唐山矿井底车场通风异常的调查与分析.ppt

唐山矿井底车场大巷通风 异常情况的调查及分析 开滦集团唐山矿业分公司 总工程师 郑庆学 一次突发的风流异常，造成井 底车场多条巷道风向逆转、煤尘飞扬 、风门打开，经分析计算，是由于一 块巨大的异物从井筒坠落，在井巷中 产生气流冲击而形成的。 2004年1月31日14:20时左右，开滦唐山矿业公司调度 室接井下调度员汇报，-600水平调度站附近大巷突然发生 煤尘飞扬，同时，在此区域作业的人员反映，东翼石门口 的风门短时被风吹开。公司调度室接到井下异常现象后， 很快通知有关部门和领导，相关人员迅速赶到现场，安排 应对措施，展开调查分析；并对井口异常区域附近全部通 风巷道、风门、密闭及全矿井通风系统进行全面细致的检 查，均未发现通风系统中设备设施的异常情况，并排除了 瓦斯煤尘燃烧、爆炸事故。 矿井简况： 唐山矿拥有126年的开采史，年产量400万吨，开 采深度-950m，通风系统复杂，总排风量456m3/S ，主扇静压3700Pa，分为A、B两个工业广场；单 从B区来看，有9号井、10号井、1号回风井、2号回 风井四个立井，两进、两回，其中10号井为专用进 风井，没安装井筒设施，上口没有暖风装置。通风 异常区域如图中虚线段所示。 调查搜集风流异常情况： 现场调查中发现，在-600水平通往东翼石门 的大巷，31日下午2点多钟，调度站外边突 然由里往外（井口方向）出现一股大风和扬 尘，与正常风流相反，约5秒钟后，风流停 滞，经过半分多钟风流恢复正常状态，扬尘 随即消失。 上两点班的几名工人，快走到调度站时，也 发现前面逆风吹来一股煤尘，当走过调度站 不远时，煤尘便漫漫消失。 下午2:08时左右，现场有人正走到东翼 两风门之间，突然迎面的风门被反向吹开，同 时发现身后刚刚通过的风门也开了，并伴有一 股风加带着煤尘从迎面吹来；于是顺手扶住前 面的风门，身后的风门随即自动关闭。通过风 门后，风流已恢复正常，煤尘也自然消失。该 处风门为5075皮带进风巷辅助风门，压力差较 小，为1.1 hPa。 8号井上口信号工在14点多钟，听到候罐 小峒的铁门被关闭的响声，并随后看到从链车 方向顺风飘来一些粉尘。 在-700车场，摆好道勾车后等待 14：20时发车的司机王其，不久发现 一股凉风加带着飞扬的粉尘由南向北 逆风吹来，感到又冷又很呛人，2-3分 钟后，粉尘风流恢复正常方向并向南 消失。扬起的象是尘土。该处的正常 风速较小，仅为0.3m/s。 唐山矿井底车场通风示意图 在702出口处的另一名司机魏国华，等 着摆下趟道勾车；约14：10时左右看到由 井口逆向过来一股扬尘，能见度较低，经 过约3分来钟，扬尘向井口方向顺风消失； 扬尘吹到离车头的最近距离约15m时转向 。 在道勾车中乘车的数位工人均看到了飞 扬的粉尘，形成和消失的方向众说不一。 位于各工作面及9号井下口信号工和其它峒室的 当班工作人员，在此时间段内均没发现异常情况。 所有被调查人员均没听到异常大的声响。据了解该 时段内没有倒开主扇风机及通风系统调整等活动。 在调查中还发现，位于-800水平与10 号井下 口直接相连的全风压供风风筒曾经有短时异常豉起 现象，说明井筒中有很大的风压起浮变化。另外也 发现10号井井筒中有严重的坠冰现象，时常有冰块 呼啸着坠入井底。 据以上现象分析，东翼风门被瞬 间敞开和关闭应发生在14:08时左右， 持续时间约2-5秒钟；-600、-700水平 见到粉尘飞扬现象约在14:0514:15时 之间，粉尘所经过处持续时间约13 分钟；扬尘成份除煤尘外还有大量尘 土。 初步分析： 风流异常区域位于整个通风系 统的进风侧，介于进风井和进风 大巷之间的-600、-700、-800的 井底车场，并且与10号井有着较 好的巷道连通。 根据现场实际情况分析，可以排除以下成因： 通风异常时段内没有爆炸声、没有过火巷道、没有 CO等有害气体、异味等；故不属于瓦斯、煤尘、火 引发的矿井通防事故。 通风异常时段内，东翼和其它各工作面及巷道，没 有异响、没有明显的顶板来压、支架变形、采空区 及密闭快速气体涌出，各工作面瓦斯传感器显视无 异常，故不属于大面积顶板垮落或冲击地压引发事 故。 5082付巷和7043总回风巷中的风速传 感器无异常记录，主扇风机房和供电电台 无异常记录，故不属于主扇风机故障事故 。 全矿各风门密闭及主要通风设施，没 有异常破坏现象，而且异常区域发生在- 600、-700、-800三个水平底车场，时间较 短，故不属于通风设施损坏造成的风流短 路事故。 结论： 10号井井筒内大块冰高速坠落，经过- 600、-700马头门时，使周围空气产生局部 高气压和真空区，至使与10号井连通较好的 巷道风流受到剧烈冲击而改变，并扬起积尘 。 2004年1月份唐山地区最低气温达- 16，10号进风井无暖风装置，下风量 170m3/S，因此10 号井井筒内俱有足够的 结冰温度。 10号井井筒存在着一定的淋水问题。施工时在160m 180m曾遇大量涌水；井筒土皮以下也富含地表水。也 就是说10 号井地表至160m间井筒俱有大量结冰的条件。 在气温回升或冰块不堪重负时有大量坠落的条件。 10号井井口标高分别为：+18，-590，-690，-800；从 上口坠物至-600、-700、-800水平的理论速度分别为： 107m/s，116m/s，125m/s；从上口160 m坠物至各水平的 理论速度分别为：94m/s，103m/s，113m/s，远远大于井 筒正常风速3.2m/s。高速坠物在迎风侧和背风侧分别产生 高气压区和真空区，迎风侧速压可达到6000Pa（按100m/s 计算）；当该物体尺寸较大以至于可与井筒相比较时，它 在井筒中的运动不仅是带动风流，而是快速挤压和抽动井 筒和相邻巷道气流运动。 从10号井上口坠物到-600水平需11秒 ，从-600 到-800仅需1.7秒。当大块 冰高速坠落时，经过-600、-700水平 马头门附近时，形成很强的高、低压 区，短时间内交替作用，抽、压与之 连通较好的-600和-700水平大巷空气 ，形成了东翼风门冲开和两个水平车 场积尘飞扬的动力现象。 启示