煤矿通风与安全论文

煤矿通风与安全论文

矿井通风与安全论文
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　前 言

　　通风是关系到煤矿生产安全的重要环节。确保通风系统的稳定可靠，要做到随矿井生产变化即时进行通风系统改造与协调，严格控制串联通风，强化局部通风管理，杜绝局部通风机无计划断电，做到通风系统正规合理、可靠、稳定.

　　矿井通风设计是整个矿井设计内容的重要组成部分，是保证安全生产的重要环节。因此，必须周密考虑，精心设计，力求实现预期效果。
　　第一章 矿井通风设计的内容与要求
　　矿井通风设计的基本任务是建立一个安全可靠、技术先进经济的矿井通风系统。矿井通风设计分为新建或扩建矿井通风设计。对于新建矿井的通风设计，既要考虑当前的需要，又要考虑长远发展的可能。对于改建或扩建矿井的通风设计，必须对矿井原有的生产与通风情况做出详细的调查，分析通风存在的问题，考虑矿井生产的特点和发展规划，充分利用原有的井巷与通风设备，在原有基础上提出更完善、更切合实际的通风设计。无论新建、改建或扩建矿井的通风设计，都必须贯彻党的技术经济政策，遵照国家颁布的矿山安全规程、技术规程、设计规范和有关的规定。
　　矿井通风设计一般分为两个时期，即基建时期与生产时期，分别进行设计计算。
　　第一节 矿井基建时期的通风
　　矿井基建时期的通风指建井过程中掘进井巷时的通风，即开凿井筒（或平硐）、井底车场、井下硐室、第一水平的运输巷道和通风巷道时的通风。此时期多用局部通风机对独头巷道进行局部通风。当两个井筒贯通后，主要通风机安装完毕，便可用主要通风机对已开凿的井巷实行全压通风，从而可缩短其余井巷与硐室掘进时局部通风的距离。
　　第二节 矿井生产时期的通风
　　矿井生产时期的通风是指矿井投产后，包括全矿开拓、采准和采煤工作面以及其他井巷的通风。这时期的通风设计，根据矿井生产年限的长短，又可分为两种情况：
　　（1）矿井服务年限不长时（大约15至20年），只做一次通风设计。矿井达产后通风阻力最小时为矿井通风容易时期；矿井通风阻力最大时为困难时期。依据这两个时期的生产情况进行设计计算，并选出对此两个时期的通风皆为适宜的通风设备。
　　（2）矿井服务年限较长时，考虑到通风机设备选型，矿井所需风量和风压的变化等因素，又需分为两个时期进行通风设计。第一水平为第一期，对该时期内通风容易和困难两种情况详细地进行设计计算。第二期的通风设计只做一般的原则规划，但对矿井通风系统，应根据矿井整个生产时期的技术经济因素，作出全面的考虑，以使确定的通风系统既可适应现实生产的要求，又能照顾长远的生产发展与变化情况。
　　矿井通风设计所需要的基础资料如下：
　　矿井地形地质图；矿岩游离二氧化硅（矽）、硫、放射性物质及瓦斯和有害气体的含量；煤岩自然发火倾向性；煤尘爆炸性；矿区气候条件，包括年最高、最低、平均气温、地温、地热增深率及常年主导风向等；矿岩容重、块度、松散系数、含泥量及粘结性；矿区有无老窑旧巷及其所在地点和存在情形；矿井年产量、服务年限、开拓系统、回采顺序、开采方法；产量分配和作业布置，同时作业的工作面数及备用工作面个数；同时开动的各种型号的凿岩机台数及其分布；同时爆破的最多炸药量；同时工作的最多人数等。
　　第三节 矿井通风设计的内容
　　（1）确定矿井通风系统
　　（2）矿井通风计算和风量分配
　　（3）矿井通风阻力计算
　　（4）选择通风设备
　　（5）概算矿井通风费用
　　此外，根据不同地区或矿井的特殊条件，还需警醒矿井空气温度调节的计算（具体内容见第八章）
　　第四节 矿井通风设计的要求
　　（1）将足够的新鲜空气有效地送到井下工作场所，保证生产和创造良好的劳动条件；
　　（2）通风系统简单，风流稳定，易于管理，具有抗灾能力；
　　（3）发生事故时，风流易于控制，人员便于撤出；
　　（4）有符合规定的井下环境及安全检测系统或检测措施；
　　（5）通风系统的基建投资省，营运费用低，综合经济效益好。
　　第二章 优选矿井通风系统
　　第一节 矿井通风系统的要求
　　（1）每一矿井必须有完整的独立通风系统。
　　（2）进风井口应按全年风向频率，必须布置在不受粉尘、煤尘、灰尘、有害气体和高温气体侵入的地方。
　　（3）箕斗提升井或装有胶带运送机的井筒不应兼做进风井，如果兼做进风井使用，必须采取措施，满足安全的需要。
　　（4）多风机通风系统，在满足风量按需分配的前提下，各主要通风机的工作风压应接近，当通风机之间的风压相差较大时，应减小共用风路的风压，使其不超过任何一个通风机风压的30%。
　　（5）每一个生产水平和每一采区，都必须布置回风巷，实行分区通风。
　　（6）井下爆破材料库必须有单独的新鲜风流，回风风流必须直接引入矿井的总回风巷或主要回风巷中。
　　（7）井下充电室必须用单独的新鲜风流通风，回风风流应引入回风巷。
　　第二节 确定矿井通风系统
　　根据矿井瓦斯涌出量、矿井设计生产能力、煤层赋存条件、表土层厚度、井田面积、地温、煤层自燃倾向性及兼顾中后期生产需要等条件，提出多个技术上可行的方案，通过优化或技术经济比较后确定矿井通风系统。矿井通风系统应具有较强的抗灾能力，当井下一旦发生灾害性事故后所选择的通风系统能将灾害控制在最小范围，并能迅速恢复正常生产。
　　第三章 矿井风量计算
　　第一节 矿井风量计算原则
　　矿井需风量，按下列要求分别计算，并采取其中最大值。
　　（1） 按井下同时工作最多人数计算，每人每分钟共计风量不得少于4m³；
　　（2） 按采煤、掘进、硐室及其他实际需要风量的总和进行计算。
　　第二节 矿井需风量的计算
　　1.采煤工作面需风量的计算
　　采煤工作面的风量应该按下列因素分别计算，取得最大值。
　　1） 按瓦斯涌出量计算
　　Qwi=100 Qgwi Kgwi
　　式中 Qwi——第i个采煤工作面需要风量，m³/min
　　Qgwi——第i个采煤工作面瓦斯绝对涌出量，m³/min
　　Kgwi——第i个采煤工作面因瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，它是该工作面瓦斯绝对涌出量的最大值和平均值之比。生产矿井可根据各个工作面正常生产条件时，至少进行5昼夜的观测，得出5个比值，取其最大值。通常机采工作面取Kgwi=1.2～1.6；炮采工作面取Kgwi=1.4～2.0；水采工作面取Kgwi=2.0～3.0。
　　2） 按工作面进风流温度计算
　　采煤工作面应有良好的气候条件。其进风流温度可根据风流温度预测方法进行计算。其气温与风速应符合表7-4-1的要求。

