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开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇矿井火灾防治技术，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词 一通三防；技术革新；安全仪器；粉尘防治；火灾防治；瓦斯防治；矿井通风
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。
2.2 矿井防治瓦斯技术
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。
参考文献
关键词：煤矿 一通三防 安全管理体系
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] 杜春宇，王智慧，杜翠凤，等.论建立煤矿本质安全管理体系的必要性[J].煤矿安全，2007（10）：82-84.
关键词：煤矿；一通三防；安全生产；应用
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）.
[3]李腾飞，崔松涛.煤矿“一通三防”工作管理的现状分析及措施[J].山东工业技术，2016（23）.
关键词：煤矿安全 一通三防 事故防治
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。
参考文献：
【关键词】煤矿；自燃；防治；方法
井下防治煤炭自燃的四大环节是：预防性治理措施，自燃的预测预报，形成火灾后快速处理，火区的日常管理。矿井防灭火保障体系主要包括组织机构、系统保障、技术装备和管理制度。它们是现场防灭火工作的两个层面。
1、预防性措施
（1）开采设计
有利于防火的开拓、开采技术方案和采区、采面巷道布置及通风系统原则：开拓、准备巷道中煤层切割量少，回采进度快、回采率高，系统简单、风流稳定，漏风量少，利于堵漏和采空区隔绝。
（2）堵漏措施
采空区上、下隅角采用不燃性固体材料充填，此项工作随工作面回采进行。实施均压也是控制采空区漏风的技术措施。
（3）采空区灌注黄泥浆
灌注黄泥浆是目前矿井较为常用的、有效的、覆盖范围最广的区域性防灭火技术措施。主要要求：建立灌浆系统，合适的泥浆质量，充足的灌浆量、有效的控制范围。预防性灌浆方法分随采随灌和采后灌浆或采后补灌。具体有钻孔灌浆、埋管或插管灌浆、胶管酒浆。
（4）井下高冒空硐及时处理
煤层巷道局部片帮或突出后的高冒处，是矿井防火工作的重点对象。统计表明，我国煤矿煤层局部高冒处自燃占井下煤炭自燃18%-31%，占所导致火灾事故27%。主要预防性措施是使用不燃性材料，充实高冒。
2、预测预报技术
（1）煤炭自燃预测
煤炭自燃预测主要是依据煤炭自燃的充要条件，及影响煤炭自燃的主要因素，预测煤炭出现自燃的空间和时间。
煤炭自燃的时间预测：煤层自燃发火期估算方法，延长煤层自燃发火期的途径。
煤炭自燃的空间预测：煤炭自燃的空间预测一般集中在三个问题上，即煤层自燃倾向性的鉴定；煤矿井下煤炭自燃的点位分布；采空区遗煤自燃的“三带”划分。
（2）煤炭自燃预报
煤炭自燃预报是按火灾出现和发展的规律，应用成熟的经验和先进的科学技术手段，采集处在萌芽状态的火灾信息，进行推断后给出火情报告。准确地进行火灾早期预报，能克服预防不足。矿井火灾预报的方法。
3、常用灭火方法
（1）直接灭火。如果井下自燃演变为火灾时，灭火的第一原则是，利用现场己有条件，迅速采用直接的灭火方法消灭火灾于初期，避免火灾范围进一步扩大。如采用高压水、备用的化学灭火器、高泡灭火剂器材。
（2）隔绝灭火。现场未能实施直接灭火或直接灭火未成功，要考虑采用封闭墙隔绝火区的方法灭火。采用隔绝灭火法基本原则是确保安全、快速封闭、缩小火区范围。
一定要按井下周围具体条件，火灾发展态势等制定现场实施方案。封闭墙位置选择、施工顺序、质量保证、数量及类型确定最为关键；施工封闭墙过程，应加强对周围巷道风流、CH4、CO变化的观测，掌握现场第一动态，及时修正方案；避免人员中毒，充分估计煤尘和瓦斯爆炸的危险性。
（3）综合灭火。井下局部地点（高冒）发生明火，即火源位置确定，要采取积极的直接灭火手段；在火势难以直接扑灭时，再考虑封闭火区的办法。对不能明确发火具置时，则要采取多种灭火方法实施综合灭火。
（4）防火系统灭火。加强对发火范围灌浆、注氮量，抑制火的恶化。
（5）钻孔局部灭火。通过施工钻孔到火点预计位置，压注灭火材料，实施灭火。
（6）调控通风系统。保持工作面系统稳定，实施均压控制漏风量，控制火区发展。
（7）实施封闭墙，隔断火区。
（8）风流调度法。由煤层自燃引发的火灾，火势发展已不能实施其他灭火方法时，应谨慎采用调度井下风流的方案。火势的发展，存在有高差的巷道内风流成分出现变化，空气温度升高，密度变小，同其他联络巷道之间形成气柱压差火风压。火风压危害极大，能使井下风流发生逆转，难以预测，增加对火势的控制难度。
风流调度方案有：①保持原有系统稳定；②维持风流流向，减少火区供给风量；③实施风流短路；④矿井反风。
风流调度要求：井下人员要安全撤出；防止出现爆炸事故；控制火灾发展。保持原有通风状态，稳定风流。矿井反风用于火灾发生在主要逆风系统（井口附近、井筒、主要进尺巷），它是一项全矿性的控制火灾发展趋势的预案；减少火区风量主要是为控制火势，但这一措施必须确保火区瓦斯浓度在安全、可控状态；停风或局部短路必须慎用。
4、火区日常管理
井下火灾封闭成功后，接着的工作便是火区管理，主要包括以下三个方面：
（1）准备工作
绘制火区位置关系图，建立卡片；防火墙外口设置栅栏、揭示警标、悬挂记录板，填写相关内容；确定检查内容（漏风情况、空气温度、气体变化）。
（2）日常检查
每日检查一次，有变化则一天三班检查；然后进行数据分析。
（3）火区注销
其注销前提要满足“证实熄灭”条件。申请注销获批准，可解除其“火区管理”。
（4）火区启封
火区范围需要恢复生产的，要经注销批准后进行。启封前，一定要编制专门安全技术措施，明确启封方法，充分考虑可能复燃时的应急措施。启封后3-5天，还要加强对通风、温度（气温、水温）、气体变化等进行检查。
5、防灭火保障体系
具有自然发火危险性的矿井，要建立、健全和完善防灭火保障体系。矿井防灭火保障体系主要包括以下几个方面。
（1）组织保障。设立防火专门机构，配足配齐人员，明确领导。
（2）防灭火系统保障。按矿井实际建立与之适应的永久性防灭火主体系统束管系统、安全监测系统。
关键词：煤矿安全 一通三防 事故防治
中图分类号：X752文献标识码： A
0前言
