“一通三防”技术的应用现状及未来发展

【摘要】在煤矿生产的整个过程中时刻都会受到瓦斯、煤尘、火以及水、顶板等自然灾害的威胁，为此做好“一通三防”管理工作至关重要。矿井的“一通三防”指的是矿井通风、防治瓦斯、防治煤尘、防灭火，要求根据安全指导方针及事故发生规律制定科学的防治措施，创造良好的气候条件，达到安全生产的目的。基于通风系统优化调整，重点论述了瓦斯综合治理、综合防尘、防火灭火以及提升“一通三防”水平的措施。

【关键词】一通三防；现状；发展

“一通三防”技术必须要贯穿于煤矿生产的始终，同时要具有规划性、超前性以及指导性。搞好“一通三防”工作的关键就是从矿井的开拓设计做好通风设计，这就要求设计者对矿区的煤层瓦斯含量及涌出量进行实际勘测，从而基于以上资料根据矿井的生产发展规划合理的确定通风参数。尤其是随着煤矿生产技术及条件的改善，一通三防技术也要与时俱进，从而提升煤矿生产的安全性。为此提升矿井“一通三防”工作具有极为重大的社会及经济意义。

1、“一通三防”技术的创新与集成

在我国的煤矿生产中主要存在的灾害有瓦斯、尘害、火灾、煤岩动力灾害、水害以及热害等，由于瓦斯是煤的伴生物，附着在煤炭的孔隙之间，大多数煤矿矿井都会涌出瓦斯。同时我国近乎三分之一的煤矿属于煤与瓦斯突出以及高瓦斯矿井，每年的瓦斯涌出量超过100亿立方米。尤其是我国主要的煤矿开采方式多数为地下开采方式，具有较广的地域分布及较大的地域差异，从而致使灾害事故频发，也导致煤矿行业成为高危行业。

“一通三防”技术一直以来都是治理煤矿灾害的重中之重，经过多年的发展，无论是专用设备还是安全监测仪器都得到了全面的发展，也形成了一些适用于全国煤矿生产及灾害防治的技术体系，为安全生产提供了重要保障。

2、开展通风系统优化调整工作

通风管理是开展“一通三防”管理的首要环节，只有有了可靠地通风系统才能保证“一通三防”的后续工作的顺利开展。随着矿区生产向着深部及边远采区转移，矿井的通风流程也随之改变，同时通风网络也更加复杂，从而也导致局部风量的分配困难。此外在一些矿井还存在多风井通风矿井风机的负荷不均、电机大马拉小车、个别风井能力过剩、风机运行效率低下、电能浪费问题突出等问题，此外部分回风巷年久失修，致使矿井通风压力提升。

这些问题的存在极大的增加了“一通三防”的难度，尤其是为风量的按需分配、防火灭火以及矿井经济通风带来了极大的困难。为此如何改善老矿井的通风系统，在保证通风系统安全稳定的基础上实现系统的高效经济运行成为当务之急。下面就结合神东矿区对通风系统的优化调整工作论述对通风系统的优化措施。

2.1建立通风系统评估办法

通风系统层次模型的建立要从通风系统安全稳定及经济运行等方面综合评价，从而得到一种通风系统的研究方法并找到优化的依据及目标。这一模型的建立要综合矿井通风系统的网络通过能力、设备能力、工况点的合理性、抗灾能力、系统可靠性等因素研究制定矿井通风系统的评估模型。这一模型可以对矿井的通风能力、主要通风机工况点运行合理性、通风系统经济性、矿井系统抗灾能力五方面进行评价。

2.2建立通风系统网络数学模型数据库

进行通风系统优化调整的前提是对系统进行定量、定性的分析，从而确定影响通风系统安全经济运行的因素及最佳解决途径。其中定量分析要通过技术测定、网络解算得到系统不同环节存在的问题，提出并优选调整改造方案，最后预计实施效果。经过多年的实践摸索已经逐步的将计算机管理应用于通风系统管理过程，包括建立了巷道通风阻力参数数据库以及通风网络数学模型数据库、计算机数据制图三部分工作。通过应用通风机与通风网络构成的应用计算机模拟可以对矿井风量进行调节及分配，不仅解决了人工难以替代完成的问题，同时也使之更科学、直观的特点。

2.3积极研究探索通风系统优化调整改造的办法

（1）优化通风网络。基于老矿井通风阻力的分布规律及回风段比例大的特点，重点对回风系统进行优化调整。针对转入深部水平的矿井选择留用浅部已采上下山巷道，然后经过进一步的改造作为总回风巷，从而形成多巷道并联回风网络；其次是针对于回风量集中、阻力大的回风系统要增补并联风道，从而起到扩大回风断面、降低通风阻力以及改善通风状况的目的；此外对并联回风巷道进行角联，从而达到自然合理的对巷道风量进行调节配置，减少回风系统风阻调整难度。