　　表7-4-1 采煤工作面空气温度与风速对应表
　　采煤工作面进风流气温/℃ 采煤工作面风速/m•s-1
　　<15
　　15~18
　　18~20
　　20~23
　　23~26 0.3~0.5
　　0.5～0.8
　　0.8～1.0
　　1.0～1.5
　　1.5～1.8

　　采煤工作面的需要风量计算：
　　Qwi=60 Vwi Swi Kwi
　　式中 Vwi——第i个采煤工作面的风速，按其进风流温度从表7-4-1中选取，m/s；
　　Swi——第i个采煤工作面有效通风断面，取最大和最小控顶时有效断面的平均值，m2
　　Kwi——第i个工作面的长度系数，可按表7-4-2选取。

　　表7-4-2 采煤工作面长度风量系数表
　　采煤工作面长度/m 工作面长度风量系数Kwi
　　<15
　　50～80
　　80～120
　　120~150
　　150~180
　　>180 0.8
　　0.9
　　1.0
　　1.1
　　1.2
　　1.30~1.40

　　3) 按使用炸药量计算
　　Qwi=25×Awi
　　式中 25——每使用1kg炸药的供风量，m3/min；
　　Awi——第i个工作面一次爆破使用的最大炸药量，kg；
　　4） 按工作人员数量计算
　　Qwi=4×nwi
　　式中 4——每人每分钟应供给的最低风量，m3/min；
　　nwi——第i个采煤工作面同时工作的最多人数，个。
　　5） 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：
　　Qwi≥60×0.25×Swi
　　按最高风速验算各个采煤工作面的最大风量：
　　Qwi≤60×0.25×Swi
　　采煤工作面有串联通风时，按其中一个最大需风量计算。备用工作面也按上述要求，并满足瓦斯、二氧化碳、风流温度和风速等规定计算需风量，且不得低于其回采时需风量的50%。
　　2.掘进工作面需风量的计算
　　煤巷、半煤岩和岩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） 按瓦斯涌出量计算
　　Qhi=100×Qghi×Kghi
　　式中 Qhi——第i个掘进工作面的需风量，m3/min；
　　Qghi——第i个掘进工作面的绝对瓦斯涌出量，m3/min；
　　Kghi——第i个掘进工作面的瓦斯涌出不均匀和备用风量系数，一般可取1.5～2.0。
　　2） 按炸药量计算
　　Qhi=25×Ahi
　　式中 25——使用1kg炸药的供风量，m3/min；
　　Ahi——第i个掘进工作面一次爆破使用的最大炸药量，kg。
　　3） 按局部通风机吸风量计算
　　Qhi= ∑Qhfi×Khfi
　　式中 ∑Qhfi——第i个掘进工作面同时运转的局部通风机额定风量的和。各种通风机的额定风量可按表7-4-3选取。
　　Khfi——为防止局部通风机吸循环风的风量备用系数，一般取1.2～1.3。进风巷道中无瓦斯涌出时取1.2，有瓦斯涌出时去1.3。

　　表7-4-3 各种局部通风机的额定风量
　　风机型号 额定风量/ m3•min-1
　　JBT-51(5.5KW)
　　JBT-52(11KW)
　　JBT-61(14KW)
　　JBT-62(28KW) 150
　　200
　　250
　　300