目前，就我国煤矿企业的安全生产现状来看，尽管我国煤矿企业已经做出了较大的努力，并且也已经取得了长足的进步，但是，我国煤矿企业安全事故的发生仍然没有得到有效的遏制，给煤矿生产一线员工的人身财产安全带来了严重的威胁，煤矿企业常讲的“一通三防”，“一通”是指矿井的通风，这在煤矿生产中占有极其重要的地位。类似人与氧气的关系，人活着不能没有氧气，井下没有通风就不能下井作业就是这个道理。矿井通风是利用矿井的主扇使地面的大气进入井下，供给井下工作人员足够呼吸使用的新鲜空气，同时冲淡和排除井下有害气体及浮游矿尘，使井下有良好的气候条件，保持适合的劳动条件。“三防”是指防治瓦斯、防灭火、防治矿尘。所以说，“一通三防”工作在当前和今后一个时期都将是我国当前煤矿生产的重要工作。基于这一现状，笔者结合自身多年的工作实践，就我国当前煤矿企业“一通三防”工作的加强问题进行深入分析与论述，以期能够促进我国当前煤矿企业的持续健康发展。
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解决措施
2.1加强局部通风管理
局部通风对应的管理力度需要得到加大，每个掘进头都要安设自动切换器，这样即使主风机停运，备用的也能够开启。通风系统一定要完整、可靠和稳定，坚决不能存在于规定要求不符合的老塘、扩散和串联这些通风形式。将回风巷布设到所有的采区，对于旋式局部通风机，要加大投入，将11千瓦和这一水平以下的通风机都要予以淘汰，最终保证风速和风量与要求的相符合。
2.2加强瓦斯管理
在瓦斯管理方面，坚持“宁停三天，不抢一秒”的原则，做到瓦斯超限不处理不放过、汇报不清不放过、漏报假报不放过、系统不稳定不放过。每次局扇停电、停风，不论是否造成瓦斯积聚（每天检漏试验除处），瓦斯员必须向通风值班室和调度室汇报，通风部门都要登记备查。现场施工单位的区队长、班组长要向调度室汇报，并协助瓦斯员、员将人员全部撤出，切断电源、设置临时栅栏警标。恢复送电前，必须检查瓦斯，只有在瓦斯不超过，瓦斯员同意后方可恢复送电。
2.3加强火灾的预防
煤矿生产现场的火灾一般包括外源火灾以及自燃火灾两种形式，下面笔者就这两种火灾形式分别进行对策分析：
第一，外源火灾的预防。外源火灾发生的原因主要是：使用明火疏忽大意，电器设备和维护不好，井下放炮时违反技术操作规程。所以，预防外源火灾的措施主要包括以下几个方面：首先，杜绝产生明火源；其次，设置防火门和消防器材及灭火设备；再次，采用不燃性材料支护；最后，设置井下消防供水系统。
第二，自燃火灾的预防。为了达到防止自燃发火的目的，可以从以下几个方面考虑防火措施。首先，开采技术措施：从防止自燃火灾的角度出发，对开拓、开采的要求是：最小的煤层暴露空间，最大的煤炭采出率，最快的开采速度，易于隔绝的空间。满足上述要求的措施有以下几点：科学的选择开拓开采方法，选择合理的通风系、防止漏风。其次，预防性灌浆：预防性灌浆是防止自燃发火最有效、应用最广泛的一项措施。它将水、浆材按适当比例混合搅拌，制成一定浓度的浆液，借助输浆管路送往可能发生自燃的采区，以防止自燃火灾的发生。预防性灌浆的作用：一是隔氧，二是降温。再次，阻化剂防火：阻化剂防火工艺：一是采煤工作面向采空区的遗煤喷洒阻化液，防止煤炭自燃；二是向可能或己经开始氧化发热的煤壁打钻孔，注入阻化液，控制煤的自燃；三是利用专用设备向采空区送入雾化阻化剂。最后，均压防火：均压防火是通过设置调压装置或调整通风流系统，改变井下巷道中空气压力的分布状态，尽可能减少或消除漏风通道两端的压力差，达到减少或消除漏风、抑制自燃的目的。
2.4做好煤尘的防治
对于矿井的安全管理来讲，煤尘是一个非常重大的事故隐患，可以说生产过程要想实现安全管理，防尘是关键，防尘受到较大的人为因素的制约，管理起来难度很大，故而一定要高度重视，加强管理。具体来讲，首先人本管理需要得到强化，对各级人员加强培训，把防尘潜移默化到员工的意识层面；其次管理责任予以层层分解，一直到现场，保证措施能够得到严格的落实；第三投入需要得到持续的提高，创新水平需要得到不断的提升，最终期望能够实现自动化的综合防尘。
参考文献：
[关键词] 瓦斯爆炸；防治技术；发展趋势
中图分类号：TD712 文献标识码：A 文章编号：
在煤炭开采过程中，瓦斯爆炸、煤尘爆炸、煤与瓦斯突出、中毒、窒息矿井火灾、透水、顶板冒落等多种灾害事故时有发生。在这些事故中尤以瓦斯爆炸造成的损失最大，从每年的事故统计中来看，煤矿发生一次死亡10人以上的特大事故中，绝大多数是由于瓦斯爆炸，为此，瓦斯称为煤矿灾害之王。因此，分析瓦斯爆炸原因，制订防治对策，显得特别重要。
1瓦斯爆炸原因分析
1.1瓦斯爆炸特点
根据多年对煤矿瓦斯爆炸事故统计分析，可以发现有如下一些特点：①瓦斯爆炸多为大事故；②事故地点多发生在采煤与掘进工作面；③瓦斯爆炸造成的破坏波及范围大；④多为火花引爆；⑤高瓦斯矿井、低瓦斯矿井均有发生；⑥瓦斯爆炸多发生在乡镇煤矿。
1.2事故原因分析
煤矿发生瓦斯爆炸事故与许多因素有关，但总的来说，主要与自然因素、安全技术手段、安全装备水平、安全意识和管理水平等有关，发生瓦斯爆炸事故往往是以上因素相互作用所导致的。
（1）煤矿开采条件差
我国煤矿井下开采条件普遍较差，据统计，2000年全国国有重点煤矿共有580处矿井进行了瓦斯等级鉴定，其中高瓦斯矿井160处，低瓦斯矿井298处，煤与瓦斯突出矿井122处；有自然发火矿井372处，占64%，有煤尘爆炸危险矿井427处，占73.16%。
（2）瓦斯积聚的存在
煤矿井下造成瓦斯积聚的原因很多，但主要有通风系统不合理和局部通风管理不善是瓦斯积聚的主要原因。造成供风地点风量不足，而引起瓦斯积聚；有2起事故主要是因停电停风而引起瓦斯积聚；有1起是盲巷积聚的瓦斯被引爆。
（3）引爆火源的存在
煤矿井下引爆瓦斯的火源有：爆破火花、电气火花、摩擦撞击火花、静电火花、煤炭自燃等。但放炮和电器设备产生的火花是瓦斯爆炸事故的主要火源。
（4）装备不足、管理不落实
矿井安全装备配置不足，“先抽后采，监测监控，以风定产”方针未得到完全落实。但因传感器数量不足、安装位置不对、显示器不显示数据等问题，不能有效发挥其应有的作用。此外乡镇煤矿发生的特大瓦斯事故都没有装备瓦斯抽放系统或抽放系统不能有效运行。
（5）管理水平低
许多事故分析发现，但未引起重视，最终酿成特大瓦斯爆炸事故。因此，管理水平和职工的安全意识对于煤矿的长期安全生产非常重要。
（6）企业技术管理薄弱
一些煤矿企业由于采煤方法落后，引起矿井采掘布置不合理，通风系统不完善，此外，作业规程编制不符合实际，针对性不强，给安全生产带来了严重隐患。
2控制瓦斯爆炸事故的技术措施
瓦斯爆炸事故的防治可分为预防爆炸和抑制爆炸。预防爆炸主要有：优化通风网络及通风系统，防治瓦斯积聚，加强瓦斯浓度和火源监测；抑制爆炸主要采用隔爆抑爆装置将瓦斯爆炸限制在一定范围内，从而减少人员伤亡和灾害事故所造成的损失。
2. 1瓦斯爆炸事故的预防措施
