礦井通風

在冶金工業出版社1999年版的《中國冶金百科全書(采礦卷)》中，礦井通風指在機械或自然的動力作用下，將地面的新鮮空氣連續地供給礦井作業地點，稀釋并排出有毒、有害氣體和粉塵，調節礦內氣候條件，創造安全舒適工作環境的一門工程技術。

采用自然動力的通風又叫自然通風，系指在自然風壓作用下風流不斷流過礦井形成自然通風的過程。風流流過井巷時與巖礦發生熱交換，使得進、回風井里的氣溫出現差異，回風井里的空氣重率比進風井里的空氣重率小，因而兩個井筒底部的空氣壓力不相等，其壓差稱為自然風壓。

采用機械動力的通風又叫機械通風。國外自19世紀中葉開始采用機械通風，我國則自20世紀50年代開始進行礦井機械通風的理論與應用研究，現代礦井多采用機械通風。

礦井機械通風系統

礦井機械通風系統系指礦井供、排風設備設施體系，包括礦井通風網絡、通風動力設備、礦井通風構筑物和其他通風控制設施。

礦井完善的機械通風系統必須具備以下3個要素：

1.至少要有可靠的進風井和回風井各1個；

2.采用機械動力，即風機；

3.在整個礦井形成貫穿風流。

礦井機械通風系統，按進風井與回風井在井田范圍內的布置方式不同，分為中央式通風系統、對角式通風系統和中央對角混合式通風系統；按主扇的工作方式不同，分為壓入式通風、抽出式通風和壓抽混合式通風。

非煤地下礦山機械通風存在的問題

1.許多非煤礦山企業，尤其是小型非煤礦山企業未建立機械通風系統，主要依靠自然通風，無法確保礦井通風安全。

2.即使建有機械通風系統的礦山企業，也只是為了應付安全監管部門的檢查，很少投入運行。加之礦山企業長時間不對機械通風系統進行必要的維護和保養，使得機械通風系統無法投入運行。

3.一些大中型礦山，由于同時作業的作業面較多，通風系統的通風效率不能滿足生產需要，加之在掘進獨頭巷道與天井、溜井時，未加強局部通風，致使炮煙中毒事故時有發生。

4.絕大多數礦山企業未按規定對礦井通風質量進行檢測，礦井風量、風速和作業場所空氣質量長期不符合安全規程，嚴重威脅井下作業人員的安全與健康。

礦井建立機械通風系統的必要性

通風問題是炮煙中毒事故的主因

據初步統計，2006年發生非煤礦山3人以上重特大事故共74起，死亡311人，其中地下礦山(含勘探井)炮煙中毒事故22起、死亡76人，分別占非煤礦山重特大事故的28%和24%。而這些炮煙中毒事故中，沒有建立機械通風系統、通風設施不完善、未進行強制機械通風或強制通風不充分是導致事故發生的主要原因。如2006年12月份發生在云南瀾滄鉛礦有限公司江城松山林鉛鋅礦、內蒙古群龍實業有限公司、貴州金鑫礦業有限公司亂巖塘汞礦、云南元陽縣黃金公司、甘肅陽山金礦的炮煙中毒事故，均是由于未啟用通風設備，在自然通風的條件下造成的。

自然通風存在明顯缺陷

自然通風受季節變化影響較大，主要表現為：

1.風量不穩定。春秋季節進、回風井溫差較小，自然風壓較小，通風效果較差，甚至會出現零風量的情況。

2.風流方向不穩定。夏冬季節風流方向相反，春秋季節自然風壓較小，風流方向不穩定。

3.在自然通風的情況下，礦井不能實施強制反風，不利于礦井火災、有毒有害氣體擴散蔓延的控制。

2004年11月20日，造成70人死亡，直接經濟損失600余萬元的河北邢臺沙河市李生文鐵礦井下火災事故，其擴大的主要原因之一便是沒有獨立完善的通風系統，5個礦山井下相互之間由廢棄的老巷道及未經處理的采空區連接，甚至各礦之間的平巷直接相連，加之所有的礦山均采用自然通風方式，形成了整個礦區井下風路的大循環，導致相連各礦均受到事故礦井火災煙氣的污染。

礦井建立機械通風系統的可行性

礦山企業是以營利為主要目的的資源型企業，企業建立機械通風系統必然考慮成本和效益。通風成本由設備折舊費、動力費、材料費、通風工工資、專為通風服務的井巷工程折舊費和維護費、通風儀表的購置費和維修費等6類構成。

下表是對山東金嶺鐵礦的侯莊、鐵山、召口3個分礦2002年8月份通風費用的統計。

侯莊和鐵山分礦由于有效風量率偏低、風門存在嚴重漏風等問題，加大了通風費用的支出，就是通風費用? ? 比較低的召口也存在著漏風等問題，如果解決了這些問題，通風費用還將降低。

不同礦山之間通風費用的差別，是由于各地區之間的電力費用、人員工資、管理費用、有效風量率、建立機械通風系統的難易程度、設備采購運輸等差異造成的。目前，我國非煤地下礦山完全有能力建立和運營機械通風系統。如果再考慮到因未采用機械通風而導致炮煙中毒事故的損失，非煤礦山非常有必要推行機械通風，以減少事故的發生。

