煤矿矿井污水

煤矿矿井污水（共7篇）

煤矿矿井污水 篇1

水资源污染问题是一个全球性的问题, 也是目前比较棘手和亟待解决的问题。在煤矿的开采中, 煤矿矿井污水的排放也给水资源和自然环境带来了众多隐患。因而, 如何有效处理煤矿矿井污水就成为了一个较为重要的课题。本文就煤矿矿井污水污染的特点提出了相应的处理措施, 以供参考。

1 煤矿矿井污水污染成分的特点

1.1 酸碱污染

煤矿废水的酸碱度与矿物成分、含量、矿床埋藏条件、涌水条件、采矿方法等因素有关。酸、碱污染不仅改变水体的p H值, 而且还会增加水的硬度, 并通过与水体中的矿物相互作用产生某些盐类, 改变水的渗透压, 抑制微生物的生长, 妨碍水体的自净, 破坏土壤结构, 腐蚀构筑物及机械设备。采煤废水主要为酸性废水。

1.2 悬浮物污染

相较地表水而言, 煤矿矿井污水中含有较高的悬浮物, 这些悬浮物的粒度较小, 沉降的速度同悬浮物的质量成正比, 在水中沉降的速度比较慢, 沉降时间比较长, 且稳定性强, 带有一定的胶粘性, 处理难度较大。

1.3 金属离子污染

采煤废水属于地下涌出水, 通常含有高浓度的二价铁、锰金属离子, 除此之外, 还含有大量的铅、铬、镉等重金属化合物, 这些物质不仅能够对生产设备产生腐蚀, 进入环境中, 通过富集作用和生物链传导, 还会对生物产生巨大的毒害作用。

1.4 油类及有机污染物

油类污染物是矿山废水中较为普遍的污染物。水面油膜的存在, 不仅产生视觉污染, 而且油膜厚度在10-3mm以上时, 会阻碍水面的复氧过程, 阻碍水分蒸发和大气与水体间的物质交换, 改变水面的理化性质, 有机污染物主要来自于尾矿废水中的有机质, 它们对水生生态环境极为有害, 抑制其他水生物的生长繁殖。

2 煤矿矿井污水污染的处理技术

由于煤矿矿井污水污染成分复杂多变, 即使是同一矿井, 废水性质也会因所采煤层的不同而不同, 甚至是差别很大。这给煤矿废水治理技术的选用带来很大的困难。下面作者就各类污染物所采取的处理技术进行针对性论述。

2.1 酸性废水

目前, 酸性矿井水的处理方法很多, 一般采用向水中投加碱性物质进行中和。国内主要以石灰或石灰石作为中和剂。

2.2 悬浮物污染的处理

悬浮物污染的处理主要采取絮凝沉淀, 悬浮物的胶体在和分散颗粒在混凝剂的作用下, 分子力会产生相互作用, 从而生成絮状物, 并且在沉降过程中相互碰撞并且凝聚, 并且随着质量和尺寸的不断变大, 沉降的速度会不断变大。絮凝沉淀的原理主要是有机阴离子和无极絮凝剂在水溶液中会产生压缩双电层, 从而使污水中的悬浮颗粒物失去其稳定性, 引起胶粒物凝聚, 从而使微利逐渐增大形成絮凝体, 当絮凝体增大到一定体积后会在重力作用沉淀, 从而污水中的大量悬浮物得到有效清除。

絮凝沉淀技术的使用要借助絮凝沉淀剂和助凝剂, 其中主要的絮凝沉淀剂包括硫酸亚铁、聚合氯化铝、碱式氯化铝、三氯化铁等。硫酸亚铁作为絮凝剂具有以下优势:沉降速度较快, 污泥体积较小而且密实, 能够有效进行除色, 而且有利于生物的生长;聚合氯化铝具有絮凝体成型快、过滤性好, 实用的PH只比较宽, 能够出去污水中的放射性物质和重金属;碱式氯化铝主要适用于酸性水, 脱色效果比较好;三氯化铁水解速度比较快, 受温度影响比较小, 而且能够脱臭、脱色、除油、杀菌等。在煤矿矿井污水处理中主要采用硫酸亚铁作为絮凝沉淀剂, 处理效果较好。

2.3 金属离子的处理

金属离子的处理主要采取吸附、离子交换、膜处理技术等。其中反渗透技术是一种较为先进的膜处理技术, 主要以压力为驱动力, 是在上个世纪六十年代从海水淡化技术发展而来, 这项技术具有投资小、占地规模小、操作简便、组件化、无相变等优点, 而且能耗也比较低, 因此在各工矿企业污水资源化等领域具有广泛的应用, 它能够将污水中的铜、汞、铅、镍、砷、锌、镉等进行有效脱除, 其中脱除率能够达到90%-99%。

2.4 油类及有机污染物的处理

油类的去除主要采用是气浮工艺, 也称浮选法, 其原理是设法使水中产生大量的微气泡, 以形成水、气及被去除物质的三相混合体, 在界面张力、气泡上升浮力和静水压力差等多种力的共同作用下, 促进微细气泡粘附在被去除的微小油滴上后, 因粘合体密度小于水而上浮到水面, 从而使水中油粒被分离去除。

3 结语

每个煤矿企业都有责任和义务维护煤矿及周边的生态环境, 使其免受污水的破坏, 煤矿企业不能够在发展经济的同时不顾及生态环境的保护, 给人们留下巨大的隐患。而且煤矿矿井污水的污染成分复杂多变, 水质水量的变化也比较大, 不同煤层水的水质各不相同, 有时会差异很大, 给污水处理造成了很大困难。因而必须加强对煤矿矿井污水处理设施的建设, 合理运用各类污水处理技术, 并且加强污水污染的预防, 才能有效保护生态环境和水资源。

参考文献

[1]孙其美, 王传团.矿井污水处理与应用技术研究[J].山东煤炭科技, 2012 (28) .

[2]李秀全.西曲矿井下污水处理改造[J].山西建筑, 2012 (21) .

[3]魏秀峰.浅谈矿井污水对环境的影响及处理利用[J].河北煤炭, 2011 (39) .

[4]张涛, 张勇.矿井水污染防治及处理措施[J].才智, 2012 (13) .

[5]朱秀梅.浅议矿井水污染对环境的危害及资源化[J].化工时刊, 2012 (11) .

如何防治煤矿矿井水害 篇2

应政策和环境形势的要求,中国近年来的工业生产的主要趋势是形成一种生产发展、生态良好的文明发展道路。但由于中国能源资源的现状,能源结构的改变受到很大程度的制约。因此,煤炭在中国能源生产与居民消费中占较大比重的情况短期内仍会继续,煤炭仍会在较长时间内占据中国第一能源的地位[1]。鉴于煤炭在中国能源结构中的重要地位,煤矿的安全生产问题是极为重要的。然而煤矿内矿井水在生产过程中被污染、可利用的水资源日趋减少以及煤矿突水问题等因素却长期制约着煤矿安全生产,对国家的经济发展及人民的财产与生命造成较大威胁,对环境持续产生不良影响。在此情况下,我们应针对煤矿突水问题进行研究并找到针对性的防治措施,从而合理地处理矿井污水,解决矿区的环境问题,保证生产的持续性发展。

1 相关资料

矿井水害,即为一种使矿井部分或全部被淹没,或对矿区生产与生活安全造成威胁的,或因排水增加煤生产成本的矿井水。目前中国发生的矿井水害事故主要分为如下几类:地表水体水害、冲击层水水害、砂岩类含水层水害以及灰岩类岩溶水水害。其中灰岩类岩溶水水害占90%以上的比例,其余类型的水害所占比例均在5%以下。矿井水害发生后,不仅对中国的经济造成数以亿计的损失,对周围的环境产生难以恢复的伤害,更是会使矿井内的众多工作人员无辜丧生。因此,矿井水害的防治是矿区安全工作的重中之重,具有极大的意义。