（1）煤矿瓦斯抽放技术
①我国国有煤矿高瓦斯和瓦斯突出矿井占总矿井数的46%。瓦斯抽放是减少矿井瓦斯涌出量、防止瓦斯爆炸和突出的治本措施，保护大气环境的重要手段。如皖北煤电集团公司祁东煤矿利用抽放瓦斯进行发电取得了可观的经济效益和社会效益。
②为提高瓦斯抽放率，目前主要需解决长钻孔定向钻进技术，研制钻进能力更强的钻机具；完善和提高扩孔技术、造穴技术和封孔技术；开发新的瓦斯抽放技术及设备。
③煤矿瓦斯治理也应该与煤层气产业化紧密结合起来。
④利用多分支羽状适用技术，解决低渗煤层瓦斯治理问题，以提高抽采率。
（2）矿井瓦斯浓度及火源监测技术
矿井瓦斯浓度及火源的实时自动监测对于防止瓦斯爆炸非常重要，已有多个矿井安装了矿井安全综合监控系统，并具有如下功能：①矿井环境和工况参数实时监控；②主要通风机在线监测；③巷道火灾实时监测；④矿井瓦斯抽放实时监测；⑤冲击地压实时监测；⑥煤与瓦斯突出实时监测；⑦煤层自然发火实时监测等多种功能。监控系统的安装极大地提高了煤矿的安全管理自动化水平，防止了许多事故的发生。
（3）井下火源防治
除炸药安全性检验、电器防爆检验，还需防止火源与瓦斯积聚在同时同地点出现，采用风电闭锁、瓦斯电闭锁等措施。另外加强明火的管理，消除引爆瓦斯的火源。
（4）优化通风网络及通风系统
合理可靠的通风系统是防止瓦斯事故和控制灾害扩大的重要措施，为此，瓦斯防治工程与采掘工程，必须同时设计，超前施工，同时投入使用。
2.2隔爆措施
矿井隔爆抑爆装置是控制瓦斯爆炸的最后一道屏障，当瓦斯爆炸发生后，依靠预先设置的装置可以阻止爆炸的传播，限制火焰的传播范围，主要有被动式隔爆棚和自动抑爆装置。
（1）被动式隔爆棚
隔爆岩粉棚、隔爆水槽棚和隔爆水袋棚因成本低、安装方便，因而得到了广泛的使用，目前研制的XGS型和KYG型隔爆棚，具有适应性强，安装、拆卸和移动方便的特点。
（2）自动式抑爆装置
使用压力或温度传感器，在爆炸发生时探测爆炸波，从而达到抑制爆炸火焰传播的目的。YBW-1型无电源触发式抑爆装置，适合安装在距爆源 20～45m的巷道中。
3结 论
瓦斯爆炸事故的防治是煤矿安全工作的一个系统工程，除了完善可靠的安全装备和采取有效的措施外，还应加强安全管理和安全监督，重视员工安全意识的培养。只有把安全放在首位，认真落实瓦斯治理的“十二字”方针，健全各项规章制度，合理加大安全投入，瓦斯爆炸事故及其他灾害事故才能大幅度地减少，煤矿的安全状况才能得到根本好转。
参考文献：
[1] 陈学志. 浅谈如何防治瓦斯灾害的发生[J]. 山西焦煤科技，2006，8（8）：28-29.
[2] 赵永强. 浅谈高瓦斯综采工作面的综合治理[J]. 河北煤炭，2006（2）：20-21.
[3] 吴财芳，曾 勇，秦 勇.煤与瓦斯共采技术的研究现状及其应用发展[J]. 中国矿业大学学报，2004，33（2）：137-140.
[4] 黄永菲.高瓦斯采面回收瓦斯综合治理技术实践[J]. 水力采煤与管道运输，2006，6（2）：36-37.
作者简介：李波，2010年毕业于安徽理工大学能源与安全学院安全工程专业，本科学历。现为新集二矿通防办工程师，主要从事防突及瓦斯治理技术管理工作。
参考文献：
[1] 陈学志. 浅谈如何防治瓦斯灾害的发生[J]. 山西焦煤科技，2006，8（8）：28-29.
[2] 赵永强. 浅谈高瓦斯综采工作面的综合治理[J]. 河北煤炭，2006（2）：20-21.
【关键词】通风;防瓦斯;防煤尘;防火
1.防治瓦斯
1.1加强通风
矿井通风的基本任务之一就是把瓦斯等有害气体及粉尘的浓度稀释到安全浓度以下并排至井外,所以加强通风既是防止瓦斯积聚的基本方法也是主要措施。加强通风的基本要求有:①合理的选择最佳的通风系统,实行分区通风,以确保矿井、水平、采区均有独立、合理的通风系统;②瓦斯矿井一般应采用抽出式通风以防止主通风机停运时积存在采空区的瓦斯大量涌出;③正确的分配风量,使每一个工作面都有足够的风量通过;④在瓦斯矿井中,回采工作面、回风巷道都要采用上行风。通风是排除瓦斯的最主要手段，井下所有采掘工作面、峒室等巷道都必须保证风量和风速，满足稀释瓦斯到《煤矿安全规程》的规定界限，杜绝瓦斯事故。首先，对于采煤工作面应预防上隅角的瓦斯超限，保证工作面的风量。采煤工作面是负压通风，合理的通风系统是保证工作面风量的基础。整个矿井的生产和通风是相匹配的，为了避免采掘工作面的风量供给不足，首先应该采掘平衡，不要将矿井的采掘活动的安排过于集中。其次，各采区在开拓工作面时，应该先掘中部车场，避免造成掘进与工作面的串联通风及掘进工作面之间的串联通风。
1.2使用瓦斯抽放系统并提高对瓦斯灾害的认识
矿井瓦斯抽放是消除煤矿重大瓦斯事故的治本措施，不仅减少和消除矿井瓦斯对煤矿安全生产的威胁，且帮助解决矿井仅靠通风难以解决的问题，减少矿井通风负担，也是保证安全生产的预防性措施。首先，根据采掘工作面煤层的瓦斯参数，选择科学合理的瓦斯抽放方法。其次，依据煤层瓦斯参数和抽放方法，编制科学合理的瓦斯抽放设计指导生产。再次，做好井下瓦斯管路、抽放钻场等检查维护管理工作。定期进行抽放瓦斯计量的测定工作，提高瓦斯抽放率，保证安全生产。加大瓦斯抽放设备以及管路投入,提高矿井的抽放能力,认真抓好抽放工作。主要做好如下工作:搞好区域预抽,加快突出煤层底板抽放巷掘进,为突出煤层巷道今后的安全掘进打下基础; 加大底板预抽打钻速度及本煤层预抽的打钻速度,切实解决被解放煤层采面回采期间的瓦斯问题,确保回采期间的瓦斯得到根治; 增加抽放力量,保证抽放工作正常完成,保证采面回采有足够的预抽时间。
1.3加强瓦斯监测监控管理
通过定点和不定点，24 小时不间断的监测手段，对瓦斯的状态形成一个可视网，出现异常能及时发现，迅速采取有效的措施，防止瓦斯灾害事故的发生。监测监控大体可分静态和动态两种。静态监测监控的重点是管好、用好现有安全监测监控，利用现有的科技手段，对风量、风速、瓦斯以及一氧化碳等有害气体进行监测和监控；利用瓦斯断电报警仪、三专两闭锁等设施解决瓦斯超限时的断电停机、瓦斯超限报警、停风就断电的问题。同时，监测人员通过监视屏幕，不间断监视瓦斯动态情况。
总之在防治瓦斯的过程中要严格坚持“瓦斯超限就是事故”的原则,坚持“先抽后采,先抽后掘,以风定产”加强矿井瓦斯抽放工作。合理安排矿井采取的采掘工程,合理分配矿井风量,坚决防止超风量能力生产。
2.防治煤尘
2.1建立健全严格的检查管理制度和专门的组织机构
首先是对已建立的通风除尘系统、通风设备加强维修和管理,以保证取得良好的通风效果。定期测定工作点空间的空气中含尘浓度,看其是否符合我国关于煤尘含量的标准,其标准见表1,各煤矿在防治煤尘的过程中要参照此标准检查工作是否到位。其次是对接触尘毒的人员定期进行身体检查,做到早发现、早治疗,并及早调离接触尘毒的作业环境。
2.2矿山综合防尘技术手段
