基于瓦斯的煤矿通风安全问题与防范对策研究

＊孙嘉梅

（山西安标检验认证有限公司 山西 030031）

随着我国经济的飞速发展，各个行业对于煤矿资源的需求量也日渐增加，煤矿在我国的生产及建造工作中不仅起到主导作用，也是不可或缺的重要能源。因为煤矿资源被埋藏在地下，所以煤矿工人的工作过程十分危险，正因如此，煤矿工人的安全问题是煤矿采集过程中的首要问题，而瓦斯的煤矿的通风安全问题是煤矿工人安全问题的核心。瓦斯的煤矿通风安全问题能否顺利解决关乎煤矿工人的生产工作能否顺利进行，以及全体煤矿工人的生命安全能否得到保障。全面保障煤矿的通风安全问题，既有利于煤矿的采集工作，又有利于保障煤矿工人的人身安全。

1.瓦斯的煤矿通风安全问题必要性

瓦斯的煤矿通风安全问题一直在整个煤矿采集工作过程中起到主导作用。合理的矿井通风系统能够保障每一位矿井工人的生命安全和身体健康，并且关乎矿井本身的利益。所以，在矿井安全人员进行矿井的安全保障工作时，应当首先保障矿井的通风系统能够正常运行，并且重视矿井安全问题的管理，这样才能从根本上解决安全问题的发生。

2.瓦斯的煤矿通风系统出现的安全问题

（1）瓦斯的煤矿通风系统缺乏管理。有的矿井对瓦斯的煤矿通风系统不重视，导致相关的管理人员出现懈怠心理，没有对瓦斯的煤矿通风系统进行日常维护和检查，当瓦斯的煤矿通风系统出现故障时也毫无察觉，最终引起事故的发生。有些矿井在安装完通风系统之后没有招聘相关管理人员，如若故障突然发生，且矿井内没有专业人士进行第一时间的维修工作，将会造成严重的安全事故[1]。

（2）瓦斯的煤矿通风系统设计不合理。煤矿工程的设计师在设计瓦斯的煤矿通风系统时，遗漏了一些细节设计导致整个瓦斯的煤矿通风系统的设计不合理。比如在设计师设计开采区的通风系统时遗漏了回风巷，让回风巷无法被设置在开采区，进而使整个回风系统无法运行，从而导致严重的安全事故发生。

（3）瓦斯的煤矿通风系统运行效率低下。当今我们国家的煤矿工程安全保障事业相对于十年前有着很大的进步，但是仍然有一些瓦斯煤矿通风系统的运行效率不足。而瓦斯的煤矿通风系统的运行效率一旦发生不足的情况，也会造成很严重的安全问题，因为随着采矿工人的工作进度，矿洞的深度也会越来越深，而瓦斯煤矿通风系统的运行效率低下，会导致矿井里的瓦斯浓度越来越高，工人的工作环境也会越来越危险，如若长时间不去解决瓦斯煤矿通风系统的运行效率问题，最终可能会造成十分严重的灾难[2]。

3.基于瓦斯的煤矿通风安全问题的防范对策研究

(1)在矿井中采用智能化瓦斯检测系统

随着采矿工人的不断工作，矿井的深度也越来越深，矿井里的许多内部因素都无法随时被人为干预，处于不可控的状态，而这些内部因素也不可能让工人们24h不间断地去监管，这些内部因素有可能会转变成隐性危害，最终造成安全问题。随着当今互联网科技的不断发展，监控系统渐渐地与互联网结合，最终演变为智能化监控系统。这些监控系统可以适用于各种工作和场合，如商场、学校、酒店、医院、工厂等场所，所以智能监控系统同样也可用于矿井中。