矿区水害防治技术则是一种为降低矿井水害发生几率、减轻水害危害程度,从而保障矿区安全生产与煤矿工人生命安全的预防与治理技术。矿井水害防治的原则为预防为主,防治结合。即要求矿区生产时做到持续监测、不放过任何疑点、先勘察再挖掘以及先治理后开采。但由于各个矿区的具体地理环境的差异,矿区水害防治仍需根据具体情况进行具体分析。在中国现有的科技条件下,能够进行的水害防治主要有:矿井水文地质预先探测、井下探放水、设置防水煤柱及疏水降低压力等。本文将对各种水害防治方法进行分析与比对,以便找出最合适的防治方法。

2 方法

2.1 矿井水害如何预防

可采取的预防措施主要有:

a)建立矿区前预先探测该区域的水资源环境,如地下水情况、充水条件以及地址环境等;

b)在矿区初期建设时确保建立了完善的水文管理系统,能够在灾害发生时较好地控制灾情;

c)不断改善矿区的防水与排水系统;

d)通过科学技术的进步来改进开采方法,从而减少对周围环境的破坏;

e)恰当地设置防水煤柱,减少灾害发生几率;

f)各区开采时需有时间间隔,同时设置防水闸门。

2.2 矿区水害如何治理

a)实行底板隔水层降压开采的方法。隔水层厚度达到标准的矿区可以在开采前只进行基础的超前降压工程。超前降压工程利用底板放水的方式来减轻压力,在采煤工作即将到达区域的防水钻空打开,工作面已经过的防水钻孔关闭,从而放水减压;

b)恰当地利用注浆工艺,主要应用于堵截水与加固改造底板2个方面。注浆工艺主要应用在隔水底板的厚度低于临界厚度值的情况。技术人员在注浆前应先探测出下伏含水层顶部的地质情况,如熔岩与裂隙的分布方位等。在前期工作准备充足后,应选择针对该种情况最合适的注浆工艺,形成替代性的隔水层,从而人工增加防水层的厚度,以此降低水压。当面对断层数量较多,裂隙较为发育的碎裂性底板,则必须在注浆前进行超前探测水的工作,从而封闭导水裂隙,增强底板岩层的强度,降低水压。在掘进与回采的过程中有时也会发生个别断层或陷落柱突水等特殊情况,这时可根据具体的周围情况采取适当的局部注浆工艺来进行堵水,保证开采工作的安全有效进行;

c)运用疏水降压工程,即对可能对安全开采工作造成危害的充水含水层进行疏排放,使其水位降低至生产工作要求的范围之内。疏水降压的具体措施主要包括疏水巷道、抽水钻孔与疏水钻孔等。此类工程需在人为控制的前提下运用专业的排水设备来保证合理排放,多数应用于充水含水层的动态补给水量较低的情况:当地板隔水层厚度低于临界值时,若下伏含水层的规模较小,补给水量不够时,可采取疏水降压的方法,从而加大矿井的排水能力,在根源上避免水害的发生。当地板隔水层厚度小,但下伏含水层水量充足且地下水分布广发时,可在封闭的含水层段进行疏水降压,在未封闭的含水层段先运用注浆工艺进行缺口的封堵,再进一步实行疏水降压。通过注浆工艺与疏水降压两种办法的结合,在含水层上方建立降落漏斗,再通过抽水井降低初始水位,既有效的防治了水害,又不必花费巨大的代价全部进行疏水工程,值得各个矿区进行学习和利用。

2.3 加强矿井污水处理和利用

煤矿生产过程中势必要排出大量的矿井水,这些矿井水若不加以合理的利用与处理,排出后不仅浪费了水资源,还会对矿区周围的环境造成污染[2]。大部分的矿井水中都含有各类有危害性的悬浮物,呈现高矿化度、酸性,有些甚至还含有重金属离子、F或放射性物质等,成份极为复杂。矿井水若未经处理就排放到地面上,会对地表土壤及植被产生污染,影响周围居民的正常生活。因此,合理利用矿井水,避免对环境产生难以逆转的伤害是十分必要的。

a)含悬浮物的矿井水处理方法:含悬浮物的矿井水主要含有煤粉、岩粉与岩粒等,水质比较简单,对环境的危害程度不大[3]。国内目前对此类矿井污水的处理方法是:将矿井水从井下水仓抽出地面进入初沉池,然后在调节池中加入药剂进行处理,经过浓缩池、沉淀池、过滤池后,再经消毒处理即可作为生活(如洗澡)、绿化用水使用,或达标外排;

b)高矿化度矿井水处理方法:含盐量高于1 000mg/L的矿井污水即为高矿化度矿井水。高矿化度矿井水如果不经过处理就直接排放,会给生态环境带来一定的危害。主要表现为河流水含盐量上升、浅层地下水位抬高、土壤滋生盐碱化、不耐盐碱类林木种势削弱、农作物减产等。对此类矿井水的处理方法除按上述处理方法处理外,还需进行脱盐处理工艺。脱盐可采取膜分离法进行脱盐,主要包括电渗析与反渗透两种技术;

c)酸性矿井水处理方法:酸性矿井水会对煤矿排水设备、轨道或其它机电设备造成腐蚀,破坏煤矿设备;若将酸性矿井水排至地面,则会造成水体污染、土壤板结与农作物枯死等不良后果。目前广泛应用的酸性矿井水处理方法主要为中和法。例如石灰石-石灰中和法联合处理酸性矿井水,将酸性矿井水注入滚筒后加入石灰石,然后在反应池中加入石灰,再经过混凝剂投配槽注入沉淀池,最后经沉淀池排放出去,此时的矿井水就已不再为酸性;

d)含重金属矿井水处理方法:含重金属矿井水即为矿井水中的Hg、As、Pb、Cr等元素的含量超过中国生活饮用卫生标准的矿井水。此类矿井水若未经处理时排出,会在周围环境或人体中沉积,严重影响周围的作物,对环境造成极大伤害。对此类矿井水的处理主要为转移重金属存在的位置、改变其物理或化学形态,从而降低含重金属矿井水的危害。中国目前的技术水平仍有很大局限,因此国内进行含重金属矿井水处理的实例并不多见。国际上目前采取的方法为沉降法与分离法,将含重金属的废水在中和槽中加入氮气与碳酸钙进行反应,然后注入贮水罐,再由贮水罐流入硫化床反应器,在反应器内加入营养物质与氮气,排出硫化氢后将矿井水注入混凝混合器,经混凝混合器处理后即可排出已无害的矿井水。但沉淀污泥与浓缩产物剩下的处理物仍需进行处理后才可排放,以免产生二次污染,危害周围环境;

e)含放射性污染物矿井水处理方法:中国矿井污水放射性超标的成份主要为A粒子,同时含有少量的B粒子与C射线。放射性射线会对人体组织产生极大损害,人体内若大量蓄积放射性射线,轻者会产生畸形、突变或发生癌症,重者则会直接死亡。因此对含放射性污染物矿井水的处理必须十分谨慎。目前广泛利用的方法主要为化学沉淀法、离子交换法与蒸发法。化学沉淀法一般用于低放与中放废水的处理;蒸发法虽然耗能多,但可开发应用煤矸石和低热值煤做供热原料,对现有资源进行充分的利用,因此在矿区得到较多应用。离子蒸发法的操作也较为简单,将含放射性污染物的矿井水注入反应池,加入石灰和聚合氯化铝进行反应,在沉淀池进行沉淀后即可排出;

f)高氟矿井水处理方法:含氟量超过中国生活饮用卫生标准1 mg/L的矿井水即为高氟矿井水。高氟矿井水常含有废机油、乳化油等有机物污染物,含有的总离子含量比一般地表水高得多,而且很大一部分是SO42-且p H值特别低,常伴有大量的Fe2+,对周围的水资源影响较大。目前主要的处理方法为沉淀法和吸附法。含氟水量较小时可采取吸附剂吸附的方法,在含氟水量较大时,则可使用沉淀法,通过加钙盐,同时使用镁盐与磷酸盐使含氟成份形成沉淀而除去。有些矿区将高氟水沉淀后调节酸度,在电解槽内除氟,然后进行净化与消毒,可将高氟水变为饮用水,在避免了环境污染的同时还有利于经济的可持续发展。