矿山综合防尘是指采用各种技术手段减少矿山粉尘的产生量、降低空气中的粉尘浓度,以防止粉尘对人体、矿山安全等产生危害的措施。综合防尘技术措施大体上可分为通风除尘、湿式作业、净化风流、个体防护及一些特殊的除尘降尘措施。①通风除尘: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,降低作业场所的矿尘浓度,因此搞好矿井通风工作能有效地稀释和及时的排出矿尘。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。风速过低,粗粒矿尘将与空气分离下沉,不易排出;风速过高,能将落尘扬起,增大矿内空气中的粉尘密度。一般来说,掘进工作面的风速应控制在0.4～0.7m/s,机械化采煤工作面风速应控制在1.5～2.5m/s为宜。②湿式作业:湿式作业是利用水或者其它液体,使之与尘粒相接触而捕集粉尘的方法,它是矿井综合防尘的主要技术措施之一,具有所需设备简单、使用方便、费用较低和除尘效果好等优点。缺点是增加了工作场所的湿度,恶化了工作环境,能影响煤矿产品的质量,除缺水和严寒地区外,一般煤矿应用较为广泛,中国煤矿较成熟的经验是采取湿式凿岩为主,配合喷雾洒水、水炮泥和水封爆破以及煤层注水等防尘技术。③净化风流:净化风流是使井巷中含尘的空气通过一定的设施或设备,将矿尘捕获的技术措施,目前使用较多的是水幕净化风流和湿式除尘装置。④个体防护:个体防护的用具主要有防尘口罩、防尘风罩、防尘帽、防尘呼吸器等,其目的是使佩带者能呼吸净化后的洁净空气而不影响正常工作。
3.防治火灾
3.1自燃火灾的预防
为了达到防止自燃发火的目的,可以从以下几个方面考虑防火措施。①开采技术措施:从防止自燃火灾的角度出发,对开拓、开采的要求是:最小的煤层暴露空间,最大的煤炭采出率,最快的开采速度,易于隔绝的空间。满足上述要求的措施有以下几点:正确的选择开拓开采方法,选择合理的通风系、防止漏风。②预防性灌浆:预防性灌浆是防止自燃发火最有效、应用最广泛的一项措施。它将水、浆材按适当比例混合搅拌,制成一定浓度的浆液,借助输浆管路送往可能发生自燃的采区,以防止自燃火灾的发生。预防性灌浆的
作用:一是隔氧,二是降温。③阻化剂防火:阻化剂防火工艺:一是采煤工作面向采空区的遗煤喷洒阻化液,防止煤炭自燃;二是向可能或已经开始氧化发热的煤壁打钻孔,注入阻化液,控制煤的自燃;三是利用专用设备向采空区送入雾化阻化剂。④均压防火:均压防火是通过设置调压装置或调整通风流系统,改变井下巷道中空气压力的分布状态,尽可能减少或消除漏风通道两端的压力差,达到减少或消除漏风、抑制自燃的目的,均压防火分为开区均压和闭区均压两类。⑤惰性气体防火:惰性气体防火,是利用惰性气体的窒息作用抑制可燃物燃烧的一种防火方法,同时也是一种灭火方法。常用的惰性气体有氮气、二氧化碳气体以及燃料燃烧生成的烟气等,目前主要采用的是氮气防灭火。
3.2外源火灾的预防
外源火灾发生的原因主要是:使用明火疏忽大意,电器设备和维护不好,井下放炮时违反技术操作规程。因此,预防外源火灾的的措施主要有:①杜绝产生明火源;②设置防火门和消防器材及灭火设备;③采用不燃性材料支护;④设置井下消防供水系统。
关健词： 瓦斯火灾氮气治理
中图分类号:TD82文献标识码:A文章编号:1672-3791(2012)02(c)-0000-00
1 概况
山西煤炭进出口集团左权鑫顺煤业有限公司为我省煤炭企业兼并重组后的保留矿井，由原山西左权鑫顺煤业有限公司和原山西左权突提煤业有限公司兼并重组而成。生产能力1800kt/a，批采4、15号煤层。原突提煤业开采4号煤层时批复等级为高瓦斯矿井。据2010年9月28日晋煤瓦发[2010]1119号文件的批复，现鑫顺煤业在开采4、15号煤层时，矿井最大相对瓦斯涌出量为66.31 m3/t，最大绝对瓦斯涌出量为251.17 m3/min，预测结论为高瓦斯矿井。
2 内因火灾的引发原因
2010年1月28日矿井总回风大巷CO有升高的趋势，报警浓度的最大值60ppm，持续3小时。经下井检查，为150109回采工作面回风顺槽闭墙前和瓦斯尾巷密闭前CO涌出。1月29日上午在瓦斯抽放管路内和150109工作面尾巷闭墙前采两个气样，经检测，煤层燃烧的标志性气体CO、C2H4、C2H6浓度很高，分析结果为150109回采工作面采空区着火。分析原因为：鑫顺煤业15号煤层150109工作面采空区火源来自上距15号煤层间距13m左右的14号煤层，因15号煤层采空后顶板岩层塌陷后形成裂隙、通道，左权地区的14号煤层硫和磷的含量较高，极易自燃。在有裂隙、通道的情况下，14号煤层先着火，后坍塌至15号煤层采空区，给15号煤层的浮煤提供了着火火源。是一场内因火灾。
3 应用惰性气体灭火方案的提出
经研究分析，制定了两个方案：一直接灭火。二采用成熟的、经济的惰性气体灭火。通过现场状况分析，此时现场不具备直接灭火条件。既有瓦斯又有火，可谓瓦斯与火并存，如果打开密闭直接灭火，会增加采空区的氧气浓度，增大火势，同时可能引发瓦斯爆炸，且有害气体通过沿途都无法进行其它工作。显然直接灭火行不通，不但不能灭火，且可能是灾情进一步扩大，殃及矿井安全。控制火灾事故扩大、防止瓦斯事故发生已是当务之急、迫在眉睫。由于这是首次出现在本矿高瓦斯矿井回采工作面采空区内的火灾事故，以往也无经验借鉴，综合分析着火原因，决定采取第二方案。先撤出井下影响区域内的所有人员，由救护队下井侦查险情。关闭150107工作面回风顺槽的临近层抽放钻孔，减少150109工作面采空区的供氧量。在救护队的监护下，使用高分子快速封堵材料对与150109工作面采空区相通的各道闭墙进行进一步封堵，以减少漏风量。并做到正常供风以防瓦斯局部积聚。然后采用惰性气体灭火。
4 方案的确定
惰性气体灭火常用的有CO2和N2两种： CO2的密度相当于空气的1.52，对仰斜开采工作面的采空区和倾斜巷道的下部较好，对水平和上行巷道的效果较差，且易溶于水和吸附在煤体上，损失量比较大，生产成本高，应用工艺复杂。而150109工作面采空区正是水平分布，不适宜采用。而N2的密度与空气相近，易于和空气混合，具有减少漏风的作用、降温的作用、防止煤的自燃发热和自燃的作用、降低燃烧强度的作用，能迅速遏制火灾，注氮气灭火过程中不损坏井巷和设备，使灾后恢复工作简单，恢复工期短，且生产成本低（原料为大气中的氮气资源，氮气成本0.4元/m3左右），操作简单。氮气灭火需要的条件是封闭的环境，有氮气输送的管路，每小时5m3的水，目前工作面的实际情况满足以上条件。因此最终决定采取注氮灭火的方案。
5 氮气防灭火作用原理
注氮防灭火的实质是向采空区氧化带内或火区内注入一定流量的氮气，使其氧含量降到10%或3%以下，达到防火、灭火和抑制瓦斯爆炸的目的，其作用有：
