(1)有关术语及其定义
①GB/T15663.2-2023《煤矿科技术语 第2部分:井巷工程》
3.1井巷:为进行煤炭开采、运输、提升作业,在地层内开凿的一系列通道和硐室。
11.5梯子间:设有扶梯和踏板等,用作人员应急通道和装备检修的隔间。
②GB/T15663.3-2008《煤矿科技术语 第3部分:地下开采》
2.29硐室:为某种专门用途而开凿的断面较大和长度较小的井下构筑物。
③GB/T35056-2018《煤矿巷道锚杆支护技术规范》
3.2煤巷:断面中煤层面积占4/5或4/5以上的巷道。
3.3岩巷:断面中岩石面积占4/5或4/5以上的巷道。
3.4半煤岩巷:断面中岩石面积(含夹石层)大于1/5到小于4/5的巷道。
④GB50213-2010《煤矿井巷工程质量验收规范》
2.0.2主要巷道:指井底车场巷道,机电硐室,主要运输巷道,总回风巷道等的总称。
2.0.3一般巷道:指除主要巷道以外的巷道和其他硐室,如采区顺槽和回风巷道、人行道等的总称。
⑤GB51062-2014《煤矿设备安装工程施工规范》
2.0.7硐室:在煤矿井下,专为安装各种机械设备或存放材料、矿石和供其他辅助作业及办公、避险使用的巷道。
⑥GB50471-2018《煤矿瓦斯抽采工程设计标准》
2.1.24采动影响区:因受到井下煤层开采影响,岩层产生剧烈运动,岩层内裂隙发育、连通性得到明显提高的区域,简称采动区,具体可分为采动活跃区和采动稳定区。
2.1.25采动活跃区:经历煤炭开采过程、岩层剧烈运动和应力调整的区域,岩层连续两个月沉降位移大于或等于5mm/月的区域。
2.1.26采动稳定区:因煤层开采造成的采场围岩内应力重新分布过程已经停止,岩层连续两个月沉降位移小于5mm/月的区域,包括老采空区和废弃矿井。
(2)“主要硐室”的范围
①GB50215-2015《煤炭工业矿井设计规范》
4.3.3井下设置的主排水泵房、管子道、水仓、主变电所、架线电机车修理间及变流室、蓄电池机车修理间及充电变流室、推车机及翻车机硐室、自卸矿车卸载站、爆炸材料库及发放硐室、消防材料库、防水闸门硐室、井下换装硐室、车辆存放间、避难硐室等各主要硐室,……
②《<煤矿安全生产标准化管理体系基本要求及评分方法>(试行)执行说明》中表8.4-1的“硐室”也是指上述主要硐室。
(3)关于掘进巷道和硐室的风速
①表5“掘进中的煤巷和半煤岩巷”、“掘进中的岩巷”,均指“掘进中”的巷道。联系《规程》第143条(一)“停掘的工作面”和第180条(四)“未进行作业的采掘工作面”,可以看出,规程对处于掘进中的巷道和非掘进中的巷道的允许风速(主要是最低风速),是有区别的。根据以上两条,非掘进中的巷道的供风量至少应能满足瓦检员进行瓦斯检查、人员进行风筒检查和维护、巷道瓦斯不积聚、甲烷和二氧化碳不超限等要求。
②表5“掘进中的岩巷”,并未区分有瓦斯涌出和无瓦斯涌出。因此,就本条规定来说,“掘进中的岩巷”,不论有无瓦斯涌出,最低风速只要满足0.15m/s即可。
但AQ1056-2008《煤矿通风能力核定标准》-5.1.3.5、MT/T634-2019《煤矿矿井风量计算方法》-5.2.5、5.2.6、应急[2021]30号《应急管理部 国家矿山安监局 国家发展改革委 国家能源局关于印发煤矿生产能力管理办法和核定标准的通知》中“煤矿生产能力核定标准”第27条(三)等条款,均对有瓦斯涌出的岩巷和无瓦斯涌出的岩巷的最低风速作了区分,前者为0.25m/s、后者为0.15m/s。因此,实际计算时应当注意,一般应执行更严格的标准。
③“其他通风人行巷道”,应是表5中所列巷道以外的其他巷道。但,硐室也是巷道。因此,实际工作中存在着要求硐室最低风速也要满足表5规定的做法。不过,(3)①所引述的标准和文件,在硐室需风量计算部分均未涉及最低风速计算的内容。
GB50215-2015-7.1.3.4也规定:“独立通风的硐室实际需要的风量应根据不同类型硐室分别计算,机电设备散热量大的硐室,应按机电设备运转的发热量计算,充电硐室应按回风流中氢气浓度小于0.5%计算,其他硐室可按经验值配风”。
(4)风表
①MT/T380-2007《煤矿用风速表》(安监总煤装[2017]125号文附件2中,该标准由强制性标准转为推荐性标准)。
4.1类型:按风表的结构原理分为机械、机械电子和电子风表三类;按风表的测量风速范围分为低速风表、中速风表和高速风表三种。各风表的测量范围应符合下表规定(单位为m/s):
风表类型 |
测量范围 |
低速风表 |
0.3-5 |
0.2-5 |
|
中速风表 |
0.5-10 |