3 结语

通过以上对矿区水害的简要阐释,矿井水对环境可能造成的潜在威胁,以及对矿区水害的主要预防措施与治理方法进行的说明,我们可以清醒的认识到,矿井水常会对煤矿生产的影响较大,矿井水过多会威胁煤矿安全,矿井水匮乏则不利于煤矿生产的发展。煤矿生产过程中进行的开采活动会上对水资源产生破坏,进一步导致矿区的各类水资源问题,如水资源污染与水害等。因此,在对矿井水害及矿井水进行处理时,必须重视对环境的影响,尽最大可能地在减轻灾害的同时保护环境,达到经济与环境和谐发展。

然而在煤矿生产过程中,不可避免地会对矿井水进行注浆与人工疏降等措施,这些措施是严重违背自然规律的,长此以往地进行这些措施必然会造成矿区含水层水位下降,矿区水量减少的后果,矿区水资源将在长期内无法得到回复。矿区内的地下水与地表水也会因开采工作受到一定影响,造成周围环境与生态的改变。

我们应在煤矿生产时,在保证安全的前提下,最大可能地使用保水承压开采,从而避开水量较大的含水层,最大程度上减少对周围环境与生态的影响。由于中国的科学技术仍处在快速发展的阶段,对矿井污水的处理技术还不够成熟,采取的方法还不够完善,因此必然会排出对周围环境造成一定污染的矿井水。各矿区应在安全开采的同时进行科学与合理的治理,积极进行矿区污水治理利用的研究工作,鼓励工作人员着眼于合理供排。只有使煤矿生产与矿区水资源的关系变得更加和谐,才能科学地发展煤矿产业,促进生产发展、生态良好的文明发展道路早日形成,建设资源节约型,环境友好型社会,适应现代化社会的发展趋势。

参考文献

[1]杨宝金.如何做好矿井防治水工作[J].煤炭技术,2008(10):77-78.

[2]张健春.浅谈煤矿防治水工作与安全生产关系[J].电子制作,2013(04):175.

煤矿矿井数学模型的研究 篇3

目前我国能源需求快速增长, 直接推动了我国煤炭资源的大规模挖掘且已占我国能源消费的75%[1], 然而煤开采过程中由于瓦斯以及煤尘等浓度超标所致的瓦斯爆炸事故时有发生, 2009年山西西山煤电屯兰煤瓦斯爆炸78人死[2], 严重威胁到相关人员的生命财产安全。据统计中国百万吨死亡率是美国的60倍, 南非的30倍, 且加拿大、德国、英国、挪威等国已经实现了“煤矿开采零死亡”, 我国矿工死亡率很高, 矿难人数占全球80%[3]。因此建立完善的煤矿瓦斯, 煤尘浓度的预测和控制模型就变得迫在眉睫。本文就是在此背景下提出了通过控制通风量来达到控制煤矿瓦斯以及煤尘浓度的方法, 初步起到控制矿井安全生产的目的。

1高低瓦斯煤矿矿井的判定

判断高瓦斯煤矿还是低瓦斯煤矿, 要计算出所研究煤矿的相对瓦斯涌出量Wijk和绝对瓦斯涌出量Qijk的值, 再与《煤矿安全生产规则》中所规定的标准比较就能确定。在此为了把问题模型化, 便于研究, 选取了6个监测点:采煤面I, 采煤面Ⅱ, 掘进工作面, 回风巷Ⅰ, 回风巷Ⅱ, 总回风巷。分别编号为k (k=1, 2, …, 6) ;再把早、中、晚班编号为j=1, 2, 3, 即一日三班制。

1.1 计算绝对瓦斯涌出量Qijk

求某个监测点的绝对瓦斯涌出量, 可以通过计算单位时间内通过监测点横截面的气体体积, 再用这个体积乘以该气体在该监测点的瓦斯浓度即Cijk。就能够得到该监测点单位时间内产生的瓦斯体积, 即是下面公式计算:

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然后根据表1就可以求出Qijk的值。

第k个监测点n天的平均绝对瓦斯涌出量计算公式:

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式中:n为天数。由式 (1) , 式 (2) 可得出第k=6个监测点这一个月的平均绝对瓦斯涌 (n=30) 求得undefined最大的绝对瓦斯涌出量为:

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求得Qkmax=10.975。

1.2 相对瓦斯涌出量Wijk的计算

根据定义, 第i天第k个监测点的相对瓦斯涌出量可以用下面表达式表示:

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全月在第k个监测点平均相对瓦斯涌出量:

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由式 (5) 求得undefined。

该月在k=6个监测点最大相对瓦斯涌出量解得W6max=25.399。

同理求采煤工作面的瓦斯涌, 整理如表2所示。

根据《煤矿安全生产规则》中高、低瓦斯煤矿的判断依据可知所给煤矿是高瓦斯煤矿还是低瓦斯煤矿。可得出结论, 该矿井相对瓦斯涌出量大于10 m3/t, 属于高瓦斯矿井。

2判断煤矿矿井的不安全程度

2.1 回归分析

回归分析和曲线拟合都是要根据所得的观测数据找到一个目标函数f (x) , 这个函数能够描述两个或两个以上的变量之间的关系。回归分析试图寻找变量之间的线性关系, 而曲线拟合不受此限制。

线性回归分析约束目标函数f (x) 为几个简单的已知函数的线性组合, 即:

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将表2的数据 (x, y) 代入式 (6) 得:

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通过最小二乘拟合得到参数a, a=F/y, 从而得到undefined。

2.2 模型参数求解

煤矿矿井的爆炸有2种可能原因引起即煤尘爆炸和瓦斯爆炸, 所以分别分析两者的爆炸可能性。

(1) 瓦斯煤尘之间关系。

对表2的数据中瓦斯与煤尘爆炸下限浓度做 (x, y) 点图, 如图1所示。

令函数表达式:y=f (x) , 通过图1不难看出煤尘爆炸的下限浓度与瓦斯浓度之间的近视关系, 可假设形式为:

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用表2的数据, 拟合得出瓦斯浓度x (也即是Cijk) 与煤尘爆炸下限浓度y的函数关系以及各个参数值得出函数, 即式 (9) :

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拟合前后函数关系如图2所示。

(2) 瓦斯爆炸的可能性。

通过查阅《煤矿安全规程》, 可知当瓦斯气体浓度达到报警浓度 (≥1.0%) 时就有发生煤矿爆炸的可能性。下面通过计算来检验瓦斯是否有危险性, 通过观测数据均落在0

就是几何概率问题[4,5]。求出这2部分面积之比, 由式 (9) 得:

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其中S阴影=2.565 6, S全=39.808 3瓦斯发生爆炸的不安全程度即约为0.064 4, 所以, 该煤矿的不安全程度 (煤尘的爆炸性不存在) 为6.44%。

3煤矿矿井最优通风模型的研究[6,7,8,9,10]