1） 消除瓦斯爆炸的危险。在煤矿当采空区一旦出现火灾，危害最大的是导致其内混合气体的爆炸。由混合气体爆炸三角形知，混合气体中氧含量低于12%时就有减小爆炸的可能性。但是，混合气体爆炸的界限不仅取决于这种气体在空气中所占的百分比，还部份地决定于混合气体的温度和气压。温度和气压的增高使这个界限扩大，反之缩小。如果混合气体被加热到300℃，氧含量为9%时就能发生爆炸。国内的研究表明，将氧气的临界含量控制在5%以下时几乎能防止任何爆炸，否则爆炸还有可能发生。而氧气的含量低于10%时混合气体的爆炸有显著的降低。正是从这一理论出发，向火区注入氮气后使其氧含量降低，而且只要氧含量低于10%时就能大大地减少爆炸的可能性。2） 减少漏风的作用。采空区漏风是造成自然发火的主要原因之一。对于封闭或半封闭的采空区而言，从理论上讲，注入氮气后增加了其注入空间内混合气体的总量，能够减少封闭区内外之间的压力差，从而起到减少封闭区外部向内部漏风的作用。如果巷道里的密闭墙有裂缝或密闭强有裂缝，当密闭区内为负压时，空气可以通过墙缝或绕过密闭墙而进入密闭区。为了防止密闭漏风，可向密闭前后墙之间的空间连续不断地注入必要流量的氮气，使该空间形成正压，阻止新鲜空气进入密闭区内。3）降温作用。对于有内因火灾的采空区来说，其温度大于外界温度。当采用氮气灭火时，无论是采用液氮，还是氮气，其氮气的温度均低于火区的气体温度，加之氮气在注入火区后的流动范围大，对采空区来说都有显的降温作用。4） 防止煤的自燃发热和自燃。煤炭自燃的三要素是：煤有自燃倾向性；有连续的供氧条件；热量易于积聚。煤矿生产工作面采空区氧化带内的漏入风量不足以带走煤氧化产生的热量，则煤温就逐渐升高，这时煤处于自燃发热。当温度达到煤的临界温度以上，氧化急聚加快，大量产生热量，又使煤温迅速升高，达到煤的着火温度时便着火燃烧起来，即进入自燃状态。基于此煤氧复合学说，采取向工作面采空区氧化带内注入一定流量的氮气，降低该带内的氧气含量，达到破坏煤炭自燃的一个要素，使其氧含量降到煤自燃临界值以下，就达到了防止煤自燃的目的。5） 降低燃烧强度。无论是外因火灾，还是内因火灾，当火灾已经发生，向火区内注入一定流量（大于漏风量）的氮气，使该区内的氧含量由21%逐渐降低到10%以下，熊熊大火就逐渐处于自熄。
6 方案的实施及效果
根据现场条件，决定采用煤炭科学研究总院重庆分院与温州瑞气空分设备有限公司合作共同研制开发的矿用地面移动式制氮设备（氮气纯度为98%，产气量为200―800m3/h）进行注氮灭火。经过几天的不连续操作，累计注入高浓度氮气约20万m3。
在注氮前后的过程中，进行了气样采样检测、CO传感器监测，经过资料分析对比，火情已被控制，达到了灭火的目的。
150109工作面走向长度237m，采长为83m，采高6m。6号钻场在150109的停采线附近，而停采线附近的浮煤堆积量比较多，加之150107回风顺槽闭墙和瓦斯尾巷闭墙封闭不严，6号钻场停泵后对150109形成负压，增加对停采线附近采空区的供氧量，有14号煤层的火源，有连续的供氧，就给150109的采空区浮煤提供了燃烧的条件。本次累计注入高浓度氮气20万m3，原因为没有合理布置氮气释放口，只有将氮气注入采空区的氧化带内，才能有效抑制氧化带煤炭的氧化自燃。另由于封闭条件不好，因此实际注入的氮气比预计多得多。
7 要从火灾事故分析原因，采取有效措施进行防治。
首先要调查了解火灾事故引发的原因，进一步分析与火灾的关系，然后提出行之有效的措施。煤在供氧量较足的情况下容易自燃，着火后要控制自燃环境，不要引发进一步的瓦斯燃烧或爆炸，最终达到慢慢自然灭火。
因此在井下采空后，一闭墙的施工质量要提高。二闭墙上要留设观测孔，以随时对采空区气样进行化验和分析。三对于松软和节理、裂隙比较发育的围岩，在设计临近瓦斯抽放钻孔时应进一步优化。四对类似此地质条件的矿井（主指邻近煤层间距近、岩层比较松软、瓦斯高、煤层容易自燃），在开采完毕之后，应采取有效措施，考虑填充采空区。从根本上杜绝此类事故的发生。
8 结语
由于决策果断、采取措施得力有效，使工作面的这次火灾事故得到有效控制，挽回直接经济损失300 万元。也为今后山西高瓦斯矿井、重点瓦斯工作面的管理和内因火灾的防治，积累了一点成功经验。
参考文献
[1] 张国枢.通风安全学[M].徐州.中国矿业大学出版社.2004.
[2] 王省身，张国枢.中国煤炭防治技术发展与展望[J].火灾科学，1994,3(2).
［关键词］煤矿安全;技术进展;科技对策;发展方向
近年来，我国在煤矿安全生产领域加大了政策扶持、资金支持、科技创新和监管监察的力度，煤矿安全生产形势持续稳定好转［1］。2005年到2014年的十年间，我国煤炭产量从2.11Gt攀升到3.87Gt，增加83.4%;煤矿事故起数从3306起下降到509起，下降84.6%;煤矿事故死亡人数从5938人下降到931人，下降84.3%;百万吨死亡率从2.811下降到0.255，下降90.9%。但在当前宏观经济运行和煤炭行业发展的新形势下，我国煤矿安全依然面临行业形势不容乐观、事故总量仍然偏高、区域发展极不平衡、职业健康备受关注、科技支撑仍待加强等突出问题和严峻挑战。“十三五”期间，有必要围绕煤矿安全重点领域和薄弱环节，强化技术创新和集成示范，推动煤矿安全科技水平再上新台阶。为此，在总结分析我国煤矿安全科技近年来的主要进展和当前面临形势的基础上，提出了“十三五”我国煤矿安全科技的对策和方向建议。
1煤矿安全科技主要进展
“十二五”以来，煤矿安全领域相关科研院所、高等院校、生产企业注重产学研用相结合，以实施“973”计划、国家科技支撑计划、国家科技重大专项等国家科技计划为契机，广泛开展科技合作和技术创新，在基础理论、关键技术、重大装备和工程示范等领域取得了重要突破，为煤矿安全生产形势持续稳定好转提供了重要支撑。
1.1煤矿瓦斯灾害防治
瓦斯灾害监控预警和瓦斯高效抽采利用是瓦斯治理的重点和难点。近年来，瓦斯含量快速准确测定技术实现了120m长钻孔定点取样，20min内快速测定瓦斯含量，测定误差小于7%，并在100多个矿井推广应用。开发的基于2个“四位一体”煤矿瓦斯灾害监控预警系统，大幅提高了瓦斯灾害预警自动化水平，预警准确率达75%以上。研制成功国内首台最大扭矩12000N•m大功率定向钻机，在晋城寺河煤矿完成1881m井下近水平长钻孔施工，创造了煤矿井下顺煤层定向钻孔深度的世界纪录。研制成功适用于f≤0.5松软煤层的高转速大扭矩螺旋钻进装备、空气套管钻进装备及地面远距离自动控制钻进装备，在松藻、淮南、平顶山等矿区广泛开展示范应用，松软煤层钻孔深度最深达271m，钻孔成孔率达到76.9%。开发了煤矿采动区顶板“L”型地面井抽采技术并在晋城寺河煤矿成功应用，抽采浓度最高达93%，抽采纯量最高达3.11万m3/d，实现了本煤层采动影响区、采空区连续抽采，工作面瓦斯浓度降低约30%［2］。