高速风表 |
0.8-25 |
1.0-30 |
5.8.1机械式、机械电子式和电子式风表的起动风速、测量范围(单位为m/s),应符合下表规定:
风表类型 |
测量范围 |
启动风速 |
备注 |
低速风表 |
0.3-5 |
≤0.2 |
A类 |
0.2-5 |
≤0.1 |
B类 |
|
中速风表 |
0.5-10 |
≤0.4 |
A类 |
0.5-10 |
≤0.3 |
B类 |
|
高速风表 |
0.8-25 |
≤0.6 |
叶轮式 |
1.0-30 |
≤0.8 |
风杯式 |
5.8.2机械式风表的风速表示值与实际风速值应呈线性关系,其非线性误差应符合下表规定;机械电子式和电子式风表的基本误差应符合下表规定(单位为m/s):
风速范围 |
机械式风表非线性 误差的绝对值 |
机械电子式和电子式风表 |
|
基本误差的 绝对值 |
允许零位漂移 |
||
0.2-5 |
≤0.10 |
0.2 |
±0.10 |
>5-10 |
≤0.15 |
0.3 |
|
>10 |
≤0.20 |
0.4 |
另,MT/T635-2020《矿井巷道通风摩擦阻力系数测定方法》-4.5风速表的规定同上5.8.1。
②AQ1028-2006《煤矿井工开采通风技术条件》
附录A-矿井通风阻力测定方法-A.1
低速风速表:测量范围0.2-5m/s,启动风速≤0.2m/s;
中速风速表:测量范围0.4-10m/s,启动风速≤0.4m/s;
高速风速表:1)叶轮式,测量范围0.8-25m/s,启动风速≤0.5m/s;
2)杯式,测量范围1.0-30m/s,启动风速≤0.8m/s。
MT440-2008《矿井通风阻力测定方法》-4.5、4.6、4.7的规定同上。
(5)高风速局部区域的氧气报警现象
实际工作中,还可能出现一种问题,即:在设置有调节风窗等断面突变、风速大的地方,或者在经过直通回风井底的风门时,氧气便携仪会出现报警现象。
①GB12358-2006《作业场所环境气体检测报警仪通用技术要求》中,允许气体检测报警仪存在检测误差和报警误差。如5.3.10高速气流:在气流速度为6m/s的条件下,检测报警仪的检测误差和报警误差应分别满足下表的要求。
检测对象 |
指示范围 |
检测误差 |
可燃气体 |
仪器满量程正常测试范围内 |
±20%(显示值)或±10%(满量程)以内,取大 |
有毒气体 |
仪器满量程正常测试范围内 |
±20%(显示值)或±10%(满量程)以内,取大 |
氧气(报警仪) |
仪器满量程正常测试范围内 |
±1.4%(体积比)以内 |
氧气(检漏报警仪) |
仪器满量程正常测试范围内 |
±10%(体积比)以内 |
检测对象 |
报警设定值 |
报警误差 |
可燃气体 |
仪器满量程正常测试范围内 |
±25%(报警设定值)以内 |
有毒气体 |
仪器满量程正常测试范围内 |
±25%(报警设定值)以内 |
氧气(报警仪) |
仪器满量程正常测试范围内 |
±1.4%(体积比)以内 |
氧气(检漏报警仪) |
仪器满量程正常测试范围内 |
±10%(设定值)以内 |
②氧气测定设备自身性能的原因。根据MT704-2008《煤矿用携带型电化学式氧气测定器》、MT/T447-1995《煤矿用电化学式氧气传感器技术条件》等标准,设备显示值受其本身存在的基本误差、不同风速条件下的漂移量和使用环境的影响。如MT704-2008-4.5.1基本误差如下表:
测量范围/% |
基本误差/% |
0.0~5.0 |
±0.5 |
>5.0~25.0 |
±3%FS |
两项标准中都提到了在8m/s风速条件下的漂移量,实际上,大型以上矿井(GB50215-2015《煤炭工业矿井设计规范》2.2.3)掘进工作面调节风窗处的风速一般都会大于8m/s。同时,煤矿井下环境复杂多变,进风段、用风段、回风段的温度、湿度、风速等各有差别,尤其在不同季节的对比更加明显。因此,设备的显示值不一定能完全反映气体真实值。
③伯努利原理。简单说就是:速度小,压强大;速度大,压强小。根据压强计算公式:P=ρgh,压强与密度成正比例关系。因此,气流速度越大,矿井空气密度越小,其中的氧含量也同时减少,但注意:这种情况下,并不影响氧气的体积百分比。
再说回氧气测定设备。按工作原理,主要分为电化学式、荧光猝灭式和氧化锆式,矿井使用的主要以电化学式为主,而电化学反应产生的电流由扩散到氧电极中的氧分子数量决定。也就是说,氧含量的多少决定了设备显示值的高低。因此,在风速大于一定限值的地方,氧气测定设备的显示值降低似乎顺理成章。