3.1 问题的分析

由于煤矿生产的远离地面下进行, 空气流通极为不便, 空气质量差严重影响矿井工作人员的身体健康, 并且大量瓦斯等有害气体不断涌出, 必然引起瓦斯含量不断增大而带来爆炸风险, 为了保障矿井安全生产, 需要保证井下每天有一定的通风量。井下流动的风一方面能保证工人对新鲜空气的需求;另一方面也可以稀释在采煤过程中产生的有害气体和粉尘。当然风量并不是越大越好, 过大的风量会吹起散落在巷道内的煤尘, 容易引发瓦斯粉尘爆炸, 因此从安全角度考虑, 在满足上述要求的同时, 如何使得风量的值最小是必须解决的问题。

3.2 煤尘量与风速关系

由煤尘量与风速的散点图可发现图像的走势大致符合线性函数, 即风速越大空气中的煤尘浓度越大, 这符合一般的规律, 而图中大量的散点图也表明影响煤尘的因素不只有风速, 还受到诸如产量, 开采工艺和地质条件等因素的影响, 在此暂时只考虑风速对煤尘量的影响, 拟合后的图像见图4, 图5。

3.3 采煤工作面需风量的计算

采煤工作面也就是监测点1, 2通过查阅《煤矿安全规程》, 采煤工作面的风量应该考虑下列因素分别计算, 取其最大值。

(1) 按照瓦斯涌出量 (单位:m3/min) 计算:

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式中:Xi为第i个采煤工作面所需风量;undefined为第i个采煤工作面平均瓦斯绝对涌出量;ki为第i个采煤工作面瓦斯涌出的不均匀系数, 通常取ki=1.2～1.6。

(2) 按风速进行验算。按最低风速验算各个采煤工作面的最小风量:Xi≥60×0.25×Si按最高风速验算各个采煤工作面的最大风量:Xi≤60×4×Si

3.4 掘进工作面需风量的计算

根据《煤矿安全规程》可知煤巷掘进工作面的风量, 应按下列因素分别计算, 取其最大值。

(1) 按瓦斯涌出量 (单位:m3/min) 计算:

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式中:Xi为第i个掘进工作面的需风量;undefined为第i个掘进工作面的平均绝对瓦斯涌出量;ki为第i个掘进工作面的瓦斯涌出不均匀系数, 一般可取1.5～2.0。

(2) 按风速进行验算。按最小风速验算掘进工作面最小风量, Xi≥60×0.15×Si;各个煤巷掘进工作面的最大风量, Xi≤60×4×Si;按最高风速验算掘进面的风量, Xi≥60×0.25×Si。

(3) 按局部通风机所在的巷道至少需要15%的新鲜风才能保障工人对新鲜空气的需求以及巷道中风的正常流动, 起到降低瓦斯气体浓度以及避免乏风逆流现象。即X局<0.85X3。

(4) 流动风速影响煤尘浓度, 风速越大吹起的煤尘越多必然导致空气中煤尘浓度增加, 从而导致煤尘爆炸风险增大, 所以煤尘的浓度要小于煤尘爆炸的下限浓度。设煤尘浓度与风速的函数关系为y=f (x3) , 而煤尘下限浓度与瓦斯浓度关系见式 (9) 即需要满足f (X3) ≤f煤 (X3) 。

3.5 瓦斯涌不均匀系数的估算

瓦斯涌出量有2种表示方法:相对瓦斯涌出量, 绝对瓦斯涌出量。

在正常生产过程中, 矿井绝对瓦斯涌出量受各种因素的影响其数值是经常变化的, 但在一段时间内只在1个平均值上下波动, 峰值与平均值的比值称为瓦斯涌出不均系数。矿井瓦斯涌出不均系数表示为:

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式中:ki为第i个观测点瓦斯涌出不均系数;分别计算采煤工作面, 掘进工作面, 回风巷和总回风巷的瓦斯涌出不均系数 (见表1) 在此取每个观测点90个数据的均值, 求出各监测点了各监测点的瓦斯不均匀系数ki。

3.6 模型的建立及求解

在此要求出煤矿矿井所需的最佳通风量就是要求出在满足煤矿系统正常通风状态的情况下, 尽可能使系统所需总风量小, 也就是要采煤工作面Ⅰ, 采煤工作面Ⅱ, 掘进工作面和局部通风机风量之和最小。因此根据《煤矿安全规程》第101条建立相关的优化模型[9], 建立有约束的线性规划模型求解此问题。

(1) 目标函数及等式关系, 各个观测点风量总和最小符号表示:

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整理前面分析以及《煤矿安全规程》的要求, 存在的等式关系undefined。

(2) 约束条件。

采煤工作面允许的风速在0.25～4之间, 掘进工作面允许的风速在0.15～4之间, 按最高风速0.25验算, 其他通风人行巷道速度不小于0.15, 回风巷Ⅰ中的风量大于采煤工作面Ⅰ处的风量, 回风巷Ⅱ中的风量大于采煤工作面Ⅱ处的风量, 主要回风巷允许风速不大于8, 各处瓦斯浓度小于1%, 局部通风机需要至少需要有15%新鲜风, 局部通风机额定风量为150～400 m3/min之间, 各处煤尘浓度小于此处瓦斯浓度对应的煤尘浓度下限。

(3) 模型求解[6,10]。

由表3, 表4条件并通过Matlab求解, 采煤工作面Ⅰ所需风量为425.040 0 m3/min, 采煤工作面Ⅱ所需风量为554.211 8 m3/min, 掘进工作面所需风量为174.364 2 m3/min, 局部通风机提供风量为150 m3/min, 考虑风量对煤尘浓度的影响, 通过煤尘浓度与风速关系模型可求得对应的煤尘浓度, 见表4。

由表4可看出煤尘的浓度均小于15 g/m3的要求, 说明所求的对应点的风量满足煤尘浓度要求, 结合前面分析模型Ⅲ是一个多约束条件的最优化问题模型, 最终求得总需求的风量Xmin=1 305.7 m3/min。

4结语

煤矿矿井高低瓦斯的判定不仅选择了总回风巷作为研究对象得出高瓦斯矿井的结论, 还选择采煤工作面作为研究对象得出相同的结论增强了可信度。判断煤矿矿井的不安全程度时认为只要达到瓦斯浓度下限就发生爆炸, 无形中增加了事故发生的可能性。通风量模型的研究按经验公式求出采煤工作面和掘进工作面, 这样处理相对简单, 在此认为漏风量很小而对其忽略也过于理想化, 但在一般的小型煤矿中是完全可以接受的。现阶段主要是进行静态模型的研究, 下一步将对其动态模型进行研究以便能动态的反应客观实际。

参考文献

[1]张雷.矿产资源开发与国家工业化[M].北京:商务印书馆, 2004.

[2]煤炭科学研究总院北京开采研究所.地下开采现代技术理论与实践新进展[M].北京:煤炭工业出版社, 2007.

[3]范维唐, 卢鉴章, 申宝宏.煤矿灾害防治的技术与对策[M].北京:中国矿业大学出版社, 2007.

[4]程依明.概率论与数理统计教程[M].北京:高等教育出版社, 2004.

[5]王沫然.Matlab与科学计算[M].北京:电子工业出版社, 2005.

[6]中国煤炭工业部.MT/T634-1996煤矿矿井风量的计算方法[S].北京:中国煤炭工业部, 1997.

[7]U.S.Depart ment of Energy.Nuclear explosive safety ev-aluation process[J].Doe Standard, 2003 (12) :243-247.

[8]姜启源, 谢金星, 叶俊.数学模型[M].3版.北京:高等教育出版社, 2003.

[9]赵静, 但琦.数学建模与数学实验[M].北京:高等教育出版社, 2000.