1.2煤矿水害防治
水源和导水通道探测、水害预测、注浆堵水等关键技术取得突破，水文地质探测与水害治理技术体系日趋完善。研发的井下瞬变电磁仪，可用于井下掘进头、侧帮、顶底板、充水采空区、充水陷落柱、含水层等隐蔽水害探测，最大探测距离达200m，准确率达到70%。研发的自记式地震仪及数据处理与解释软件，显著提高了断层、陷落柱、煤层变薄带等异常体的探测精度，探测距离达1600m。研发的动水大通道突水钻孔控制注浆高效封堵技术，解决了携袋钻进、钻注一体化转换、注浆入袋、抛袋提钻等技术难题，在陕西榆卜界煤矿涌水量约1200m3/h的动水条件下，对高3m宽4m的过水巷道实施封堵一次成功，封堵巷道不足50m，注浆量不到850m3，施工工期仅18d［3］。
1.3煤矿火灾防治
早期预测预报、监测预警、新型防灭火材料和装备等是矿井火灾防治的关键。目前已形成了以自然发火早期预测预报、阻化剂防火、氮气防灭火、凝胶防灭火、黄泥灌浆防灭火技术等为主体的内因火灾防治技术体系。形成了以胶带机火灾预测与自动灭火技术，惰气灭火、泡沫灭火、惰泡灭火技术等为主体的外因火灾防治技术体系。煤矿井下移动式碳分子筛制氮装置关键性能指标达到国际先进水平，氮气出口浓度≥98%，出口流量≥2000m3/h，填补我国煤矿井下移动式大流量制氮装置的空白［4］。
1.4煤矿粉尘防治
形成以煤层注水防尘、喷雾降尘、通风除尘、个体防护等为主体的防降尘技术体系，以及被动式隔爆、自动抑爆技术两大类多类型防隔爆技术体系。粉尘浓度、粒度分布测定等粉尘检测技术取得重要突破，可对作业环境粉尘浓度进行实时、在线监测［5］。研制出国内首套煤矿井下掘进工作面综合除尘系统，在神东等矿区得到成功应用，呼吸性粉尘除尘效率≥99%，达到国际先进水平。
1.5冲击地压防治
形成了以岩石力学方法和地球物理方法为主的冲击地压监测预警与评价体系，建立了包括区域防治与局部防治的冲击地压防治体系［6］。针对目前国内外已有微震监测系统只能被动接受煤岩体破裂产生的微震信号和震源定位精度不高的现状，研发出自震式微震监测系统，实现了监测区域内波速场的实时反演与解算，提高了微震监测系统的定位精度，微震监测系统的震源定位精度达到5～10m。
1.6煤矿热害防治
形成了矿井热害预测、评价、控制成套技术和装备，为改善工作环境和保障职业健康提供了重要技术装备支持。成功研制首套地面集中降温的核心设备———高低压转换装置，温度跃升小于0.5℃，设计压力16MPa，已在平煤神马集团建设示范矿井［7］。
1.7煤矿应急救援
形成了事故预警、培训演练、逃生避难、抢险救援等一系列成套技术和装备。在人员精确定位技术、无线救灾通讯、应急避灾信号引导、应急救援指挥系统等领域取得一系列先进成果。采用无线MESH网络、骨传导等技术研制了KJ30矿用救灾无线通信系统，救护队员可快速搭建数据传输通道，将事发地点的现场图像、环境参数、救护队员生命体征等信息传输至指挥中心，支持双向对讲，供救援指挥人员实时掌握救援情况并进行可视化管理和调度，目前已在14个国家矿山应急救援区域队进行推广［8］。
2煤矿安全科技面临的形势
在当前宏观经济运行和煤炭行业发展的新形势下，我国煤矿安全生产也呈现新的特点，面临行业形势不容乐观、事故总量仍然偏高、区域发展极不平衡、职业健康备受关注等突出问题和严峻挑战。
2.1煤矿安全形势依然严峻
首先，尽管我国煤矿安全生产形势持续稳定好转，但重特大事故仍时有发生。据统计，2012～2014年全国工矿商贸企业共发生重特大事故71起，死亡1278人，其中煤矿44起，死亡747人，分别占61.97%和58.45%;其次，我国煤矿安全生产水平与发达国家先进水平仍然存在较大差距。2014年我国煤矿百万吨死亡率0.255，仍远高于欧美主要产煤国家平均0.03的水平;再次，煤矿安全生产指标持续走低，百万吨死亡率等指标低位反弹和反复的风险增大。此外，能源革命也给煤矿安全生产提出了更高的要求。
2.2煤矿安全水平极不平衡
长江以南及西南地区地质条件极为复杂，80%煤层为急倾斜、倾斜煤层，薄煤层多，厚度0.6～2m，局部断层密度达到35条/km2，机械化程度极低。2012年，全国仅云、贵、川、渝、湘5省市的煤矿事故死亡人数均超100人，共死亡672人，占全国的49%，而5省市煤炭产量仅占全国的13%。2013年，全国仅云、贵、川、渝、湘5省市的煤矿事故死亡人数均超90人，共死亡494人，占全国的46%，而5省市煤炭产量仅占全国的12%。
2.3煤矿开发条件不断变化
我国煤炭资源分布具有“东贫西富”、“东深西旱”的特点，煤炭开发不断向西部和深部转移。东部拥有约90%的经济总量，而煤炭资源的赋存仅占总量的30%;西部煤炭资源的赋存占70%，经济总量仅约为10%。目前全国已有47座超千米深井，最深已达1501m，随东部煤炭开采深度增加，高地应力、高瓦斯、高地温、高承压水等带来的安全问题更加突出［9］。新疆等西部地区大倾角煤层、巨厚煤层、三软煤层的安全高效开采也面临严峻挑战。
2.4隐蔽致灾因素难以精确普查
煤矿隐蔽致灾因素通常无明显的显现特征，具有隐蔽性、时变性、脆弱性等特点，探测和预防难度大。煤矿灾害事故大多都与隐蔽致灾地质因素紧密相关，隐蔽致灾因素已成为引发煤矿水害、瓦斯和顶板等重大灾害事故的主要原因［10］。据不完全统计，在煤矿重大事故中，与地质条件有关的各类重大事故占90%。隐蔽致灾因素的致灾机理和预防机制、隐蔽致灾地质因素的快速精细探查技术与装备是研发重点。
2.5煤矿职业危害备受关注
煤炭开采过程中存在的粉尘、噪声、高温、振动、高湿等职业危害，对职工安全健康造成严重威胁。2013年共报告职业病26393例，其中尘肺病23152例;煤矿职业病15078例，其中尘肺病13955例［11］。煤矿尘肺病约占新发尘肺病总数的60%。在有效遏制重大人员伤亡事故的同时，如何预防和控制职业危害，做到早发现、早诊断、早治疗已成为煤矿安全生产工作的重点。
2.6煤矿安全投入面临困局
受宏观经济影响，煤炭需求持续下滑，供大于求现象十分严重，煤炭行业低迷现状或将持续。煤炭企业在经济效益普遍下滑亏损条件下，资金周转困难，安全投入难以保证。因此，煤矿安全技术装备的经济性和实用性越来越成为现场应用考虑的重要方面，技术成果应用示范和推广难度加大，容易影响科技成果研发和应用两方面的积极性。
3煤矿安全科技发展的方向
国家能源局、环保部、工信部在《促进煤炭安全绿色开发和清洁高效利用的意见》中提出，到2020年，全国煤矿采煤机械化程度达到85%以上，掘进机械化程度达到62%以上。煤矿安全生产形势根本好转，煤炭百万吨死亡率下降到0.15以下。为实现煤矿安全生产形势根本好转的目标，有必要针对煤矿安全的重点领域和薄弱环节，提出针对性科技对策和发展方向。
3.1攻克灾害防治技术瓶颈，打好灾害对抗战
