1“以風(fēng)定產(chǎn)”的提出
白山市是全國煤炭行業(yè)的重災(zāi)區(qū)。歷史上曾多次發(fā)生瓦斯爆炸事故,特別是2002年,由于不嚴格執(zhí)行“以風(fēng)定產(chǎn)”,超通風(fēng)能力生產(chǎn),連續(xù)發(fā)生了“7·4”和“11·9”兩起重大惡性瓦斯爆炸事故。痛定思痛,白山市各級煤炭管理部門經(jīng)過認真吸取教訓(xùn),采取了科學(xué)的“以風(fēng)定產(chǎn)”方法,并建立了嚴格的“以風(fēng)定產(chǎn)”監(jiān)督機制,保證了“以風(fēng)定產(chǎn)”的嚴格實施,白山市2003年鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦杜絕了瓦斯爆炸事故。
2“以風(fēng)定產(chǎn)”所采取的措施
2.1采取科學(xué)合理的方法核定礦井風(fēng)量
2.1.1傳統(tǒng)的通風(fēng)能力核定方法
原煤炭部在1980年、1991年和1997年三次及國家煤礦安全監(jiān)察局2003年度發(fā)文在全國范圍內(nèi)對煤礦的生產(chǎn)能力進行核定,產(chǎn)規(guī)定按通風(fēng)能力核定礦井產(chǎn)量是按照礦井的上年礦井總進風(fēng)量和平均日產(chǎn)1t煤所需的供風(fēng)量來計算的,即低瓦斯礦井通風(fēng)能力核定的計算公式:
P=Q×350/(q1×k×104),(t/a)
高瓦斯礦井和煤與瓦斯突出礦井通風(fēng)能力核定的計算公式:
P=Q×350/(0.092×q2×k×104),(t/a)
式中Q——礦井總進風(fēng)量,m3/min
q1——平均日產(chǎn)1t煤的需風(fēng)量,m3/min;
k——礦井通風(fēng)系數(shù);
q2——平均日產(chǎn)1t煤的瓦斯量,m3/min;
這種通風(fēng)能力核定方法只單純考慮了礦井噸煤需風(fēng)量,而且是上年的經(jīng)驗值,沒有考慮隨礦井開采深度的加大,瓦斯量產(chǎn)生變化,通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化,通風(fēng)管理和調(diào)節(jié)技術(shù)以及主要通風(fēng)機的特性多種因素,特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦自然條件和人為因素的影響,造成生產(chǎn)不均衡。利用上述公式計算,存在一定的缺陷。
2.1.2合理的“以風(fēng)定產(chǎn)”原則
合理的方法應(yīng)該是考慮當(dāng)今后幾年采掘工作面的分布,井巷通風(fēng)阻力分布和主要通風(fēng)機性能曲線,進行礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)算,得到的礦井實際供風(fēng)量和各采掘面硐室等的風(fēng)量分配是否都滿足礦井安全生產(chǎn)的需要,計算出的井巷通風(fēng)阻力,風(fēng)量是否主要通風(fēng)機合理的性能曲線內(nèi)。否則要考慮減少采掘面?zhèn)€數(shù)或進行礦井阻力調(diào)整。同進考慮:①風(fēng)量的調(diào)節(jié)方法,能否把指定量的新鮮風(fēng)流分配到指定用風(fēng)地點,這里存在1個調(diào)節(jié)方法和調(diào)節(jié)量問題,否則即使主要通風(fēng)機的能力夠用,如果調(diào)節(jié)方法不當(dāng),也不能把主要通風(fēng)機提供的新鮮風(fēng)流分配到指定地點;②礦井通風(fēng)系統(tǒng)和通風(fēng)方式是否合理,“以風(fēng)定產(chǎn)”要處理好生產(chǎn)與通風(fēng)的關(guān)系,必須遵循通風(fēng)為生產(chǎn)服務(wù),生產(chǎn)必須服從合理通風(fēng)規(guī)律的原則,否則為瓦斯爆炸、火災(zāi)災(zāi)害的發(fā)生和救災(zāi)還來很大的隱患。所說的合理通風(fēng),主要指分區(qū)通風(fēng)及通風(fēng)系統(tǒng)力求簡單(網(wǎng)絡(luò)簡單,通風(fēng)設(shè)施少),采區(qū)分布合理,采取簡單的通風(fēng)方式。運輸巷道與回風(fēng)巷道要避免為同一巷道。工作面的風(fēng)流要求穩(wěn)定,工作面不能處在角聯(lián)的位置上,如工作面不可避免地處在角聯(lián)的位置上,就必須研究影響角聯(lián)風(fēng)路穩(wěn)定性的通風(fēng)設(shè)施和巷道有哪些,以便加強管理。
2.1.3建立“以風(fēng)定產(chǎn)”監(jiān)督、檢查約束機制