保德煤矿矿井水害防治技术浅析 篇4

关键词：水害隐患,煤矿,防治技术,探放水

1 概况

神东煤炭集团保德煤矿属天桥岩溶水系统, 为补给、径流和排泄完整的全排型水文地质单元, 单元面积约13 921.5 km2。灰岩地下水的补给来源以奥陶系灰岩大面积裸露及半裸露区接受大气降水为主, 同时还接受上覆第四、三系松散孔隙含水层、石炭二叠系裂隙含水层及地表水的入渗补给。该区岩溶水的运移属于渗入-径流-排泄型循环, 即水量基本上不消耗蒸发, 径流排泄可看做唯一的排泄方式, 各种水量的关系为:补给量=径流量=排泄量。区内地下水由北东、东和南部向天桥泉群方向径流。8#煤底标高在905～520 m之间, 大部地区8#煤底板低于奥灰水水头。采掘位置8#煤底板所承受的奥灰水压为0～3.2 MPa, 突水系数为0～0.038 MPa/m, 均小于无导水构造时的临界突水系数0.06 MPa/m, 整个采掘范围正常情况下不具有突水威胁[1], 但采掘过程中揭露了大型导水构造时仍可发生突水事故。随着开采深度的加深, 保德煤矿矿井用水量大幅增加, 特别是深部区“带压”开采带, “奥灰水”问题已经成为制约保德煤矿安全生产的主要因素。

2 矿井水害情况分析及带压开采评价

2.1 水文地质类型划分

根据地质报告、生产实际揭露、《煤矿防治水规定》的要求及神东地测公司对保德煤矿水文地质类型划分组织审定, 保德煤矿矿井水文地质类型划分为“中等”[2]。

2.2 矿井突水危险性评价

(1) 奥灰水与8#煤层厚度关系。8#煤距离奥灰岩顶面平均厚为110 m, 最薄厚为91.87 m。

(2) 目前开采的带压情况。保德煤矿奥灰水头水位+839 m, 目前两个综采面中81304综放面、81502综采面煤层底板标高最低均为+770 m, 在奥灰水压上;三盘区掘锚二、五队掘进标高最低为+660 m, 在奥灰水位下159 m (1.56 MPa) ;五盘区目前掘进标高最低为五盘区大巷最深点标高+542 m, 在奥灰水位下297 m (2.91 MPa) 。

(3) 突水危险性范围划分。根据《煤矿防治水规定》, 用突水系数法将矿区突水安全性进行分区, 临界突水系数确定为0.06 MPa/m。突水系数小于0.06 MPa/m为非危险区, 突水系数大于0.06 MPa/m为危险区[3,4]。

2002年10月由煤炭科学总院西安研究院所做的《山西保德县孙家沟煤矿水文地质勘探综合成果报告》, 结合保德煤矿实际, 综合考虑底板岩石物理、力学性质指标、导水裂隙和构造等的影响因素, 将矿井突水安全性非危险区又划分为安全区 (突水系数小于0.04 MPa/m) 和过渡区 (突水系数介于0.04～0.06 MPa/m之间) 。根据8#煤层采掘规划及目前已延伸到位巷道实测, 最大采掘深度为+540 m, 水头高度约300 m。通过计算, 8#煤底板承受的水压在0～2.94 MPa之间, 最大水压为2.94 MPa。

3 保德煤矿防治水工作对策

我国在奥灰水害防治方面已有了比较成熟的技术和措施, 如疏水降压、注浆堵水、突水预测和探放水等[5,6,7,8]。应用成熟的堵水截流新技术, 是煤矿防治水工作的发展方向, 可以减小矿井涌水量、提高矿井安全系数和生产效益、减小疏排水对地面环境的影响。

堵水截流是我国矿井防治水害的重要方法, 在静水与动水条件下注浆封堵突水点、矿区外围注浆帷幕截流等都有比较成熟的方法和经验[9,10,11,12], 在多种不同水文地质条件下的灰岩地层中成功地建造了大型堵水截流帷幕, 取得了良好的堵水效果。为此对提出了掘进面“先掘后探”、五盘安装防水闸门及建立井下强排系统等“探、防、排”综合技术措施。

3.1 掘进工作面“先探后掘”

为了预防在掘进过程中遇断层、陷落柱等地质构造带, 造成奥灰水上涌形成水害, 危及矿井安全生产, 保德煤矿掘锚队在掘进巷道前严格执行先探水后掘进规定, 具体内容如下: (1) 单巷掘进, 巷道里每230 m掘进一个钻场进行探放水, 每个钻场布置3个钻孔, 扇形布置, 一个沿煤层掘进方向, 另两个向掘进底板方向及巷道两侧方向并保证终孔位置距煤层底板不小于20 m, 距帮不小于20 m, 钻孔长300 m, 下组钻孔施工与巷道掘进作业同时进行, 并保证下组钻孔施工完毕后, 前组钻孔综孔超前掘进头不小于20 m, 即钻孔超前距不小于20 m, 单巷掘进时探水施工平面图如图1所示。 (2) 双巷延伸时, 探放水钻场布置超前巷道里, 每隔250 m布置一个钻场对两条巷道进行探放水, 每个钻场布置四个钻孔, 扇形布置, 一个沿煤层掘进方向, 另两个向掘进底板方向及巷道两侧方向并保证终孔位置距煤层底板不小于20 m, 距帮不小于20 m, 钻孔长300 m, 下组钻孔施工与巷道掘进作业同时进行, 并保证下组钻孔施工完毕后, 前组钻孔综孔超前掘进头不小于20 m, 即钻孔超前距不小于20 m, 双巷掘进时探水施工平面图如图2所示。

每个探放水钻孔施工前都必须预先用直径133 mm钻头扩孔, 预先安装直径108 mm管止水套管, 止水套管长度根据《煤矿防治水规定》第九十八条 (二) 沿岩层探放含水层、断层和陷落柱等含水体时, 按表1确定探水钻孔超前距离和止水套管长度。

止水套管采用马丽散固结, 使套管和煤体成为一体, 套管下放凝固30 min后, 进行扫孔, 然后进行压水耐压试验, 试验压力必须大于预计水头压力, 稳压时间不小于30 min, 孔口周围不漏水, 孔口关牢固不活动, 即为合格, 否则, 重新固结, 重新做耐压试验, 直到合格后, 方可进行钻孔。钻孔开孔孔径为153 mm, 孔深13 m, 下DN10套管, 使用马丽散固结孔口管, 如图3所示。

施工探水钻孔时, 钻进和退钻应采用反压和有防喷装置的方法进行钻进和控制钻杆, 如图4所示。

3.2 安设五盘区防水闸门

二盘区未采区域与五盘区共用五盘区大巷, 受承压水威胁最大, 故选择先在五盘区大巷施工防水闸门。保德煤矿五盘区防水闸门安设在四条大巷内200～300 m之间, 共需要安设防水闸门4套, 能承受水压3.0 MPa, 断面要求宽×高=4 m×3.2 m。其中五盘区辅运大巷安设一套防水闸门, 需要保证辅助运输车辆正常通行;五盘区一、二号回风大巷分别安设一套防水闸门, 需要保证正常的回风断面;五盘区胶运大巷安设一套防水闸门, 需要保证胶带运输机胶带的正常运行。

3.3 建立井下强排系统

目前保德矿井总排水系统完全满足全矿最大涌水量时的排水需求, 但考虑到保德煤矿8#煤层标高处于奥灰水水位以下, 在发生重大突水灾变的情况下, 为了给井下作业人员逃生及抢险救灾争取时间, 设计在保德煤矿五盘区集中巷尾部较低处 (也是矿井开采区域内最低的位置) 设置潜排电泵排水系统, 总排水能力为2 200 m3/h。