针对煤炭开发向深部和西部转移出现的灾害新特点，以“超前预测、主动预警、综合防治”为重点，研发煤矿隐蔽致灾因素动态智能探测、煤矿重大灾害风险判识及监控预警、煤矿深部开采动力灾害防控技术。重点突破小尺度地质异常体精细探测技术、隐蔽致灾因素井上下立体动态探测技术、煤矿重大灾害判识预警模型及方法、突水水源在线快速判别与智能注浆系统、超千米深部流变围岩控制技术、深部矿井耦合动力灾害防治技术、高温诱发瓦斯煤尘爆炸及自燃火灾防控技术、矿山呼吸性粉尘监测与防治技术等。
3.2提升信息化和智能化水平，打好安全战
当前“减人促安”、“无人则安”的理念被广泛认同，通过提升煤矿机械化、自动化、信息化、智能化水平，可在提高煤炭生产效率的同时显著提升煤矿安全生产水平。为此，有必要围绕煤矿重点生产环节及安全保障系统的机械化、自动化和智能化开展攻关，重点突破煤矿巷道高效快速掘进技术与装备、难采煤层机械化开采技术与装备、清洁智能辅助运输技术与装备、无人化综采工作面巡检机器人、“人－机－环境”信息感知和交互技术与装备、智能生产调度系统等，促进煤矿“机械化换人、自动化减人”，提升安全高效开采水平。
3.3提升应急救援装备水平，打好灾变时应急战
煤矿应急处置与救援是煤矿安全生产的最后一道防线，为保障煤矿灾变时期应急救援技术装备“找得到、调得来、用得好”，急需研制集紧急避险、灾区侦测、通信定位、应急救援于一体的煤矿重大事故应急处置与救援技术和装备。重点突破煤矿重大灾害灾情演变规律、煤矿灾变环境侦测及存储技术、灾变环境应急通信及遇险(难)人员精确定位技术、快速逃生避险救援保障技术及装备、煤矿救援通道快速构建技术及装备、智能化应急预案及应急救援辅助决策技术，提升煤矿重大事故应急处置与救援技术装备水平。
3.4提高监管执法技术水平，打好安全监管战
监管监察是加强煤矿安全管理的重要手段，当前有必要进一步提高煤矿安全监管监察的科技含量和科学化水平。重点突破现场监督检测装备、现场执法与调查取证分析装备、信息化装备、执法配套装备等，全面提升监管监察技术装备水平［12］。此外，要加强对煤矿安全现有技术标准和规程的调研和梳理工作，对缺乏科学性、合理性的重点技术条款和关键技术参数进行深入研究，做好技术标准规范的修订和制定工作，为煤矿安全生产和监管监察提供科学指导和依据。
4结束语
关键词:安全 生产 自动化 管理
开滦北阳庄矿井为设计能力1.80Mt/a的低瓦斯大型现代化矿井,煤层具有二类自燃发火倾向性。根据矿井设计能力、开采技术条件、机械化装备水平等因素和《煤矿安全规程》、《煤炭工业矿井设计规范》等的要求,为了实现整个矿井的现代化综合管理,本矿井设计配备全矿井综合自动化系统。该系统由生产管理及信息系统、安全生产监测监控系统、计算机网络系统、程控调度通信系统及经营管理系统五个单元组成。
设计选用本安型矿井综合监控系统,使矿井在采、掘、运、风、水、电、安全等环节全面实现信息化。该系统通过主备二条光纤环路,组成双纤自愈环,实现光纤链路或设备故障时的快速保护倒换,确保系统的可靠性。在井下发生灾变时也能及时将矿井的各种监测数据传回地面。矿井内部设置计算机局域网,在调度指挥中心设WEB服务器和数据库服务器及两台工控机,各职能部门设置终端工作站,进行经营管理、技术管理、能源管理、事务管理和企业信息管理,实现矿井办公自动化。矿井设置KJ32型光纤工业电视系统,调度指挥中心设置两台视频服务器,及大屏幕显示系统。设计选用KJ95安全监控系统,实现矿井生产安全监控,该系统在矿井调度指挥中心设置两台监控主机。
作为全矿井综合自动化系统的一部分,矿井安全、生产监控系统通过防火墙与矿局域网连接,达到在地面调度室对全矿各生产环节的“三遥”,并通过矿局域网与各级管理系统进行信息交换,实现矿井管控的一体化。
矿井综合监控系统设置两回电源,并设置UPS不间断电源作为应急电源。
1、安全监控
KJ95型煤矿综合监测监控系统中心站设于矿调度指挥中心,设有两台监控主机,实现矿井安全监测。由于该矿井煤层具有二类自燃发火倾向性,设计另设一套SG－2003型火灾束管监测系统实现防灭火信息监测。
1.1 安全监测、监控
井下在中央变电所、采煤工作面、掘进工作面、各胶带机机头硐室、采区变电所、各测风站等处共设16台分站。依照矿井的灾害种类及灾害程度,本系统对瓦斯、一氧化碳、温度、风速、粉尘、烟雾、风门开关、水位、煤位、主要设备的开停等参数进行监测监控。回采工作面及其回风巷、掘进工作面、采区回风巷、南翼回风巷、总回风巷等处设置瓦斯传感器。在回采工作面、掘进工作面及煤流转载点等处设置粉尘传感器。井下回采工作面、带式输送机机头硐室、回采工作面、掘进工作面设置温度和烟雾传感器,防止发生火灾。矿井采区进回风巷总回风巷及主通风机风硐设置风速和负压传感器。局扇设置开停传感器。地面在扇风机房设一台分站,井下所有胶带输送机均设自动灭火洒水装置。
井下安全生产监控系统形成独立环网,通过地面交换机接入矿井综合监控系统双光纤环网。安全监测、监控系统主传输采用MGTJS－4B1型光缆,各分站通过光纤网络适配器连接。
1.2 火灾束管系统
北阳庄煤矿煤层具有二类自燃发火倾向性,设计选用SG-2003型火灾束管监测系统。SG－2003型火灾束管系统由抽气“束管”、抽气泵、采样柜、控制箱、地面工作站组成。“束管”敷设至工作面隅角、采空区、密闭等处,对井下气体成分含量连续循环监测,通过计算及时预测预报发火点的温度变化,预报煤层自然发火,一旦发现有关指标超过或达到临界值等异常变化时立即发出预报,为煤矿自燃火灾和矿井瓦斯事故的防治提供科学依据。地面工作站接入矿井安全、生产监控系统。
2、生产监控系统
生产监控系实现矿井井下工作面、井上下煤流、地面生产和辅助生产系统的实时在线监测,与矿井综合信息网络连接。为实现对矿井各主要生产环节的实时在线监测控制及变电所的综合自动化,设置矿井生产监测监控系统。矿井地面变电所、生产系统控制、锅炉房热控、主井提升机、副井提升机、矿井排水控制均采用综合自动化系统,各系统设置工控机作为监控主机,接入生产安全监测监控系统。
2.1 工业电视系统
设计选用KJ32型光纤工业电视监视系统。该系统主要由视频服务器、大屏幕显示系统、主控计算机、视频矩阵切换器、视频中心光接收机、摄像仪等设备组成。
井下在井地车场主井装卸载点、主胶带机机头、综采工作面设置光纤隔爆摄像仪,地面在副井井口房、生产系统的主要环节、扇风机房等处设置摄像仪,矿调度指挥中心设置大屏幕,对主要设备的生产安全状态进行室时监测。在矿井主要生产环节如扇风机房、上下井口、综采工作面、生产系统内等设置摄像仪,系统采用光缆传输,不但具有可远距离监视的优点,还可提高系统防雷、抗干扰性能。矿井工业电视系统接入矿井综合监控系统双光纤环路,各摄像仪通过交换机接入环网。
2.2 井下生产监控