一般情况下，智能化瓦斯监控检测系统常常被用在煤矿工人采矿的过程中，并实时检测瓦斯浓度以及空气中的含氧量和二氧化碳含量等各项数据，当有一项数据超出相关规定的数据时，就会发出警告，以提醒附近的工作人员提前做好防范工作并随后准备进行疏散。而有的矿井公司并不知道智能化瓦斯检测系统在矿井中的重要性，他们为了节省开支，常常采用便宜的或是二手的智能化瓦斯检测系统，这些机器可能会出现质量问题，比如智能化瓦斯监测系统中的瓦斯检测仪数量不足、瓦斯检测仪质量不高、仪器松动、电线老化、检测仪老化等现象。这些问题应当在仪器正式工作之前及时进行报备维修，否则当智能化瓦斯检测系统出现上述的问题时，系统中的瓦斯检测仪可能会显示出不准确的数据，甚至可能会导致智能化瓦斯检测系统出现故障，这样不仅会为采矿工人的工作进度带来麻烦，还会无法保障采矿工人们的生命健康。

(2)完善矿井生产规章

完善矿井生产规章不仅是为了保障矿井工人的生命安全，也是为了保障采矿流程的安全性。要全面安排工人进行技能训练和安全疏散演练，技能训练能让他们在进行工作时更加专业，以防工作疏漏造成安全隐患，安全疏散演练则是为了让工人们在遇到紧急情况时能够在保证自身安全的情况下快速离开事故地点。以下是江苏某生产车间在近10年来发生的人员伤残事故大致情况，这些事故绝大部分是在工人抢修和计划检修期间所发生的，见表1。

表1 近十年来江苏某生产车间发生的人员伤残事故大致情况

由此表可见，发生人员伤残事故的原因大部分是由于工作人员操作不规范导致，所以要加强工作人员的专业训练，并完善相关的安全规章制度，不能让工作人员为了赶进度、赶时间而危险作业，更不能因为嫌麻烦而不佩戴安全护具，一定要保证工作人员的生命健康。

(3)全面优化瓦斯的煤矿通风系统

近几年，我国的煤矿产业越来越多，且越来越质量化，使得矿井的深度也越来越深，矿井中的瓦斯含量也越来越浓。这时，瓦斯的煤矿通风系统就需要与时俱进，向着提高排放瓦斯效率的目标进行优化。而优秀的瓦斯煤矿通风系统不仅能够有效处理矿井里瓦斯的排放问题，还能在一定条件下让瓦斯煤矿通风系统的其他功能发挥更大的空间，所以优化瓦斯的煤矿通风系统势在必行。

在矿井的通风系统里，有一种常见问题需要通风系统设计师解决，那就是串联通风的问题。相关法律法规规定，一次串联通风的地方禁止超过三处，且严厉禁止有二次串联通风的现象发生。这就需要矿井的通风系统设计师在设计通风系统的过程中要加强对矿井地形的认知，并且要对已设计好的矿井通风口进行排查，避免二次串联通风的现象发生，还要对通风系统可能会出现的安全问题进行预测和分析，并做好相应的措施去预防安全问题的发生。

当瓦斯的煤矿通风系统在一次性排出大量的气体之后，矿井内的通风系统会变的不够稳定，届时瓦斯的煤矿通风系统的通风能力也会发生改变。所以，此时工作人员需要检测矿井内的瓦斯煤矿通风系统是否有通风阻力的存在，如果检测到有通风阻力情况存在，一定要快速找到与之对应的漏风口，并用聚氨酯泡沫填缝剂或者结构胶等能够快速见效的材料去堵住漏风口[3]。

(4)加强瓦斯的煤矿通风系统安全管理工作

①要时刻监控检测瓦斯浓度。按时检修智能化瓦斯监控系统的瓦斯检测仪是否发生老化、质量是否过关、检测数据是否精准等。在采矿工人工作过程中要让智能化瓦斯监控系统时刻处于检测瓦斯浓度等各项数据的状态，以便于保障采矿工人安全工作。