4 结论

保德煤矿主要水害隐患为奥灰水、老空积水和地表水3种类型, 通过收集矿井水文地质原始基础资料, 分析研究, 查明存在的水害隐患, 制定有针对性的掘进面“先掘后探”、五盘安装防水闸门及建立井下强排系统等“探、防、排”综合技术措施, 能有效防止矿井水害事故的发生。为矿井后续开采煤层及其他邻近矿井防治水工作提供了一定的参考。

参考文献

[1]淮南煤炭学院.矿井地质及矿井水文地质[M].北京:煤炭工业出版社, 1985

[2]国家安全生产监察局, 国家煤矿安全监察局.煤矿防治水规定[M].北京:煤炭工业出版社, 2009

[3]范福生.中小煤矿防治水工作[J].河北煤炭, 1999 (4) :5-8

[4]张敦伍, 杨靖.新集三矿1煤底板灰岩放水试验[J].能源技术与管理, 2009 (6) :56-58

[5]刘生优.骆驼山煤矿16煤大巷奥灰突水封堵工程设计[J].煤炭工程, 2011 (10) :37-42

[6]白海波, 茅献彪, 吴宇, 等.高压奥灰水大型逆断层下盘煤层安全开采研究[J].岩石力学与工程学报, 2009, 28 (2) :246-252

[7]王进尚, 胡耀青, 韩德虎, 等.鹤壁矿区奥灰水水害分析和防治对策[J].山西煤炭, 2011, 31 (3) :24-26

[8]王宏.梧桐庄矿奥灰水水害分析及综合治理[J].河北煤炭, 2010 (2) :21-24

[9]李彩惠.矿井特大突水巷道截流封堵技术[J].西安科技大学学报, 2010, 30 (3) :305-308

[10]何雪峰.帷幕注浆治理钻孔井下错位突水[J].淮南职业技术学院学报, 2004, 4 (3) :22-24

[11]杨朝维, 张建立, 薛峰峰, 等.“三软”厚煤层井下动水注浆堵水技术研究[J].能源技术与管理, 2007 (6) :85-86

煤矿矿井废水处理回用工程 篇5

煤矿矿井废水处理回用工程项目废水来源主要为井下废水。本项目所在地为陕西某县, 项目为部分回用水项目, 废水处理后一部分回用于井下, 主要用于液压支架的内、外喷水以及防尘、降尘等用水。一部分直接排放, 排放标准达到《污水综合排放标准》 (GB8978-1996) 的一级标准及《渭河水系 (陕西段) 污水综合排放标准》 (DB61-224-1996) 的一级标准。

依据业主要求, 本项目设计额定流量为120 m3/h, 井下废水排水量为正常涌水时115 m3/h, 最大涌水时200 m3/h。

进水水质如表1所示。

设计出水水质如表2所示。

2 矿井废水主要处理技术

我国煤矿矿井水处理技术始于上世纪70年代末, 污水治理工作都大多只停留在为排放而治理。然而回用才是当今污水治理发展的必然趋势, 将防治污染和回用结合起来, 既可缓解水源供需矛盾, 又可减少地表水体受到污染。现国内使用的处理技术主要有沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀过滤等。处理后直接排放的矿井水, 通常采用沉淀或混凝沉淀处理技术;处理后作为生产用水或其它用水的, 通常采用混凝沉淀过滤处理技术;处理后作为生活用水, 过滤后必须再经过除酚等对人体有害物质及消毒处理;有些含悬浮物的矿井水含盐量较高, 处理后作为生活饮用水还必须在净化后再经过淡化处理。

3 废水的产生及特点

煤矿矿井废水包括:煤炭开采过程中地下地质性涌渗水, 井下采煤生产过程中洒水、降尘、消防及液压设备产生的含煤尘废水。矿井废水的特性取决于成煤的地质环境和煤系低层的矿物化学成分, 其中井田水文地质条件及充水因素对于矿井开采过程矿井废水的水质、水量有决定性的影响。因此, 对矿井废水处理要考虑开采过程中水质、水量的变化。

4 处理工艺及主要处理单元介绍

4.1 工艺流程图见图1所示

4.2 主要处理单元介绍

4.2.1 平流沉淀池处理单元介绍

利用悬浮颗粒的重力作用来分离固体颗粒设备称为沉淀池。平流式沉淀池是最早使用的一种沉淀设备, 由于它结构简单、运行可靠, 对水质适应性强, 故目前仍在使用。

井下废水先流入平流沉淀池沉淀, 通过加药装置同时加药, 废水从平流池的一端流入, 水平方向流过平流池, 利用重力作用将固体颗粒分离, 在平流池的进口处底部设贮泥斗, 沉淀的悬浮物被行车刮泥机定期刮入污泥斗, 继而被污泥泵泵入污泥池, 水从池的另一端自流进入复用水池, 最后地下中央泵房将水提升至斜管沉淀池。

4.2.2 斜管沉淀池处理单元介绍

平流沉淀池废水自流进入复用水池, 复用水池的水通过地下中央泵站提升至旋流反应器, 通过加药装置同时加药, 使废水中较小的悬浮颗粒转化为较大的絮凝体, 然后进入斜管沉淀池进行沉淀。较重的污泥絮凝体沉入泥斗, 上清液一部分自流入气浮反应器, 另一部分直接排入清水池, 投加消毒剂消毒后排放。通过混凝沉淀反应器的作用, 废水中绝大部分的悬浮物被去除, 污泥斗中的污泥定期自动排入污泥池。

4.2.3 气浮反应器处理单元介绍

斜管沉淀池上清液自流入气浮反应器。气浮又称空气浮选, 是水处理中的一种常用的浮选方法, 它利用机械剪切力, 将混合于水中的空气破碎成细小的气泡, 用以进行浮选, 主要用于分离废水中呈乳化状态或悬浮固态的物质。

4.2.4 纤维束过滤器处理单元介绍

水从气浮设备自流至中间水池, 通过地下中央泵站提升至纤维束过滤器, 纤维束过滤器是一种结构先进、性能优良的压力式纤维过滤器, 它采用了一种新型的束状软填料作为滤元, 其滤料直径可达几十微米甚至几微米, 并具有巨大的比表面积, 过滤阻力小等优点, 解决了粒状滤料的过滤精度受滤料粒径限制等问题, 提高了过滤效率和截污容量。水从纤维束过滤器自流至传输水池进行回用。

4.2.4 污泥的最终处理

污泥池的污泥通过泥浆泵打入污泥浓缩池, 进行进一步重力浓缩, 然后通入螺杆泵打入带式浓缩压滤一体机, 投加PAM药剂, 进行污泥脱水, 脱水后的煤泥运送到煤场。

5 经济技术分析

按每天井下回用700 m3, 排放1 700 m3计算:

电费:84.5 kw×20 h×0.60元/度=1 014元/d;

人工费1 800元/月, 运行人员9人:540元/d;

药剂费1 440元/d, 合计2 994元/d;

折合吨水处理费用:1.25元/t。

6 结论

煤矿矿井火灾事故树评价分析 篇6

1 火灾的危害

矿井火灾分为内因火灾和外因火灾。内因火灾是指煤炭氧化自燃而引发的矿井火灾。外因火灾是指非煤炭自然发火而引发的所有火灾。

1.1 内因火灾的危害

内因火灾多发生于采空区和“三线二道” (切眼线、停采线、煤柱线;运输道、回风道) 和输送机尾、溜煤眼、断层破碎带等处。空气进入破碎煤体, 煤中固定碳被氧化放出热量, 经潜伏期、自热期到燃烧产生明火, 形成火灾。同时产生大量的一氧化碳等有毒、有害气体, 甚至引起瓦斯或煤尘爆炸。