　　4)按工作人员数量计算
　　Qhi=4×nhi
　　式中nhi ——第i个掘进工作面同时工作的最多人数，人。
　　5）按风速进行验算
　　按最小风速验算，各个岩巷绝境工作面最小风量：
　　Qhi≥ 60×0.15×Shi
　　各个煤巷或半煤巷掘进工作面的最小风量：
　　Qhi≥ 60×0.25×Sdi
　　按最高风速验算，各个掘进工作面的最大风量：
　　Qhi≤ 60×4×Shi
　　式中Shi——第i个掘进工作面巷道的净断面积，m2。
　　3.硐室需风量计算
　　各个独立通风硐室的供风量，应根据不同类型的硐室分别进行计算：
　　1） 机电硐室
　　发热量大的机电硐室，按硐室中运行的机电设备发热量分别进行计算：
　　Qri= 3600×∑N×θ
　　ρ×Cp×60×Δt
　　式中Qhi——第i个机电硐室的需风量，m3/min；
　　∑N—机电硐室中运转的电动机（变压器）总功率，kw；
　　θ—机电硐室的发热系数，可根据实际考察由机电硐室内机械设备运转时的实际热量转换为相当于电器设备容量做无用功的系数确定，也可按表7-4-4选取；
　　ρ—空气密度，一般取1.2kg/ m3；
　　Cp—空气的定压比热，一般可取1kJ/（kg•K）；
　　Δt—机电硐室进、回风流的温度差，℃。
　　表7-4-4机电硐室发热系数（θ）表
　　机电硐室名称 发热系数
　　空气压缩机房 0.20~0.23
　　水泵房 0.01~0.03
　　变电所、绞车房 0.02~0.04
　　采区变电所及变电硐室，可按经验值确定需风量：
　　Qri=60~80 m3/min
　　2） 爆破材料库
　　Qri=4×V/60
　　式中 V—库房容积，m3
　　但大型爆破材料库不得小于100 m3/min，中小型爆破材料库不得小于60 m3/min。
　　3） 充电硐室
　　按其回风流中氢气浓度小于0.5%计算
　　Qri=200×qrhi
　　式中qrhi ——第i个充电硐室在充电时产生的氢气量，m3/min。
　　4.其他用风巷道的需风量计算机
　　各个其他巷道的需风量，应根据瓦斯涌出量和风速分别进行计算，采用其最大值。
　　1） 按瓦斯涌出量计算
　　Qoi=133×Qgoi×kgoi
　　式中Qgoi——第i个其他用风巷道的瓦斯绝对涌出量，m3/min；
　　koi ——第i个其他用风巷道瓦斯涌出不均匀的风量备用系数，一般可取kgoi=1.2~1.3.
　　2） 按最低风速验算
　　Qoi≥ 60×0.15×Soi
　　式中Soi——第i个其他井巷净断面积，m2。
　　5.矿井总风量计算
　　矿井的总进风量，应按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和计算：
　　Qm=（∑Qwt+∑Qht+∑Qrt+∑Qot）×km
　　式中∑Qwt—— 采煤工作面和备用工作面所需风量之和，m3/min；
　　∑Qht—— 掘进工作面所需风量之和，m3/min；
　　∑Qrt—— 硐室所需风量之和，m3/min；
　　∑Qot—— 其他用风地点所需风量之和，m3/min。
　　km—— 矿井通风（包括矿井内部漏风和配风不均匀等因素）系数，可取1.15~1.25。
　　第四章 矿井通风总阻力计算
　　第一节 矿井通风总阻力计算原则
　　（1）矿井通风总阻力，不应超过2940pa。
　　（2）矿井井巷的局部阻力，新建矿井（包括扩建矿井独立通风的扩建区）宜按井巷摩擦阻力的10%计算，扩建矿井宜按井巷摩擦阻力的15%计算。
　　第二节 矿井通风总阻力计算
　　矿井通风总阻力是指风流由进风井口起，到回风井口止，沿一条通路（风流路线）各个分支的摩擦阻力和局部阻力的总和，简称矿井总阻力，用hm表示。
　　对于有两台或多台主要通风机工作的矿井，矿井通风阻力应按每台主要通风机所服务的系统分别计算。
　　在主要通风机的服务年限内，随着采煤工作面及采区接替的变化，通风系统的总阻力也将因之变化。为了使主要通风机在整个服务期限都能满足需要，而且主要通风机有较高的运转效率，需要按照开拓开采布局和采掘工作面接替安排，对主要通风机服务期内不同时期的系统总阻力的变化进行分析，当根据风量和巷道参数（断面、长度等）直接判定出最大总阻力路线时，可按该路线的阻力计算矿井总阻力，当不能直接判定时，应选几条可能最大的路线进行计算比较，然后确定该时期的矿井总阻力。
　　在矿井通风系统总阻力最小时称通风容易时期。通风系统总阻力最大时称为通风困难时期。对于通风容易和困难时期，要分别画出通风系统图。按照采掘工作面及硐室的需要分配风量，再由各段风路的阻力计算矿井总压力。
　　为便于计算和查验，可用表7-4-5的格式，沿着通风容易和困难时期的风流路线，依次计算各段摩擦阻力hft，然后分别计算得出容易和困难时期的总摩擦阻力hfe和hfd，再乘以1.1（扩建矿井乘以1.15）后，得两个时期的矿井总压力hme和hmd。
　　通风容易时期总阻力 hme=（1.1～1.15）hfe
　　通风困难时期总阻力 hmd=（1.1～1.15）hfd
　　上面两式中hf按下式计算：
　　hf= hfi
　　式中 hfi= Qi2
　　第五章 矿井通风设备的选择
　　第一节 矿井通风设备是指主要通风机和电动机。
　　（1） 矿井必须装设两套同等能力的主通风设备，其中一套做备用。
　　（2） 选择通风设备应满足第一开采水平各个时期工况变化，并使通风设备长期高效率运行。当工况变化较大时，根据矿井分期时间及节能情况，应分期选择电动机。
　　（3） 通风机能力应留有一定的余量，轴流式通风机在最大设计负压和风量时，轮叶运转角度应比允许范围小5°；离心式通风机的选型设计转速不宜大于允许最高转速的90%。
　　（4） 进、出风井井口的高差在150m以上，或进、出风井井口标高相同，但井深400m以上时，宜计算矿井的自然风压。
　　第二节 主要通风机的选择
　　（1）计算通风机风量Qf
　　由于外部漏风（即井口防爆门及主要通风机附近的反风门等处的漏风），风机风量Qf大于矿井风量Qm
　　Qf=k Qm
　　式中 Qf—— 主要通风机的工作风量，m3/s；
　　Qm——矿井需风量，m3/s；
　　K——漏风损失系数，风井不做提升用时取1.1，箕斗井做回风用时取1.15；回风并兼做升降人员时取1.2。
　　（2）计算通风机风压
　　通风机全压Htd和矿井自然风压HN共同作用克服矿井通风系统的总阻力hm、通风机附属装置（风硐和扩散器）的阻力hd及扩散器出口动能损失Hvd。当自然风压与通风机风压作用相同时取“-”；自然风压与通风机负压作用反向时取“+”。根据提供的通风机性能曲线，由下式求出通风机风压：
　　Htd=hm+hd+Hvd±HN
　　通产离心式通风机提供的大多是全压曲线，而轴流式通风机提供的大多是静压曲线。因此，对抽出式通风矿井：
　　离心式通风机：
　　容易时期 Htd min=hm+hd+Hvd±HN
　　困难时期 Htd max=hm+hd+Hvd±HN
　　表7-4-5 矿井通风阻力计算表
　　时期 节点序号 巷道名称 支护形式 a/
　　Ns2m-4 L/M U/M S/m2 S3/s6 R/
　　Ns2m-8 Q/
　　m3s-1 Q2/
　　m6s-2 hfi
　　/pa V/
　　ms-1
　　容易时期
　　hfi=∑hfi= pa
　　困难时期
　　hfi=∑hfi= pa

