达到800～1 000m时称为深井开采。德国将埋深超过800～1 000 m的矿井称为深井，而将埋深超过1 200m的矿井开采称为超深井开采；日本则把深井的“临界深度”界定为600m，而英国和波兰则将其界定为750m。考虑我国当前矿山开采的客观实际，并结合未来的发展趋势，大多数专家认为，我国的深井开采深度可界定为：金属矿山1 000～2 000m，煤矿800～1 500m。

2 尽可能降低煤矿通风阻力

2.1尽量避免局部阻力

局部阻力是指由于巷道断面突然扩大或缩小、急转弯或巷道有物体阻碍等因素，使风流速度和方向突然变化造成剧烈的冲击涡流现象而产生的额外阻力。要避免局部阻力，必须做好矿井初步设计工作（巷道布局），提高矿井建设施工标准和质量，加强对建成后矿井的通风管理工作。《初步设计》中矿井巷道断面尽可能按规定最大化，尽量减少弯道，增大转弯角度，杜绝转急弯；建设施工掘进巷道时采用光面爆破，尽量保持巷道断面大小一致，杜绝忽大忽小；矿井建成投产后，要尽量避免长时间在主要通风巷道中存放体积、断面较大的物体，以防增大矿井通风阻力，影响通风畅通性。

2.2减小摩擦阻力

摩擦阻力是指风流沿井巷或管道流动时，由于空气与井巷间的摩擦以及空气分子间的相互摩擦而产生阻碍风流的力。摩擦阻力在矿井通风阻力中约占80%-90%，因此解决好摩擦阻力对矿井通风工作至关重要，减小矿井摩擦阻力应主要做好以下工作。①尽可能增强矿井巷道光滑度。采用光面爆破技术掘进岩石巷道，使巷道成形尽量标准化，采用喷浆等方式降低巷道凹凸面的深度；②采用阻力系数小的支护方式，尽可能使巷道壁面光滑；③按设计尽量扩大巷道断面，以减小通风阻力；④调配适度的风量，避免巷道风量过大。

3 减少通风设施，降低漏风率

矿井漏风是指矿井部分风流未按照预定路线进行流动，通过岩层裂隙、采空区、通风设施等流动到其他非预定区域。通常情况下，矿井通风设施、采空区密闭、岩层裂隙等都有可能造成矿井漏风，其中通风设施繁多为主要因素。矿井漏风的危害较大，它会减少作业点的有效风量，造成有害气体积聚，粉尘堆积，气温升高，形成不良的矿井气候；还会破坏通风系统的稳定性，使用风地点的风量不可靠；适量的漏风量长期经过采空区时，当氧气、温度达到一定程度时还会造成煤炭自然发火，给煤矿安全生产造成巨大危害；其次，大量漏风还会增加矿井主要通风机的运行负荷，造成无形的负担。由于矿井的通风设施容易受到损坏或人为的开启、关闭等，从而造成风流不稳定。因此，通常情况下矿井内的通风设施越多，漏风率就越大，矿井通风稳定性也就越差。作为深井开采，更应该注意在早期的设计中尽量避免或减少通风设施，减小矿井漏风率，增强矿井通风的稳定性。

4 保持适宜的矿井温度

科学研究发现，25℃的环境温度最适宜人类生活。在这个温度下，人体没有冷热感，身体内的毛细血管舒张平衡，感觉非常舒适。夏季，人体最适宜的温度比25℃稍高，是26～28℃。当气温上升超过32℃后，人体就会开始发热，致使情绪产生波动。

为确保煤矿从业人员安全高效地开展煤炭采掘及其他相关工作，《煤矿安全规程》第102条对矿井温度也有明确规定，要求进风井口以下的空气温度（干球温度）必须在2℃以上。生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃，机电设备硐室的空气温度不得超过30℃；当空气温度超过时，必须缩短超温地点工作人员的工作时间，并给予高温保健待遇。采掘工作面的空气温度超过30℃、机电设备硐室的空气温度超过34℃时，必须停止作业。新建、改扩建矿井设计时，必须进行矿井风温预测计算，超温地点必须有制冷降温设施。