（2）调整通风方式及风井负荷。针对于多风井负荷不均以及风机效率低下的问题，分别有针对性的采取改变矿井通风方式、调整优化风井以及调整主要通风机运行特性等技术措施。

2.4掘进通风事故隐患检查

通风事故隐患检查要对通风中的不安全因素及时的发现并治理，避免违章指挥、违反劳动纪律以及违章作业，将事故消灭于萌芽状态。掘进通风一般常用局部通风机通风，但是受到可靠性影响而时常发生事故。相关资料表明，掘进工作面瓦斯、煤尘爆炸事故占据总事故的60%～70%，为此要强化掘进通风监察。

掘进通风监察的重点是通风系统的完备性以及可靠性，具体的检查内容为：通风机是否安装在进风巷内、通风机是否产生循环风、吊挂是否牢靠、是否配置了“三专两闭锁”装置以及机电设备防爆性能是否可靠等。

2.5建立矿井通风事故隐患管理评估系统

事故隐患信息管理评估系统包括以下五大部分：对于矿井通风系统防火体系的总体稳定性以及抗灾能力的评估；对于矿井通风事故隐患的评估，例如通风系统的设计评估、分区通风、稳定性分析、通风阻力以及有效风量等；通风系统特殊问题的分析评估；通风措施评估，主要包含全矿反风的可行性、下行通风效果、反风效果等；矿井通风设施评估，是对设施可靠性以及质量的检测等。借助于以上评估可以有效地协助技术人员查找各类事故隐患，从而在根本上提升矿井的通风以及抗灾能力。

2.6建立通风信息管理系统

随着我国煤矿通风管理水平的提升，结合管理工作的特点开发通风信息管理系统（MIS）成为当务之急。这一系统主要应用于矿井通风的日常事务管理以及技术管理：

日常事务管理：在矿井通风日常事务管理中主要涉及到的工作包括物料安排、人员分工、处理日常通风问题、通风报表等。由于传统的管理模式是对相关人员安排以上工作，为此难免出现差错。而通风日常管理信息系统通过将所有关乎通风日常管理的信息储存于系统中，借助于系统的分析功能可以随时调用以上信息，从而协助决策者进行科学决策。

技术管理：在技术管理方面的主要应用为防尘数据库、瓦斯数据库、矿井火灾数据库以及通风测定仪表数据库的建立。

3、强化瓦斯综合治理

瓦斯是一种无色、无味，同时比空气轻的气体，这种气体本身无毒，但是瓦斯的存在会导致空气中氧浓度的降低，从而导致人员的窒息死亡。同时当空气中的瓦斯浓度达到5%～16%时就会遇火爆炸，为此煤矿生产中要强化瓦斯的管理工作。要强化瓦斯检测人员的培训，提升企业责任意识及瓦检员的业务素质，杜绝瓦斯检测人员的空班、漏检以及假检现象，同时，在井下全面使用瓦斯监测传感器，实现24小时实时在线监测，瓦斯超限及时报警，实施以科技保安全的瓦斯管理手段，保证安全生产。

3.1积极探索与强化瓦斯异常区的管理

瓦斯的涌出具有不可预测性，一旦出现将可能给矿井带来极大地隐患。根据矿区发生的几起瓦斯异常涌出案例，对瓦斯涌出的规律进行了总结及研究，从而掌握了一定的规律特点。实际工作中要根据矿井的井下断层情况、地质构造以及采掘工作面与地质构造的位置关系对影响瓦斯涌出的因素进行分析，并制定超前措施。日常生产中要认真开展瓦斯地质分析研究、强化构造区域的瓦斯检查以及“一炮三检”等工作，井下监测监控系统的普及使用，实现了瓦斯管理真正意义上的“人治与机治”双保险。尤其是要对新揭露煤层、新水平延伸以及复杂地质构造要进一步加强矿井瓦斯的地质分析，通过打超前探放钻孔对裂隙及炮眼进行瓦斯检测，从而发现瓦斯异常涌出，及时开展有针对性的瓦斯治理工作。

3.2突出高瓦斯区管理重点

针对于高瓦斯区域要有针对性的开展“高瓦斯区域瓦斯涌出规律研究”以及“高瓦斯区回采工作面隅角瓦斯治理”等方面的工作。同时结合多年的管理经验制定高瓦斯区管理标准及装备标准，例如对于掘进工作面要使用双局部通风机及双电源以及双路通风筒进行供风；在回采工作面要加大工作面风量、安装抽排风机、设置挡风帘来排除隅角的瓦斯。通过以上方式可以有效的解决回风隅角瓦斯超标的难题，减少了瓦斯带来的威胁。

4、强化防火灭火工作

强化矿区防火灭火工作做为“一通三防”工作的重点，对于矿区自然发火的治理要重点在“防”上下功夫。结合多年来井下煤炭自燃发生的规律及特点，制定了多项技术措施，并在此基础上制定了“预防为主、综合治理”的防火灭火工作方针。

（1）健全矿井防火系统。对于自然发火多发区要按照相关预防性工作要求建设地面注浆站，并安设管路系统。

（2）“两道一线”注浆，防止相邻的煤层互相影响。当两个或者多个煤层进行近距离开采时，如果一层的采空区发生火灾就会危及邻近的煤层，为此工作面采后要实施“两道一线”注浆。受到构造影响的煤层工作面，回采后要进行预防注浆，从而控制煤柱自然发火确保相邻工作面的安全回采。