　　轴流式通风机：
　　容易时期 Htd min=hm+hd-HN
　　困难时期 Htd max=hm+hd+HN
　　通风容易时期为使自然风压与通风机风压作用相同时，通风机有较高的效率，故从通风系统阻力中减去自然风压HN；通风困难时期，为使自然风压与通风机风压作用反向时，通风机能力满足，故通风系统阻力中加上自然风压HN。
　　（3）初选通风机
　　根据计算的矿井通风容易时期通风机的Qf、Hsd min（或Htd max）和矿井通风困难时期通风机的Qf、Hsd max（或Htd max）在通风机特性曲线上，选出满足矿井通风要求的通风机。
　　（4）求通风机的实际工况点
　　因为根据Qf、Hsd max（或Htd max）和Qf、Hsd min（或Htd max）确定的工况点，即设计工况点不一点恰好在所选择通风机的特性曲线上，必须根据通风机的工作阻力，确定其实际工况点。
　　1） 计算通风机的工作风阻
　　用静压特性曲线时：
　　Ssd min=
　　Ssd max=
　　用全压特性曲线时：
　　RTd min=
　　STd max=
　　2）确定通风机的实际工况点
　　在通风机特性曲线图中做通风机工作风阻曲线，与风压曲线的交点即为实际工况点。
　　（5） 确定通风机的型号和转速
　　根据各台通风机的工况参数（Qf、Hsd、η、N）对初选的通风机进行技术、经济和安全性比较，最后确定满足矿井通风要求，技术先进、效率高和运转费用低的通风机的型号和转速。
　　（6）电动机选择
　　1）通风机输入功率按通风容易及困难时期，分别计算通风机所需输入功率Nmin、Nmax。
　　Nmin= Qf Hsd min/1000ηs Nmax= Qf Hsd max/1000ηs
　　或Nmin= Qf Htd min/1000ηt Nmax= Qf Htd max/1000ηt
　　式中ηt、ηs分别为通风机全压效率和静压效率；
　　2）电动机的台数和种类
　　当Nmin≥0.6Nmax时，可选一台电动机，电动机功率为
　　Ne=Nmax•ke/（ηeηtr）
　　当Nmin<0.6Nmax时，可选两台电动机，其功率分别为
　　初期 Nemin= •ke/（ηeηtr）
　　后期按Ne=Nmax•ke/（ηeηtr）计算。
　　式中 ke——电动机容量备用系数，ke=1.1～1.2
　　ηe——电动机效率，ηe=0.9～0.94（大型电动机取较高值）
　　ηtr——传动效率，电动机与通风机直联时ηtr=1，皮带传动时ηtr=0.95。
　　电动机功率在400～500kw以上时，宜选用同步电动机。其优点是在低负荷运转时，可用来改善电网功率因数，使矿井经济用电；缺点是这种电动机的购置和安装费较高。
　　第六章 概算矿井通风费用
　　吨煤通风成本是通风设计和管理的重要经济指标。统计分析成本的构成，则是探求降低成本提高经济效益不可少的基础资料。
　　吨煤通风成本主要包括下列费用：
　　1. 电费（W1）
　　吨煤的通风电费为主要通风机年耗电费及井下辅助通风机、局部通风机电费之和除以年产量，可用如下公式计算：
　　W1=（E+EA）×D/T
　　式中 E——主要通风机年耗电量，设计中用下式计算：
　　通风容易时期和困难时期共选一台电动机时，
　　E=8760（Nemin+ Nemax）/（keηvηw）
　　选两台电动机时
　　E=4380（Nemin+ Nemax）/（keηvηw）
　　式中 D——电价，元/kw•h
　　T——矿井年产量，t；
　　EA——局部通风机和辅助通风机的年耗电量；
　　ηv——变压器效率，可取0.95
　　ηw——电缆输电效率，取决于电缆长度和每米电缆损耗，在0.9～0.95范围内选取。
　　2. 设备折旧费
　　通风设备的折旧费与设备数量、成本及服务年限有关可用表7-4-6计算。
　　吨煤的通风设备折旧费W2为
　　W2=（G1+G2）/T
　　表7-4-6通风成本计算表