4.1矿井高温的主要来源

随着煤矿开采深度的增加和机械化程度的不断提高，高温矿井数量不断增加，矿井热害十分突出。据科学调研和行业统计发现，矿井热源主要来源于以下几个方面：

4.1.1地表大气产生的温度

煤矿井下的风流是由安装在地面的主要通风机，强行将在地表大气压入煤矿井内而产生的风流。因此，矿井内空气温度的高低，湿度的大小都与地表大气的温度、湿度有一定的联系，尤其对浅井，影响更为显著。地表大气温度的日变化对矿井温度的变化影响不大，但如果地表大气温度发生持续数日的日变化时，就会对矿井温度有所影响。研究表明，在给定风量的条件下，无论是日变化还是季节性变化，气候参量的变化率均和其流经的井巷距离成正比，和井巷的截面积成反比。

4.1.2流体压缩产生的温度

矿井深度的变化，使空气受到的压力状态也随之而改变。当风流沿井巷流动时，空气的压力值增大或减小。空气的压缩会放热，从而使矿井温度升高。

（3）煤岩层中产生的温度

煤岩层中产生的热源主要来源于两个方面。一是煤岩层深处所产生的热源；二是地下水所产生的热源。通常情况下，井下煤岩层和地下水的温度会随着与地表距离的增加而增高，煤岩层热源通过热传导方式将热量传给巷道壁，地下水通过煤岩层裂隙流入井巷而将其热量带入。

（4）机电设备产生的温度

近年来，煤矿开采随着机械化程度的不断提高，井下机电设备越来越多，由机电设备产生的热量也越来越大。例如局部通风机，综采设备、掘进机、耙岩机、电机车、液压泵、水泵、电缆、压风管、绞车、照明设备等都会产生不同的热量。

4.2矿井高温对人体的危害

随着煤矿开采深度的增加，矿井深部的温度也会逐渐升高。从业人员如果长期处在高温条件下工作，人体会大量出汗，排出氯化钠、水溶性维生素、矿物盐等，正常的水盐代谢被破坏，从而可能导致人体出现热痉挛，发生中暑、昏倒、呕吐等疾病。当人体某些机能出现故障后，就会导致意识下降，行动迟缓，增大了事故发生率。相反，如果能很好地利用矿井通风带走部分矿井热量，降低矿井温度，给从业人员营造一个良好的工作环境，就会大大地减少事故发生率，保障从业人员的生命安全，提高工作效率。目前矿井降温方法较多，有通风降温、隔热疏导降温、人工制冷降温（空调降温、板冰降温）、个体防护降温等，但最经济实用的还数通风降温。但如果能将通风降温与人工制冷降温等其他方法相互配合使用，相信一定会取得更好的效果。

5 确保完成通风任务

煤矿通风任务就是向井下各工作场所连续不断地输送适量的新鲜空气用以冲淡并排出从井下煤岩层中涌出的有毒有害气体，创造良好的生产环境，保障井下作业人员身体健康和生命安全；防止有毒有害气体积聚，发生爆炸、窒息、中毒等一系列安全事故。作为煤矿深井开采通风，最基本必须要做到一通一适两防。

5.1一通一适

一通就是要保证井下所有巷道及作业场所回风畅通，确保有毒有害气体顺利排出；一适就是要确保井下所有巷道及作业场所调配的风量要适度，严禁无风作业、微风作业等现象发生。

5.2两防

一是防止局部通风机拉循环风。循环风是指局部通风机的回风风流部分或全部再次进入同一台局部通风机的进风风流。二是防止井下各用风点有毒有害气体积聚。井下用风点回风不畅、风量微弱或无风作业，均无法将有毒有害气体排出，都有可能造成有毒有害气体积聚。出现以上两现象，当有毒有害达到一定浓度后均有可能发生爆炸、燃烧、中毒窒息等安全事故。轻者造成人员伤亡，重者摧毁整个矿井。

[1] 倪景峰，刘剑，贾进章.矿井通风系统可视化程序设计原理[J].辽宁工程技术大学学报.2003，（04）：527-529.

Coal Mine Ventilation Points Deep Mining

Liu Quan-sheng

Over time，the gradual depletion of shallow coal resources，most of the coal mines have moved into deep mining.As we all know，the seriousness of the coal mine disasters Coal mining depth has an important relevance，depth of mining coal mines to reduce the harm and effective control of coal mine disasters，deep well ventilated work is particularly important.

deep mining；drop resistance；leakage；cooling；discharge toxic gases

TD727

A

1003-6490（2016）01-0080-02

2016-01-22

刘全生（1975—），男，四川广元人，工程师，主要从事矿山救援工作。