1.2 外因火灾的危害

发生外因火灾可烧坏厂房、设备、设施和支架, 烧伤人员, 火灾还能产生大量有毒、有害气体;在一定条件下, 火灾也可引发瓦斯、煤尘爆炸。

2 火灾危险、有害因素识别与分析

2.1 发生内因火灾的主要因素

与煤的变质程度有关。煤的变质炭化程度越高其挥发份越高, 越容易自然发火。

与煤的孔隙率和煤粉碎程度有关。煤的孔隙率和煤粉碎程度越大, 煤的氧化表面积愈大, 就越愈自燃。

与煤的含水率有关。煤中的水分能使煤体松散, 加速氧化。

与季节变化有关。春夏季入井空气温度升高, 风流漏入发火地点, 既供氧又供热, 易发生煤炭自燃。

与开采因素影响。开采因素主要涉及开拓方式、通风方式、采煤方法和回采顺序。若主要巷道布置在煤层中, 受矿压采动影响, 特别是该矿煤层埋藏较浅, 采空冒落所产生的裂隙与地面相通, 煤体出现裂隙形成漏风通道, 容易发生煤的自燃。

与通风管理有关。由于通风系统复杂, 网路结构不合理, 回风巷道失修, 矿井风压大, 导致漏风。

2.2 发生外因火灾的主要因素

外因火灾是指由外部火源引发的火灾, 其发生的因素比较复杂。

井下存在可燃物。如:煤炭、坑木、各种油料 (润滑油、变压器油、柴油、油压设备油等) 、炸药等。

井下有着火源。如:电器火花、静电放电、明火、放炮、违章烧焊、撞击与摩擦等原因引起;助燃物, 如氧气等。

发生瓦斯或煤尘爆炸都能引起矿井火灾。

地面厂房因明火、电火花、供电线路老化、雷电等引起火灾。

3 煤矿矿井产生火灾的原因

3.1 外因火灾产生的主要原因

1) 存在明火。井下工作人员吸烟, 带火种下井如火柴、打火机等, 电焊、氧焊、喷灯焊, 使用电炉, 灯泡取暖等违章作业。

2) 出现明火。主要是由于电气设备性能不良、管理不善, 如电钻、电机、变压器开关、插销、电缆等出现损坏、过负荷、短路等, 引起电火花。

3) 有炮火。由于不按放炮规定和放炮说明书放炮, 如放明炮、糊炮以及动力电源放炮、不装水炮泥、倒掉药卷中的消烟粉、炮眼深度不够等都会出现炮火。

4) 瓦斯、煤尘爆炸引起火灾。

5) 机械磨擦及物体碰撞产生火花引燃可燃物。

6) 地面火引入井下引起的火灾。

3.2 发生内因火灾的条件

有易自燃的煤炭存在;有含氧量较高的空气流过;风速适当, 煤氧化生成的热量能不断积聚。三个必备条件同时存在且保持一定时间, 才会发生内因火灾。

4 矿井火灾事故树分析

煤矿矿井火灾事故树如下图1所示:

1) 计算最小割集数为11, 其组合为:

2) 结构重要度分析

各基本事件结构重要度顺序为:

通过事故树定性分析, 本事故树有11组最小割集, 也就是说形成事故的可能性有11种, 而且所有割集均与条件事件有关, 即有可燃物和助燃剂事件。从最小割集和结构重要度分析可以看出, 外源火灾是矿井火灾的重要因素, 因此控制好外源火灾的各个事件就可以减少矿井火灾的发生。

5 防灭火系统安全技术措施及建议

5.1 内因火灾

1) 防止煤层自燃, 避免火区串入生产区域是矿井安全防护重点。要采取地面监控、井下监测、检查的方式, 坚持以“预防为主, 综合防治”的防灭火方针, 建立并完善检测制度, 防患于未然。

2) 采用合理的巷道布局和开采程序, 工作面回采结束要及时封闭。

3) 要加强对矿井通风系统的管理, 实行分区通风, 确保合理, 稳定可靠。

4) 采过不用的溜煤眼要及时封闭严密并不漏风, 防止久后积热自燃。

5) 对火区预防与治理措施。随着地面剥离开采深度增加, 若发现新火区, 施工单位要及时把火区熄灭, 发现与报废采空区旧巷道剥通要及时封堵, 以免产生新的深部火区;配合灭火工程处对火区进行专项治理;要配备专人每天巡查剥采情况, 检测温度、CO、CO2, 发现新火区 (复燃火性) 及时汇报, 治理火区;严格按规程作业施工, 严禁火区下采煤或直接与火区波及范围贯通。

5.2 外因火灾

1) 认真执行《煤矿安全规程》有关防灭火的规定。

2) 加强对采掘工作面机电设备、电缆及胶带运输机的管理, 以防产生火源造成重大火灾事故。

3) 要管理好各种消防材料和工具。

4) 井下严禁将剩油、废油及用过的绵纱、布头和纸屑等抛洒 (放) 在井巷或硐室内, 要存放在带盖的铁桶内。

5) 要对从业人员加强防火意识和教育。严格放炮制度执行, 禁止明火放炮、放糊炮、放炮母线明接头等。

6) 加强对自救器的管理和检查, 定期进行称重和气密性的检查, 防止失效的自救器在井下使用。

7) 下井人员必须熟悉避灾路线 (避火、避瓦斯、煤尘爆炸路线) , 井下路标设置要齐全, 标注清晰。同时要设有压风管路系统, 以防灾变时井下人员能实行自救并安全撤离。

参考文献

煤矿矿井通风安全管理措施分析 篇7

1 煤矿矿井通风安全管理的重要性

1.1 供应氧气

众所周知人的生存对氧气具有极大的依赖性, 一旦缺氧可能会出现休克甚至是死亡的情况, 一旦井下缺氧, 会对采矿工作人员造成生命威胁。而且矿井开采的深度与井内的含氧量成反比, 因此随着矿井开采的深度的加深, 极易出现缺氧的状况, 这个时候就要发挥矿井通风的重要性, 通过实现空气的正常交换, 为矿下的工作人员提供充足的氧气, 提高施工安全。

1.2 排除毒气

在进行开采作业的过程中, 也会有大量的有毒气体产生, 如果不能及时把有毒气体进行扩散, 很容易出现采矿人员中毒的状况, 情况严重的可能会出现死亡。由于有毒气体中存在大量的易燃气体, 因此容易出现爆炸事件, 通过煤矿井下采区的安全建设, 实现井下空气与井外空气的交换, 为井下提供新鲜空气, 均衡井下空气比例成分, 减少安全事故的发生。

1.3 安全生产

如何进行安全生产, 事故的发生时行业内关注的热点问题, 随着科技的发展和理念的更新, 煤矿矿井作业区也逐渐认识到了进行安全生产的重要性, 积极响应党和国家关于可持续发展和科学发展观的号召, 因此一旦出现安全事故, 不仅会对生产线的正常运作产生影响, 还可能会危害到采矿工作人员的生命安全, 通过进行采矿井下安全信息管理系统的建设, 加强井下与井外气体交换的能力, 改善境内的环境, 减少有害气体的含量, 增加氧气含量, 减少安全事故的发生。

1.4 自动管理

就当前采矿区的管理模式而言:“井下通风是管理体系的一个关键构成, 能够反映出企业日常管理方案的执行成效”。随着科技的发展和对采矿作业的经验积累, 目前已经有针对性地加强了井下通风的安全管理系统的建设, 促进了矿区的自动化管理, 减少因为人为失误而产生的安全实践。以通风安全信息管理系统为例, 其充分借助了计算机的数据统计、分析的能力, 通过对矿区的数据进行有效筛选, 制定行之有效的管理方案, 并实现井下作业的实时上传, 加强了对采矿区的安全管理的力度, 有利于降低安全事故地产生, 提高矿区作业的安全性。