　　序
　　号
　　设备名称
　　计算单位

　　数量 总成本
　　总计 服
　　务
　　年
　　限 基本投资折旧费 大修理折旧费
　　备注
　　单位成本 设备费 运输及安装费

　　3. 材料消耗费用
　　包括各种通风构筑物的材料费，通风机和电动机润滑油料费，防尘等设施费用。每吨煤的通风材料消耗费W3为：
　　W3=C/T
　　式中 C——材料消耗总费用，元/a。
　　4. 通风工作人员工资费用
　　矿井通风工作人员，每年工资总额为A（元），则一吨煤的工资费用W4为
　　W4= A/T
　　5. 专为通风服务的井巷工程折旧费和维护费
　　折算至吨煤的费用为W5。
　　6.每吨煤的通风仪表的购置费和维修费用W6
　　矿井每采一吨煤的通风总费用W为
　　W= W1 +W2+ W3+ W4+ W5+ W6矿井

　　结束语
　　三年的学习已近尾声,我通过三年来的系统学习,使我掌握了坚实的基础理论和系统的专门知识,也使我的业务水平有了很大的提高,而着一切,都是归功于辽源职业技术学院的各位老师的深切教诲与热情鼓励.在即将毕业之际,我要感谢三年来的所有教育我,关心我的老师们,是他们在我学习期间给了我最有力的帮助和鼓励,使我能顺利的完成学业,对此,我表示衷心地感谢!本课题是我在我的导师刘温暖教授的悉心指导下完成的.半年多来,刘教授多次询问课题进程,帮助我开拓研究思路.刘教授以其严谨求实的治学态度,高度的敬业精神,孜孜以求的工作作风和大胆创新的进去精神给我树立了榜样.在此向刘教授致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