（4）大面积均压通风与区域性均压灭火。通过有计划、有重点、分阶段、按步骤的组织矿井通风改造，可以保证降压与均压防火工作的成效。通过以上措施矿井通风压力降低、减小了采空区进、回风之间的压差，从而抑制了因采空区漏风而导致采空区氧化升温。

（5）采空区的“两道两线”部位易于发火的原因可以归结为以下三点：首先是上下山煤柱或者区段煤柱留设尺寸不足，从而导致受压破坏漏风发火；其次煤柱并未全部被压坏，但是煤柱采空区侧被压坏，从而形成浮煤，最终由采空区漏风，系统影响导致采空区自燃发火；最后是采煤过程中丢煤较多，并由采空区漏风引发火灾。为此针对以上三种原因要从发火源头控制发火，例如控制采煤过程中的采空区遗煤、在留足上下山煤柱的基础上取消区段煤柱、尽量减少顶煤留设或不留顶煤，从而有效地控制自然发火。

（6）严格控制采空区漏风，合理设计矿井通风系统，开采易自燃煤层时，其采空区必须及时封闭，特别是浅埋深煤层开采，还应实行快采快闭、及时进行地表填堵，防止采空区漏风，并在“两巷”及开切眼、回撤通道内喷洒阻化剂或岩粉，防止采空区遗煤自燃。井下发生煤炭自燃发火时，应及时采取对采空区封堵漏风措施，对密闭进行喷浆和注高分子材料，切断采空区供氧通道。同时，使用向井下自燃发火区域灌注粉煤灰、三相泡沫、凝胶、复合胶体、液N2、液态CO2等相关灭火新技术，保证连续灌注，灭火效果明显。

5、通过改革及落实责任制强化综合防尘工作

矿井综合防尘工作设计环节多、管理难度大、范围广，为此一直以来都是“一通三防”所面临的重要问题，也是矿井重要的隐患。为了有效地控制采掘机在截割煤体过程中产生的粉尘浓度要将清水加压泵、采煤机、掘进机以及除尘风机实施联动闭锁，从而保证加压泵和除尘机在掘进机与采煤机工作时自动开启，当前者出现故障后采煤机、掘进机自动停止工作，从而极大地减少了因故障带来的粉尘超标。此外在打眼或支护过程中要使用风煤钻或者是湿式煤电钻，而放炮要使用高质量的放炮自动喷雾装置。

针对于防尘工作特点，同时结合多年的在这方面积累的经验，这里将综合防尘工作的要点总结为以下两点：

（1）全员防尘责任制。建立各部门、全单位以及各个工种的全员综合防尘责任制，对管理部门逐级细化防尘管理责任，并在突出人本管理上下功夫。对于各项主要防尘设施，例如侧式供水电煤钻、机组内、外喷雾、爆破远程喷雾、转载点喷雾以及爆破前喷雾等的使用要落实到人，并挂牌管理、严格审核。

（2）强化薄弱环节管理。注重残采工作面的局部通风及供风作业区的防尘措施；针对于薄弱环节要定期检查、定期冲刷采区运输巷的积尘，并管理好转载点的防尘设施，避免煤尘堆积现象。同时经过多年的研发还制造了多种防尘设施，例如爆破远程喷雾、胶带机转载点自动喷雾装置、冲击波爆破自动喷雾、煤层注水封孔器，并推广使用了采煤机组二次负压降尘、捕尘网加水幕降尘、直读式测尘仪等，从而为综合防尘的开展起到了极大地推动作用。

6、一通三防工作发展方向

做好煤矿安全工作的重要前提是提升煤矿管理者的“一通三防”意识，促使其意识到“一通三防”在煤矿安全生产中的重要性；其次要在广大的煤矿工人中普及“一通三防”的相关知识，提升其业务技能。同时要充分的发挥工程技术人员的潜力，不断地积累经验及教训。作为煤矿管理者要不断的引进并研究“一通三防”的新技术与新工艺，并将其充分的应用于实际生产中。当下随着我国煤矿生产规模的不断加大，相应机械设备的机械化水平也不断的提升，为此也需要煤矿企业不断地完善“一通三防”管理，从而适应发展的需求。总之煤矿企业只有不断的研究、开发及引进先进的技术及工艺才能不断地减少及消除瓦斯、煤尘等事故的发生，促使“一通三防”工作更好的服务于煤矿生产。

结束语

煤矿生产中安全为首，在实际生产中要以预防为主，抓好“一通三防”工作。随着我国煤矿技术的不断发展以及井下掘进工作的开展，矿井通风系统也会随着发生变化。要保证“一通三防”顺利有效地开展，就必须在实际生产中强化通风系统的管理，不断优化通风系统、降低通风阻力。此外要不断的研发、引进先进的技术及设备，为“一通三防”提供扎实的物质及技术支持，促进“一通三防”再上新台阶。在今后的“一通三防”管理中依然要秉持“科学技术是第一生产力”的观念，不断地研究新方法、提出新思路、应用新技术，同时通过对矿井地质条件的研究总结事故规律，从而将事故消灭于萌芽状态。

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