機械通風應注意的問題

《金屬非金屬礦山安全規程》的規定

國? ? 家安全監管總局頒布的《金屬非金屬礦山安全規程》(以下簡稱《規程》)規定：“礦井應建立機械通風系統。對于自然風壓較大的礦井，當風量、風速和作業場所空氣質量能夠達到《規程》中6.4.1井下空氣的規定時，允許暫時用自然通風替代機械通風。”而原規程規定：“所有礦井必須建立完善的機械通風系統。”新規程的規定較原規程的規定更科學嚴謹，更合理可行。一方面，目前我國的金屬非金屬地下礦山規模小，服務年限短，非連續作業的占80%以上，其中一些位于山區的礦山，冬夏季節自然通風效果較好，完全能滿足礦井通風風量、風速和風質的要求，可暫時用自然通風替代機械通風。另一方面，新規程的規定強調風量、風速和作業場所空氣質量要始終滿足要求，這可有效地防止某些礦山將機械通風系統作為擺設，在需要時也不投入運行的問題。

特別需要說明的是：

1.礦山企業不能因為允許暫時采用自然通風而不設機械通風系統;

2.礦山企業應指定專人對機械通風系統定期維護保養，確保一旦發現自然通風不能滿足礦井通風要求的情況，或者井下發生火災需要實施反風的情況，機械通風系統能立即投入運行；

3.礦山企業要經常檢測礦井的空氣質量，在季節交替期間，要增加檢測的次數，確保自然通風的風量、風速和作業場所空氣質量滿足《規程》的要求，否則機械通風系統應投入運行；

4.礦井通風檢測結果均應記錄并存檔。

有效風量率

礦井通風系統的有效風量率應不低于60%。礦井漏風是不可避免的，但如果礦井漏風嚴重，會造成主扇效率降低，增加無益的電能消耗，甚至使某些風路出現風流反向、煙塵倒流的現象。因此，無論從安全還是從經濟角度考慮，都要求盡可能提高礦井通風系統的有效風量率。

獨立通風

各采掘工作面之間不應串聯通風；井下破碎硐室、主溜井等處的污風，應引入回風道；井下炸藥庫，應有獨立的回風道。

采掘工作面在鑿巖、爆破、裝巖或出礦過程中，會產生大量的粉塵和炮煙等有毒有害物質，如果采用串聯通風，會形成交叉污染，嚴重影響作業場所的空氣質量，危害作業人員的身體健康甚至生命安全。

井下破碎硐室、主溜井等是高濃度粉塵的產生點，為了防止污染井下其他作業地點的空氣質量，要將其所形成的污風直接引入主回風道。

井下炸藥庫的通風是根據其特殊性做出的要求。因為一旦炸藥庫發生爆破器材著火或爆炸事故，會產生大量的有毒有害氣體。如果這些氣體不是直接進入獨立的回風巷道，會嚴重污染井下的其他區域，甚至造成作業人員中毒窒息的惡性事故。

局部通風

掘進工作面和通風不良的采場，應安裝局部通風設備，爆破后應加強局部通風，防止出現炮煙中毒事故。

掘進的井巷和硐室，包括天井、溜井、斜井、平巷、機電硐室等，掘進時一般只有一個出口，稱為獨頭巷道。獨頭巷道由于無法形成貫穿風流，其掘進過程中，如果沒有局部通風設備，則新鮮風流難以到達工作面，掘進產生的炮煙、礦塵等會長時間積聚在工作面附近，導致工作面空氣質量嚴重惡化，威脅作業人員的身體健康，甚至可能因炮煙濃度嚴重超標，造成作業人員中毒窒息的傷亡事故。因此，要求掘進工作面要安裝局部通風設備，以加強通風。

有些采用分層崩落采礦法、無底柱分段崩落采礦法的采場，其采掘和回采工作大多在獨頭巷道內進行，采場的通風問題與獨頭巷道的通風問題一樣，也需要加強局部通風。所不同的是采場通風，在選擇通風方式時要有一個合理的采區通風路線，以保證在分段巷道內有較強的貫穿風流，防止煙塵積聚和作業面風流串聯，同時，要考慮采空區的漏風問題。

主扇運轉

正常生產情況下，主扇應連續運轉。當井下無污染作業時，主扇可適當減少風量運轉；當井下完全無人作業時，允許暫時停止機械通風。當主扇發生故障或需要停機檢查時，應立即向調度室和主管礦長報告，并通知所有井下作業人員。

主扇反向措施

主扇應有使礦井風流在10min內反向的措施。當利用軸流式風機反轉反風時，其反風量應達到正常運轉時風量的60%以上。每年至少進行1次反風試驗，并測定主要風路反風后的風量。采用多級機站通風系統的礦山，主通風系統的每臺通風機都應滿足反風要求，以保證整個系統可以反風。主扇或通風系統反風，應按照事故應急預案執行。