　　参考文献
　　(1)矿井通风与安全 作　者： 何廷山 2009
　　(2)煤矿开采技术专业及专业群教材 作者 喻晓峰 刘其志

有关煤矿安全方面的论文谁有。给咱发一篇吧

在我国的能源工业中，煤炭占我国一次能源生
产和消费结构中的70％左右，预计到2050年还将占
50％以上，因此，煤炭在相当长的时期内仍将是我国
的主要能源。2002年全国煤炭总量为13．9亿吨，
2003年为16．0亿吨，2004年煤炭产量尽管达到了
19．60亿吨，2005年达到21亿吨，仍不能完全满足
需求[1_2]。当前，我国经济的快速增长，对煤炭工业
发展提出了更高的要求。为此，必须确保煤炭工业
*文章编号：1003—3033(2006)05—0042—05；收稿日期：2006—02—10；修稿日期：2006—04—12
万方数据
第5期林柏泉等：我国煤矿安全现状及应当采取的对策分析·43·
持续、稳定、健康的发展。
2当前煤矿安全生产形势
我国95％的煤矿开采是地下作业，煤矿安全生
产形势仍十分严峻，具体表现为：
1)煤矿事故的死亡人数占工矿企业一次死亡
10人以上特大事故的死亡人数的72．8％～89．6％
(2002--2005年)；
2)煤矿企业一次死亡10人以上事故中，瓦斯
事故占死亡人数的71％。煤矿所面临的重大灾害
事故是相当严峻的，造成的损失是极其惨重的。
例如：2004年10月20日发生在郑州大平煤矿
的瓦斯爆炸事故，死亡148人；2004年11月28 Et发
生在铜川陈家山煤矿的瓦斯爆炸事故，死亡166人；
2005年2月14 El发生在阜新孙家湾矿的瓦斯爆炸
事故，死亡214人；2005年11月27 El发生在七台河
东风煤矿的煤尘爆炸事故，死亡171人[3-51。
3)由于煤矿事故多，死亡人数多，造成了我国
煤矿的百万吨死亡率一直居高不下，与先进采煤国
家的差距很大。
20(K卜_2004年我国煤矿的百万吨死亡率为
6～3，而国外先进采煤国家煤矿百万吨死亡率非常
低。如2000年，南非煤矿的百万吨死亡率为0．13，
印度为0．42，波兰为0．26，俄罗斯为0．46。2002年
美国煤矿百万吨死亡率只有0．025。由此可见，我
国煤矿安全生产水平与国外先进采煤国家相比，还
有很大差距蚓6。
4)煤矿特大及特别重大瓦斯(煤尘)灾害事故
的频发不但造成国家财产和公民生命的巨大损失，
而且严重地影响了我国的国际声誉。在以人为本、
关爱生命、建立和谐社会的背景条件下，我国煤矿必
须大幅度减少和控制特大以上瓦斯事故的发生。
5)实际上，煤矿瓦斯事故的发生不是偶然的，
它是以往煤矿生产过程中存在问题的集中暴露，涉
及许多方面，既有自然因素、科技投入和研究的不
足，也有人为的条件以及国家的体制、管理、经济政
策，社会的传统观念，煤矿企业的文化素质等等。
3煤矿生产中存在的主要问题[7]
1)我国煤层自然赋存条件复杂多变，影响煤矿
安全生产的因素多，是造成事故的客观因素。
我国煤矿开采的煤层大多属于石炭二迭纪的煤
层，其中瓦斯含量大、煤层透气性低，地质构造复杂，
不易在开采前抽放瓦斯，但在采掘时，瓦斯放散量
大，再加上开采煤层地质条件复杂和开采规模的扩
大、开采集约化程度的提高，导致采动诱发的应力
场、煤岩体裂隙场及瓦斯流动场的变化更加复杂多
变，原有安全技术及理论基础已难以适应当前煤矿
安全高效生产的迫切需求。在一定条件下容易诱发
煤与瓦斯突出和瓦斯的突然涌出现象，造成瓦斯
事故。
中国的煤矿都是瓦斯矿，且高瓦斯矿井和煤与
瓦斯突出矿井占48％，突出灾害的发生次数为世界
之最，每年达数百次。突出的规模为几百吨、几千
吨，甚至超过万吨，需要解决的技术难题多。而美
国、澳大利亚的煤矿多为露天矿，煤层的赋存条件相
对简单，有突出灾害的煤矿所占比例小，所采取的措
施往往是停产关闭。但是，我国的情况不同，在目前
的能源供应条件下，对高瓦斯矿井和突出矿井，不可
能采取停产关闭的措施。为此，只能是自主开发与
之相应的安全技术相结合，以确保高瓦斯矿井和突
出矿井的安全生产。
2)国家对煤矿企业的技术定位不够准确是主
观因素。
长期以来，煤矿在人们的心目中是技术水平不
高，要求比较低的劳动密集型产业，因而长期以来，
技术投入不足，装备水平差，产业技术人才匮乏，劳
动效率低。把“千军万马”的队伍放在高度危险的作
业环境中劳动，因而一旦出现瓦斯(煤尘)爆炸、矿井
火灾等事故时，容易导致损失惨重，甚至全矿毁灭的
现象。
而美国、澳大利亚等先进国家的煤矿，实现了高
度机械化，井下工作人员少，全矿的巷道布局简洁，
巷道面积大，风流通畅，一旦发生灾变时，易于撤离，
可能造成伤亡人员较少。另外，在煤矿井下工作的
人员，从某种意义上讲也是危险源，一旦出现违章
作业(有意或者无意)，就可能导致事故的发生。所
以对高危行业，应最大可能实现机械化，尽量减少
人员。
例如：澳大利亚2003年煤矿死亡人数为0，优于
其他行业，其中主要原因之一就是得益于实现了高
度机械化，井下作业人员少；
2006年1月2日美国东部西弗吉尼亚州阿普舒
尔县萨戈煤矿发生爆炸事故，仅死亡12人，也是得
益于井下作业人员少【8J8。
煤矿生产属于高危行业，仅靠“千军万马”低技
能、低素质的矿工劳动，造成的事故风险是极大的，
万方数据
·44·
中国安全科学学报
Oaina Safety Science Jcxmml
第16卷
2006芷
安全生产的观点，在社会上长期未能得到共识。为
此，笔者建议国家应当将煤矿列入高危行业，给予必
要的投入，建立煤矿行业准入制度，甚至在新矿井设
计时，就应当要求提高技术装备水平和劳动生产率。
而目前的实际情况有时则相反，既为了满足地方扩
大就业面的要求，甚至降低技术装备水平和劳动生
产效率，造成资金被工资占用，无力更新设备和提高
矿井的安全装备水平。
3)大多数煤矿技术水平低下，从业人员素质
低，工程技术人员缺口多，难以适应高危环境的要求
是不容忽视的现实。
由于煤矿劳动生产率低，全行业的工资收入差，
在全国二十几个行业中排名倒数第二，而且工作危
险、作业环境恶劣，劳动强度大，工作时间长。这就
造成了人才的大量流失，出现了“工程、技术、管理
人才缺口多，愿意到煤矿长期工作的一线人才少”的
现象。
以平顶山煤业集团为例，2001--2003年，流失的
高级工程师就达162人；四川省连续6年没有进
一个学采矿的大学毕业生。其导致的结果是：一方
面安全技术装备不足，另一方面已有的安全技术装
备由于缺乏高水平的人才而不能发挥应有的作用。
以2004年10月20日发生在郑煤大平煤矿的
“10·20”瓦斯突出引发的瓦斯爆炸事故为例，一280
水平煤与瓦斯突出的瓦斯、流逆行到上水平运输大
巷，多处瓦斯浓度监测仪超限报警，预示着全矿处于
瓦斯爆炸一触即发，面临毁灭的边缘时，竟然在
31分钟内没有采取切断电源的措施，致使架线电机
车行驶到巷道拐弯处引起瓦斯爆炸，造成死亡
148人的特别重大事故。
对于广大的煤矿职工来说，安全文化素质更是
—个严重的问题。由于煤矿是高危行业，煤炭生产
过程中的不确定因素多，应当需要高素质的人才去
从事该项工作，才能应付生产过程中出现的复杂局
面。但是，实际情况是：由于工资较其他行业低、作
业环境恶劣、劳动强度大和工作时间长的现状，加上
当前年轻人多为独生子女的情况下，就很难招收到
有一定文化程度的技术工人。因此，就只能招收农
民工，而且缺乏应有的技术培训。采用安全知识和
技能水平低下的劳动者，在这种高危环境中作业，产
生事故是难以避免的。
4)基础工作薄弱，安全技术装备不足是客观存
在的现实。
煤矿矿井的寿命多为几十年，甚至上百年，当建
井初期，矿井的生产系统还是比较好的，但随着开采
深度加大，范围延伸扩展，瓦斯涌出量增多，地应力
和瓦斯压力增大，危险程度急剧增长，原有的矿井生
产系统就难以适应要求，而又没有可能自筹资金来
改建生产系统。也就是说，很多煤矿只能维持简单
再生产，前几年困难时，甚至发不出工资。长期以来
安全投入少，装备差，有的矿民国时期、解放初期的