井下采用微机控制的生产环节可通过交换机接入环网系统,实现对生产环节的实时监控。井下部分生产监控与安全监控共用KJ95系统。通过设置设备开停传感器,监控采煤机和掘进机、局部扇风机、井下胶带机等设备的开停。设计分别在井下中央变电所、大巷皮带机机头变电所、采区变电所设置电力监控分站,通过交换机接入井下环网,监控变电所内配电设备的运行状态。主要风门设置风门开关传感器,监测风门开关状态,各煤仓设置煤位传感器。各传感器均就近接入相应的分站。通过井筒光缆接入地面监控主机,实现在地面调度中心对井下生产状态进行实时监控。
关键词：自动化技术；煤矿安全生产；冲击地压；火灾预警；粉尘；安全意识
现阶段，随着煤矿数字化、信息化水平的逐步提高，井下生产的安全性尽管得到了一定程度的提高，但煤矿安全生产所面临的形势依然严峻。以郑州大平煤矿“10·20”事故为例［1-3］，该事故是由于井下巷道局部通风不畅，导致煤与瓦斯突出之后瓦斯逆流，进而导致西大巷瓦斯气体浓度上升，高浓度瓦斯气体在遇到电机车火花后发生爆炸，从瓦斯突出到爆炸发生，整个过程仅30min，若能够采用自动化检测设备对巷道入口及巷道内部的瓦斯气体浓度进行实时监控，在瓦斯浓度达到临界值之前自动切断电源，并及时向巷道内的作业人员发出警报信号，及时疏散作业人员，势必能够有效降低瓦斯爆炸事故所造成的损失。近年来，随着自动化技术和信息化技术的不断发展，相当一部分国有大中型煤矿在井下作业中大量应用了自动化控制、监测系统，以大同煤矿集团为例，通过建设“智能化数字矿山”，充分发挥了自动化技术的作用，进一步提高了开采作业效率，同时还有效保障了井下作业安全。从安全管理方面来看，塔山煤矿以先期完成的各类系统为基础，结合自动化、信息化技术，建立了覆盖整个煤矿的以生产、经营、设计等多个层面为一体的综合化煤矿安全自动化管理系统，实现了对作业人员、环境、设备等方面的详细信息统计，对于保障生产安全具有重要作用。本研究在对上述成果分析的基础上，详细分析煤矿自动化技术对于确保矿井安全生产的作用，并就确保井下安全生产的措施进行讨论。
1煤矿自动化技术作用
随着煤矿生产规模的快速壮大，煤矿安全生产工作面临着巨大挑战:①国有大中型煤矿对部分煤矿进行了并购、重组，该类被并购的煤矿由于规模、经营模式、安全管理水平存在差异，仍待进一步整合;②部分煤矿经过多年开采，进入到衰减期，开采深度较大，增加了安全管理工作的难度;③部分小煤矿因无序开采，导致大小煤矿间形成复杂的联通，小煤矿中的瓦斯、水等向大煤矿串流，大大增加了大煤矿的安全风险。对此，有必要通过应用自动化技术有效防治瓦斯、水、火等灾害，同时加快对小煤矿的技术改造和整合，确保煤矿生产安全。
1．1冲击地压防治
相当一部分煤矿的煤层及顶底板都较为坚硬，伴随冲击地压事故的发生，易影响工作面采煤工作的正常进行，并对井下安全生产产生严重影响。对此，以某煤矿为例，通过对工程现场进行实地调查并结合室内岩土力学分析，根据冲击地压产生的原因及表现出的规律，本研究提出了浅埋深坚硬顶板弱化处理方法，为防治冲击地压提供了有效解决方案。另外，通过运用各类监测仪器，实现对煤矿各工作面以及巷道内冲击地压的实时监测，并对各测段的监测数据进行综合对比分析，发现在经顶板弱化处理后，巷道内的冲击地压得到了有效控制，煤体与煤柱的压力下降较明显，有效保障了煤矿井下作业安全。
1．2火灾预警
火灾是煤矿常见的安全灾害之一，针对煤矿生产中的火灾隐患，需结合矿井具体结构，合理布置火灾监测点，建立全面覆盖的井下火灾综合监测预警系统。在系统安装完毕后，需经安全性、可靠性和稳定性测试之后方可投入应用，确保系统可长时间的可靠、稳定运行，为安全管理工作提供可靠的数据支持，降低火灾隐患引发的煤矿安全事故的发生概率。
1．3粉尘治理
(1)液压支架架间粉尘治理。井下煤炭粉尘主要集中于每2个液压支架的前探梁之间、顶煤放置处、液压支架前连杆与掩护梁铰接的位置，需重点治理。针对该类区域的煤炭粉尘，可采用液压支架架间喷雾系统实现防治，该系统主控装置根据下风侧的接收器发出的动作信号实现对系统开启和关闭的自动控制，同时可设置系统定时开启和关闭，还可对喷雾系统直接进行遥控操作。
(2)煤炭运输过程中的粉尘治理。煤炭在运输过程中，伴随物料的抖动、摩擦等运动会有大量煤尘产生，尤其在前部刮板输送机卸载处和带式输送机拐弯处，煤炭粉尘产生量较大，加之该2个位置的空气易改变流动方向，易形成涡流，进而导致煤炭粉尘随空气涡流进入采煤工作面。在候补刮板输送机的位置由于支架的阻挡作用，空气流速小，所产生的粉尘量稍少于前部。对此，可采用联动喷雾方式和水平喷雾方式治理粉尘。该类喷雾装置主要通过超声波传感器和雷达传感器监测输送带上的物料是否处于运动状态，从而实现对喷雾装置的自动控制。当传感器监测到输送带上的物料处于运动状态时，向主控装置发出信号，主控装置在接收到信号之后，控制喷雾系统开启喷雾。但由于该方式在喷雾过程中喷雾量较大，水雾易聚集形成水滴，因此，通常被用于输送带上的粉尘防治，但在人行巷道中则不适用，以免导致人行巷道含水量过高，引发不必要的安全问题。通过利用自动化喷雾系统防治煤炭粉尘，可大幅度降低井下空气中的煤炭粉尘浓度，有效减少粉尘对井下工作人员身体健康的影响，进一步提高煤矿企业的安全效益和生产效益。
2煤矿安全问题改善措施
(1)加强安全经费投入。煤矿企业应进一步加大对煤矿生产安全方面的经费投入，通过研发、引进先进的机械设备替换陈旧的机械设备，并加强对新设备及先进技术的推广和应用。加强与科研院所的合作，深入研究煤矿各类安全问题产生的原因和治理方案，引进各类先进工艺、自动化系统，改善煤矿生产环境，加强对煤矿作业过程中各类因素的有效监控，全面保障煤矿生产安全。
(2)研发煤矿安全自动化监测系统(设备)。煤矿企业需进一步加强对煤矿安全综合自动化监测系统、设备和技术的研究，进一步提高综合自动化监测系统的监测精度及运行的可靠性。以现有的监测系统为基础，结合自动化技术对系统进行改造和升级，减少数据采集、传输过程中的误差，提高电气设备的灵敏度，进一步提升瓦斯防治的水平。同时，通过合理应用对综合性防火灭火系统，可更为准确地预报火警，提高采空区火灾隐患的防治水平，保障井下作业安全。
(3)提高员工安全意识。煤矿员工的安全意识水平是影响煤矿生产安全的重要因素，对此，有必要进一步强化煤矿员工的安全生产意识，将其作为煤矿生产工作中的重点工作进行开展，提高员工操作各类井下自动化设备的水平，最大限度地发挥自动化设备对于确保井下安全生产的作用。
3结语
自动化技术在煤矿生产过程中的应用对于确保煤矿生产安全具有重要作用。为此，分别分析了自动化技术在井下冲击地压防治、火灾预警以及粉尘治理方面的应用并就提高井下安全生产水平的措施进行了探讨，对于提高煤矿生产的自动化水平以及井下生产的安全性有一定的参考价值。
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