2 煤矿矿井通风安全管理存在的问题

(1) 矿井通风安全管理是困扰煤矿企业发展建设的主要因素之一, 目前, 我国很多煤矿企业使用的机械设备已经处于落后、老化状态, 开采工作因此存在较大的安全隐患。煤矿企业投资资金不足是机械设备落后、老化的主要原因, 通风系统改造工作寸步难行。

(2) 煤矿企业属于劳动密集型产业, 企业职工大多由进城务工的农民组成, 施工人员综合素质有待提升。部分职工对煤矿开采技术认识程度不够, 在实际开采过程中因技术不规范导致的矿井安全事故非常多, 矿井通风管理工作因此较难开展。

(3) 采煤设计是提高矿井安全的重要保障。采煤设计一旦出现问题, 矿井通风管理工作也会受到严重影响。目前我国部分煤矿企业在设计采掘工作面时, 忽视了通风系统的重要性, 导致回采过程中通风困难。

(4) 通风安全管理工作是保障矿井安全的重要手段之一。在实际安全管理过程中, 有的企业盲目追求发展, 忽视了管理工作的重要性, 导致矿井安全事故频繁发生。

3 煤矿矿井通风安全管理强化措施

3.1 进行科学的专业规划管理

建立健全矿井通风安全管理体系, 首先要进行科学的专业规划管理。由于每个矿井的实际情况和生产的条件都不同, 因此在这个过程中, 还应该与时俱进, 理论联系实际, 任何安全措施以及相关的安全法律规范只有是适合实际的, 才能是有利于生产的。为此, 各部门应该加强沟通个管理, 进一步合理分配矿产作业的人、财、物, 将责任贯彻落实到每位员工;组织专职管理人员开展跟踪检查和竣工验收、分析与总结等工作, 对检查出的运行缺陷要及时采取相关措施进行补充与完善, 从而有效处理存在的不安全因素。另一方面, 为了保证矿井作业的顺利进行和阶段性目标的制定, 在矿井作业的过程中, 还应该以安全生产为目标, 全面对于信息进行处理分析, 建立相应的信息数据库, 为规划设计和安全系统的评价分析奠定良好的数据、材料基础。同时还要及时采取相关措施对相关技术对策和管理制度进行补充与完善。

3.2 不断强化专业技术管理工作

3.2.1 科学制定通风专业图纸和矿井风量计算方法

通风安全专业管理人员必须严格依据《煤矿安全规划》绘制综合通风系统图与防尘系统图、分层通风系统图、通风立体示意图、通风网络图、供水施救系统图、安全监测装备布置图与矿井避灾路线图等通风专业图纸, 图纸的构件要齐全、有效;专业技术人员应依据矿井生产部署情况对图纸进行至少每季度一次的修改、补充与完善工作, 以保证图纸真实的反映当前矿井的安全生产状况。

3.2.2 合理保存通风技术数据并制定健全的通风技术档案管理制度

一方面, 要合理、有效的保存主通风机的型号与运行参数、当前矿井瓦斯与二氧化碳的相对与绝对涌出量、矿井各个巷道的风量、阻力数据与瓦斯浓度、所开采煤层的爆炸性指数、自燃倾向性以及最短自然发火期等通风技术数据资料。另一方面, 要建立健全通风系统技术档案管理制度, 技术文件的内容要齐全并符合规范性要求, 要科学理顺各类通风报表并进行存档, 并做好相应的数据处理、分析和储存工作。

3.3 高度重视矿井通风事故隐患管理工作

通风安全管理要求相关人员高度重视隐患管理工作以制止违章指挥与作业、违反劳动纪律等事故隐患;重点检查通风系统的完好性与可靠性, 采用局部通风机或全风压并禁止扩散通风;检查风筒是否抗静电阻燃、是否环环必挂, 风筒的分叉是否有三通、风筒接头是否漏风等;查阅掘进作业规程和局部通风机的运转与停风记录并填写掘进通风事故隐患安全检查表。

3.4 提高全员通风安全意识

煤矿企业应该由安全专业人员参与矿井安全管理工作, 提高安全管理人员准入门槛的前提下, 还应该对其进行岗前培训, 培训的内容必须涉及技术、安全以及管理等方面, 全面提高矿井安全管理人员的综合素质;企业还应该结合实际发展状况, 举办安全管理培训班, 聘请具有丰富现场管理经验的专家、学者进行授课, 在培训的过程中提高职工通风安全意识;企业还应该提高领导的重视, 煤矿企业领导是矿井通风安全管理的主要负责人, 企业领导应该在明确自身职责的前提下, 引导职工认识安全管理的重要性;提高全员的通风安全意识还需要企业充分发挥宣传的作用, 企业应该利用广播、板报以及标语等形式, 全方位、多渠道地影响职工的思想意识;最后, 企业还应该注重典型安全事故的作用, 引导职工从安全事故中意识到通风安全管理的重要性。

3.5 建立通风安全信息管理系统

采矿区日常监督的一个关键点就是通风安全管理, 这与整个矿区的安全息息相关, 因此要加强通风安全信息管理系统的建设, 加快数据的更新, 借助科技对相关数据进行分析选择最优的通风安全管理方案。

3.5.1 数据的选择

要想切实发挥通风安全信息管理系统的作用, 就要有大量的、及时的、可靠的数据。而“筛选功能作为通风安全信息管理系统建立的基本操作步骤, 使通风安全管理系统的运行更加具有针对性”, 可以大大降低进行数据分析的时间, 提高工作效率。但是在采矿过程中会产生大量的数据, 会对最终的筛选结果造成影响, 因此在进行筛选的过程中应该选择与通风安全相关性大的, 为决策人员的最终决策提供决策依据。

3.5.2 数据转换

由于计算机使用的语言具有限制性, 并不是所有的自然语言都能够对计算机进行操作, 因此应该加强对计算机语言的编写, 实现信息的转换目标。计算机能够快速的处理大量的数据, 借助计算机系统对企业的大量数据进行处理, 挖掘出有用信息, 对采矿作业提出指导意见。

3.5.3 数据应用

通过计算机对采矿产生的数据进行一系列的分析, 可以得出相应的措施, 明确管理的思路。在采矿区加强通风安全管理信息系统的建设, 更加全面的掌握施工状况:例如可以借助计算机通过对数据分析对井下的污染程度、空气成分做出分析, 为决策者进行决策提供强有力的依据。

4 结束语

煤矿矿井通风安全管理是矿井安全运行工作的关键, 虽然新技术与新材料在井下通风系统的普遍应用, 在一定程度矿井通风安全管理面临着严峻的挑战, 导致实际开采工作中安全事故频繁发生。因此, 企业必须高度重视矿井通风安全管理工作, 企业应该在了解我国矿井安全管理重要性和存在问题的前提下, 针对问题采取有效措施, 如提高全员通风安全意识、建立通风安全管理的规章制度以及建立通风信息管理系统等, 全面提高我国煤炭企业矿井安全管理水平。

摘要：煤矿矿井通风是保障煤矿安全生产的基本, 煤矿企业要充分运用现代化的管理理念和方式并结合安全科学理论与技术, 不断强化煤矿矿井通风安全管理工作, 使“人-机器-环境”系统达到最佳的安全状态。本文就此为切入点, 概述了煤矿矿井通风安全管理的重要性, 分析了煤矿矿井通风安全管理存在的问题, 对煤矿矿井通风安全管理强化措施进行研究探讨。

关键词：煤矿,矿井,通风安全,管理措施

参考文献

[1]朱水生.煤矿井下采区通风安全管理分析[J].低碳世界, 2014, 01.

[2]宁传军.关于加强煤矿矿井通风安全管理措施探讨[J].科技创新与应用, 2014, 26.