經(jīng)科學(xué)的實施“以風(fēng)定產(chǎn)”確定的結(jié)果,市煤炭局下發(fā)文件要求各煤礦設(shè)置“以風(fēng)定產(chǎn)”牌板,并統(tǒng)一“以風(fēng)定產(chǎn)”牌板的內(nèi)容,要求“以風(fēng)定產(chǎn)”牌板在礦辦公室或進筒口門懸持,“以風(fēng)定產(chǎn)”牌板的內(nèi)容有:主要通風(fēng)機特性、礦井需風(fēng)量、作業(yè)而計劃風(fēng)量、允許的作業(yè)面?zhèn)€數(shù)等。以便于各級煤炭管理部門和監(jiān)察部門進行“以風(fēng)定產(chǎn)”監(jiān)督檢查。且全市各煤礦統(tǒng)一配合智能型風(fēng)表,并全市統(tǒng)一產(chǎn)訓(xùn)了測風(fēng)員,以便于各煤礦進行測風(fēng),保證“以風(fēng)定產(chǎn)”的實施。通過這種方式,有效保證了全市各煤礦科學(xué)地進行“以風(fēng)定產(chǎn)”,避免了因超通風(fēng)能力生產(chǎn)造成的通風(fēng)瓦斯事故。
3“以風(fēng)定產(chǎn)”的步驟
3.1確定礦井需風(fēng)量
按《煤礦安全規(guī)程》第103條規(guī)定:按井下同時工作最多人數(shù)和采煤、掘進、硐室及其他地點實際需要風(fēng)量的總和2方面計算,并取其中最大值。
3.2確定礦井的阻力
3.2.1合理的礦井通風(fēng)阻力
(1)由于鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦井型小,主要通風(fēng)機能力小,要特別考慮自然風(fēng)壓影響,經(jīng)實際考證,本地區(qū)煤礦進出風(fēng)井高差在30m以上,或進出風(fēng)井井口標高相同,但井深50m以上,應(yīng)考慮自然風(fēng)壓影響。
(2)鄉(xiāng)鎮(zhèn)礦井通風(fēng)的摩擦阻力不應(yīng)超過980Pa。
(3)礦井井巷的局部阻力,不應(yīng)超過摩擦阻力的10%~15%。
(4)通風(fēng)機能力應(yīng)留有一定的余量,軸流式通風(fēng)機在最大設(shè)計負壓和風(fēng)量時,輪葉運轉(zhuǎn)角度應(yīng)比允許范圍小<5°,離心式通風(fēng)機的先型設(shè)計轉(zhuǎn)速不大于允許轉(zhuǎn)速的90%。
3.2.2礦井通風(fēng)阻力計算
(1) 計算摩擦阻力hm;
(2) 計算局部阻力hj;
(3) 確定通風(fēng)機附屬裝置(風(fēng)硐和擴散器)的阻力hd,一般不超過98~196Pa.
(4) 考慮自然風(fēng)壓hn。
3.2.3確定礦井通風(fēng)總阻力
容易時期:HT=hm+ hj+ hd- hn(自然風(fēng)壓與主要通風(fēng)機壓力方向一致)
困難時期:HT=hm+ hj+ hd+ hn(自然與主要通風(fēng)機方向相反)。
3.3確定主要通風(fēng)機能力是否滿足要求
(1)確定風(fēng)量是否能滿足要求。根據(jù)計算出的礦井所需風(fēng)量與主要通風(fēng)機的額定風(fēng)量進行比較,并確定風(fēng)量是否合理。如不合理,需減少采掘面?zhèn)€數(shù),或調(diào)整礦井通風(fēng)系統(tǒng)的阻力,重新確定礦井需風(fēng)量和礦井通風(fēng)阻力,使之符合主要通風(fēng)機工作特性。
(2)確定礦井風(fēng)壓是否滿足要求。在確定的礦井合理風(fēng)量的基礎(chǔ)上所確定的礦井風(fēng)壓,與主要通風(fēng)機的額定風(fēng)壓進行比較,并進行礦井阻力合理性的確定,若礦井阻力不合理,不在主要通風(fēng)機合理的工作特性范圍內(nèi),就需對礦井的通風(fēng)阻力進行減阻調(diào)整,使之合理。
3.4將主要通風(fēng)機的風(fēng)量合理分配到指定需風(fēng)地點
根據(jù)計算確定的礦井合理風(fēng)量和礦井阻力,采用合理的調(diào)節(jié)方法將風(fēng)量分配到指定風(fēng)地點。當(dāng)?shù)V井風(fēng)量較充足時,采用增阻的方式調(diào)節(jié)局部地點的風(fēng)量;當(dāng)?shù)V井風(fēng)量不充足時,采用減阻的方式調(diào)節(jié)礦井的局部地點的風(fēng)量。使全礦井各地點的風(fēng)量都滿足《煤礦安全規(guī)程》的要求。
4 結(jié)束語
采用科學(xué)合理的“以風(fēng)定產(chǎn)”方法,確保了全市鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦和地方國有煤礦“以風(fēng)定產(chǎn)”的科學(xué)性,統(tǒng)一配發(fā)風(fēng)表和培訓(xùn)測風(fēng)員確保了“以風(fēng)定產(chǎn)”的可操作性;設(shè)置“以風(fēng)定產(chǎn)”牌板,確保了對煤礦實施“以風(fēng)定產(chǎn)”可監(jiān)督性。通過這種方法,2003年全市131處鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦通風(fēng)能力生產(chǎn)現(xiàn)象,避免了瓦斯爆炸事故的發(fā)生。
李博仁,彭成金