②加强员工管理工作。对于瓦斯的煤矿通风系统检修人员，要检查相关人员是否具有专业资格证，并检测其是否具备相关的专业知识和技能。在检修人员进行检修工作时，应严格按照煤矿产业相关法律法规执行检修。加强检修人员的专业水平，按时举行检修人员专业训练，使检修人员的业务能力得到提升，并提醒检修人员规范工作，切忌消极怠工，偷懒摸鱼，应当认真细致地完成检测。

4.矿井通风安全系统的实践效果

本段以山西某矿山为例，通过运用VB.NET编程语言，并且采用ArcGIS引擎组件GIS和3D Max，以及3D建模工具集成各种矿井安全通风信息并建立采矿工业广场模型和矿山隧道模型。最终开发的三维GIS矿井通风安全信息系统，主界面系统如图1所示。矿山共有巷道分支104条，93个节点、4个出口和多个结构。这种系统可以方便管理并且能够更直观地管理挖掘数据，分析地下通风状态变化，还能模拟通风安全事故并输出报告，有助于改善矿井通风信息管理能力和决策水平。

图1 通风安全信息系统主界面

系统涉及的数据包括两个通风系统结构数据和气体监测数据。通风系统结构数据包括巷道和节点数据、结构数据、通风和动力单元数据。气体监测数据（包括煤气、煤尘等）通过传感器实时收集矿井和工作台的气体浓度数据，例如矿井通风机的总气压、空气到地面的体积和各项气体浓度等监测到的数据。矿井通风安全信息系统负责显示和管理收集的数据并发送控制指令到监控设备实现控制功能。

该系统具有良好的人机交互功能，还能通过组合空间数据和机体属性数据，更直观地提供双向数据以便人员操作，并实现可视化管理通风系统数据，三维空间属性查询、坐标查询、距离测量和二维三维场景切换。

（1）具备通风安全分析和矿井通风实时监控系统。通风安全分析工作主要是通过对通风安全信息模块包括通风检查和登记，防火、防止气体排放和对通风技术指标与巷道技术指标的全面排查。通风技术指标是指进风量、回风量、有效风量、矿井流速、绝对瓦斯排放量和相对气体排放量等。巷道技术指标是指进空气速度、空气中的温度、空气中的氧气、和一些气体浓度等。同时，矿井通风实施监控系统可以实时监控设备运行状态和故障时间，并向人机界面发送信息，更直观地显示给监控人员。该系统实现扩散仿真分析污染气体，预测影响范围，做出重要决策并指导矿井工作人员安全疏散。矿井通风实时监控如图2所示。

图2 矿井通风实时监控

（2）矿山安全应急决策。根据矿井安全状况分析结果，系统会进行快速的综合分析并基于专业知识来列举处置计划。车道内气体浓度变化频繁，所以它的设计边界线报警系统采用模糊理论数学，即当浓度值在一定范围内，风扇的数量和位置会有所不同，这样做的目的一是为了防止风扇抖动，二是通过减少多余风扇的打开以便延长风扇的使用寿命。当矿井事故处于不可控状态时，系统会产生灾难预防路线并指导矿工正确疏散。防灾路线规划图如图3所示。

图3 防灾路线规划

（3）模拟实践效果。模拟实践效果如表2所示。

表2 模拟实践效果数据

（4）结论。减阻项目后，仿真结果为风机处于工作点风量是202.4m3/s和气压为3321.5Pa。风量增加11.4m3/s，空气压力降低221.2Pa，二矿区风机运行点未发生变化，原因是独立的通风系统。上述分析表明，扩大一些巷道的横截面，与地下回程井相关联，挖一些新巷道，调整一些空气设施，减少一些回程井底巷道阻力，降低了总通风阻力，因此项目可靠，可以实施。

5.结束语

本文对瓦斯的煤矿通风系统进行了研究并分析其必要性，还对瓦斯的煤矿通风系统的运行过程中可能遇到的问题进行研讨和总结，最后针对问题提出了防范举措并列举出矿井通风安全信息系统应用程序的实践效果以供参考，希望煤矿的相关工作人员能够通过阅读本文，对煤矿的通风安全问题有些许的帮助。