安全装备还在用，抗灾能力差，所以不产生事故则
已，一旦发生事故往往就是大事故。
近年来，随着国家对煤矿安全的重视和投入，矿
井安全装备有了很大的改善和提高，但还有许多矿
井的安全设施达不到要求，这也是当前存在的安全
隐患。为此，建议进一步加大对煤矿安全的投入，改
善煤矿安全生产状况。
5)国家对煤矿的税制不够完善也是客观存在
的事实。
在笔者的印象中，税制改革时，统一采用17％
的增值税，由于煤炭属于初级产品，不同于机电产
品，没有副加值，是原料产品，现行税制显然是不适
用的，所以税率下调了三四个百分点，笔者认为还不
够，应当进一步下调税率。
另外，为了保护国有资源和减少资源开采所造
成的污染，笔者认为对煤炭应征收资源费和环境保
护费以补偿国家的投入，收费的标准应根据自然地
理环境、煤质的优劣程度和煤矿开采体制(国有、集
体和个体)而不同，以体现在市场经济条件下的相对
公平原则和提高资源的回收率，对高瓦斯矿井应当
将减少的税费投入到安全和环保的技术改造中去。
瓦斯实际上又是资源，通过瓦斯抽放不仅可以
解决煤矿生产中的安全问题，而且可以提高资源的
利用率，减少对大气的污染。因此，为了鼓励矿井瓦
斯抽放工作，建议：抽放瓦斯利用的收入应减免税
收，且鼓励瓦斯发电和开发新的瓦斯利用途径(尤其
是低浓度瓦斯的合理利用)，使高瓦斯矿井有积极性
千方百计地提高瓦斯抽放量和利用量。既提高了矿
井的安全性，又降低了瓦斯对大气的温室效应(瓦斯
对大气的温室效应是二氧化炭的21倍)t9]，同时，还
增加了资源的回收率，真正实现煤和气的共采。
6)对事故后的处理未能充分体现惩前毖后的
作用也是客观存在的现象。
长期以来，在处理瓦斯爆炸等大型恶性事故时，
一方面对大量人员的伤亡和国家财产的损失深感痛
心，觉得应严惩有关责任人，但另一方面也看到了事
故的产生原因是多方面的。矿井自然条件困难，生
万方数据
第5期林柏泉等：我国煤矿安全现状及应当采取的对策分析·45·
产系统不完善，安全设施不足，人员素质差，既有当
事人的责任，也有领导和客观环境的原因。笔者对
矿工有发至内心的同情和忧虑，觉得在煤矿工作工
资低，环境恶劣，能下井上班，坚持工作，就算不易
了。希望对他尊重、关爱和保护，创造安全生产的条
件，否则，就更没有人干这一行了。
虽然，近几年煤矿领导人工资待遇有较大提高，
情况有所变化，但是，许多煤矿的领导是一年四季都
在矿上坚持工作(除了外出开会)，每天工作十多个
小时，无节假日，时刻还担心井下出事，连晚上睡觉
都不安宁。因此，从所付出的劳动和其他行业相比，
也不算高。
4建议应当采取的对策和措施
当前，尽管煤矿安全生产形势严峻，特别重大事
故时有发生，存在许多问题，但是，也并不是一无是
处。其有利条件是：有经验丰富、政治文化素质高的
各级领导；有经过数十年建设的强大物质基础；有建
国几十年来培养起来的技术队伍；有经过多次修订
的煤矿安全规程和防治煤与瓦斯突出细则等规程规
定；有专业化的煤矿安全研究机构和有关的大专院
校；许多大的煤矿企业还有自己的瓦斯防治机构等
..应该说做到控制瓦斯事故的频发是完全可能实
现的。
特别是我国有具有世界先进生产水平的神华煤
矿，也有在高瓦斯和突出危险条件下、多年来实现安
全高产的淮南和平顶山煤业集团公司等所获得的技
术及管理经验。科学的理念和先进的技术对搞好煤
矿安全生产，都是可贵的。为了扭转当前煤矿安全
生产的状况，笔者建议，应主要采取如下对策和
措施。
4．1加强宣传和职工的培训工作，提高从业人员的
素质，减少入的不安全行为
1)将最近几次大的瓦斯事故做成vCD光盘，分
发到全国所有的瓦斯矿井，说明事故产生的原因，分
析有关的责任，措施的不足之处，事故的教训，以敲
响警钟。在瓦斯矿井要做到人人皆知，像抗非典那
样，深入人心，关心瓦斯灾害防治，做到了解安全规
程，执行安全规程的模范。尤其是应当使煤矿职工
了解其所工作范围内所存在的危险源，知道危险出
现时应当采取何种措施，具备解决相关危险的能力，
以减少人的不安全行为导致的事故。
2)对高瓦斯矿井和突出矿井的负责人更应当
进行技术培训并实行上岗证制度，宣讲近年来的灾
害事故的实例，经验和教训，以提高一线领导人员的
素质和水平，提高他们对灾害事故的预见性和发生
事故时的应对处理能力。
3)对地矿学科的艰苦专业，国家给予奖学金，
并和学生签订毕业后在煤矿企业工作年限的协议，
同时，提高在煤矿工作的技术人员的待遇，建立煤矿
行业从业人员最低工资制度，改善其工作环境，以保
证在煤矿中后继有人。
4．2加强科研工作力度，提高安全生产水平。建立
本质安全化的生产体系
党和政府历来对煤矿企业的安全生产十分重
视，相继出台了“劳动法”、“安全生产法”、“煤矿安全
规程”等，安全管理能力得到了不断的加强，煤炭开
采技术水平也得到了不断的提高，在国有重点煤矿
中，综合机械化开采技术比例达到了60％左右。但
是，煤矿重大瓦斯事故仍然时有发生，产生这些事故
的直接原因是我国煤层瓦斯富集条件的复杂性，地
下作业诱发的采动应力场、煤岩体裂隙场及瓦斯流
动场的3场互动性，矿井瓦斯动力灾害的突发性，巷
道网络化体系中发生的瓦斯爆炸传播过程的流动
场、温度场和化学场的耦合性，增加了探索瓦斯动力
灾害事故机理及防治技术的难度。特别是近十多年
来，开采深度的加大和开采集约化程度的提高导致
开采条件更趋复杂，原有安全技术及理论基础已难
以适应当前煤矿安全高效生产的迫切需求。因此，
应当采取相应的措施：
1)进一步加强科研工作力度，特别是应当针对
当前开采条件进行研究，其中包括基础理论的研究、
应用技术的开发和安全装备的研制，以便为建立本
质安全化的矿井生产系统奠定基础。
2)对高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井，建议应
当成立瓦斯防治小组或研究所，通过与高等院校和
专职科研单位的合作，测定矿井采掘范围内煤层的
瓦斯压力、煤层透气性、煤的强度、煤层瓦斯含量等
技术参数，查明矿井有关区域的瓦斯危险程度，解
决生产过程中遇到的技术难题，预测预报在采掘过
程中应注意的事项，并提出应采取的措施。
3)对高危矿井要投入必要的资金，改造通风系
统和设备，装备瓦斯抽放系统、监测设备，矿井防灾
救护系统等安全设施和装备，以改善安全生产的环
境，提高生产系统的抗灾能力。
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2006焦
4．3对高瓦斯和突出矿井应当制订特殊政策，采取
特殊措施，以利于健康发展
高瓦斯和突出矿井既有资源赋存条件差和容易
诱发事故的一面，同时又拥有相对丰富的瓦斯资源。
国家应当对其制定特殊的政策：
减少对高瓦斯矿，特别是突出矿井的税收额度，
将少收的税款补助至矿井对安全的投入中去，以改
善矿井的安全条件；
鼓励其进行瓦斯抽放和开发利用瓦斯，并且在
开发利用瓦斯的过程中应减免税收，鼓励瓦斯发电，
其所发的电可并网运行，不得限制和歧视。
5结论
煤炭是我国的主要能源，在今后相当长的时期
内以煤为主的格局不会改变，笔者通过对我国煤矿
安全生产现状分析及应当采取的对策分析，有以下
两点结论：
1)近年来，煤矿行业事故多发是由多方面因素
造成的，其中包括：我国煤层自然赋存条件复杂多
变，国家对煤矿企业的技术定位不够准确，煤矿从业
人员素质不高，难以满足工作环境对人员素质的要
求，现有煤矿安全技术装备不到位以及国家对煤矿
的税制不够合理等。
2)为了解决当前煤矿生产过程中存在的问题，
应当采取综合措施予以解决。其中包括：加强宣传
和职工的培训工作，提高从业人员的素质，减少人的
不安全行为，要建立煤矿行业从业人员最低工资制
度，改善其工作环境，以保证在煤矿中后继有人；加
强科研工作力度，提高安全生产水平，建立本质安全
化的生产体系；对高瓦斯和突出矿井应当制订特殊
政策，采取特殊措施，以利于健康发展[10]。
而上述问题的解决，需要引起全社会的共同关
注和企业、政府等相关部门的共同参与，才能更有效
地推动我国煤矿的安全与健康发展。

浅谈如何做好矿井通风安全工作

1. 全面提高矿井通风安全管理人员的素质
人是矿井通风安全管理工作的主体，要想切实保障矿井通风安全，管理好通风安全管理人员最为重要。作为管理者，首先应站在战略的高度，全面认识和了解通风安全工作，从根本上改变安全管理隐患。对此，一方面要加强通风安全管理人员管理知识的培训学习，拓宽视野和心胸；另一方面，要加强专业知识的培训学习，让管理者有意识并有途径去改善通风安全问题；最后要不断提升管理者的责任意识和职业道德素质，安全即是责任。
2. 实施安全责任管理制，安全管理科学化
对安全管理和执行的各个岗位和工种进行较明确且合理的职能划分，根据职能和职责轻重，优化配置权、责、利，用制度规范，用标准约束，用奖惩激励，最大限度调动矿井通风管理人员及责任人的工作热情，提高主动性和积极性，一方面消除不当管理行为和不良管理思想，另一方面保证通风安全管理和通风安全责任人队伍的相对稳定。
3. 建立健全相关制度和标准，通风安全管理质量标准化
落实通风质量监管标准是通风安全管理质量标准化的主要任务。标准的作用是前置事后检测工作，目标是实现每个环节、每道工序的零误差和零纰漏，主要是对通风设备的每个风扇、每个通风机、每道墙的安装进行严密的检测。标准化及其执行，不仅可以提高通风质量管理，还能确保工作质量本身的计量无误。
4. 严格把握设计和审批关，从源头严格管控
本着以人为本，关爱生命，关注健康的理念，从通风安全设施的设计和设计审查着手，从源头上严格把关，在新建矿井和新建采区时严格执行《煤矿安全规程》，在一些瓦斯浓度高、煤层易燃易爆的矿井布置专用回风道，要求在规定期限内整改已有生产矿井。合理布置运输设备，加强喷雾降尘工作，最大限度重视和保护井下工作人员的身体健康。
5. 通风安全管理日常化，时刻确保“质”“量”生产
通风安全管理日常化，一方面在对通风设备进行安装时应考虑日常管理的便利性，对安装位置、型号及设备质量都要慎重考虑；其次定期维护通风管理设备，清洗通风设备上附着的矿尘、煤渣等，及时维修维护损坏的通风设备，避免因设备不能正常工作造成的矿井大量漏风而造成的井下气温升高、粉尘集聚等形成的恶劣工作环境甚至安全隐患，影响生产效率。
6. 够建合理稳定的通风网络结构，保障风流稳定
在通风安全的技术层面，要够建合理稳定的通风网络结构，首先要保证矿井有足够的通风能力，井下做到采掘工作面、主要设备硐室都采用独立通风，不出现不符合规定的串联风、无风、微风、循环风等现象，各个用风点风量满足要求的同时，严格执行标准，禁止超通风能力生产；其次杜绝矿井多水平同时开采。井下火药库应要有单独的进风通道，回风必须直接引入矿井主要回风巷道或独立回风，且保证有足够的新鲜风流；最后，需按标准进行通风网络核算，预测风量分配和阻力分布。合理选择通风机型号，通风系统布置时多方位考虑，保证风流稳定。