矿井通风系统存在的安全问题及改善方案自查报告

矿井通风系统存在的安全问题及改善方案自查报告为严格落实《煤矿安全规程》（2022版）、《煤矿通风系统安全管理规定》及国家矿山安全监察局关于加强矿井通风系统管理的相关要求，全面排查通风系统系统性、区域性、关键性安全风险，坚决防范通风类事故发生，202X年X月X日至X月X日，由矿总工程师牵头，通风科、安检科、机电科、生产技术科、抽采队及各采掘队组技术负责人组成专项自查组，采用“资料核查+现场实测+系统模拟+风险研判”四级排查法，对全矿通风网络、通风设施、局部通风、瓦斯治理、监测监控、应急管理等12大类78项内容开展全覆盖自查。本次自查累计排查各类巷道132条、总长度41260m，检查通风设施221组，实测风量测点198个，校验各类传感器89台，梳理形成问题清单4大类37项，其中重大隐患0项、较大隐患3项、一般隐患34项，现将通风系统存在的安全问题及改善方案报告如下：1存在的主要安全问题1.1通风系统整体性隐患矿井采用立井开拓、中央边界式通风，主井、副井进风，边界回风立井回风，安装2台FBCDZNo.28型防爆轴流式通风机，一用一备，额定风量12600m³/min，额定负压2940Pa，额定效率≥85%。当前全矿总进风量9860m³/min，总回风量9790m³/min，有效风量率88.7%，矿井总负压实测2120Pa，通风等积孔3.28㎡，属中等阻力矿井，但系统仍存在以下结构性问题：1.1.1回风段阻力占比偏高，局部巷道通风能力不足实测全矿通风阻力分布为：进风段阻力392Pa，占总阻力的18.5%；用风段阻力521Pa，占总阻力的24.6%；回风段阻力1207Pa，占总阻力的56.9%，回风段阻力占比超出《煤矿通风系统优化技术规范》推荐的40%-50%合理区间。其中西翼回风大巷（全长2800m，设计净断面16.2㎡，锚网喷支护）受1101、1103采面采动影响，巷道顶底板移近量最大1.7m，两帮收缩量最大1.1m，实测有效净断面平均8.9㎡，最窄处仅6.8㎡。该巷道实际承担风量3480m³/min（58m³/s），实测平均风速6.52m/s，最窄处风速达9.56m/s，远超《煤矿安全规程》规定的主要回风巷最高允许风速8m/s的要求。经测算，该段巷道摩擦阻力+局部阻力合计624Pa，占回风段总阻力的51.7%，是矿井通风阻力偏高的核心诱因。此外，-300水平回风大巷（全长3200m，设计断面14.8㎡）目前承担全矿6320m³/min回风量，实测断面平均12.1㎡，风速8.72m/s，同样超出8m/s的规定，局部拐弯、交叉点附加阻力达187Pa，进一步加剧了回风系统压力。1.1.2角联巷道占比偏高，风流稳定性差南翼采区布置有3条平行的进回风巷（南翼进风大巷、南翼轨道巷、南翼回风大巷），之间设置联络巷8条，形成6个角联通风分支，占南翼采区通风分支总数的27.3%。本次实测发现，当1202回采工作面风量调节（增减幅度≥10%）或掘进工作面局部通风机切换时，有3条角联联络巷出现风流反向，反向持续时间8-15min，反向最大风量280m³/min，易导致联络巷内积存的瓦斯被带入进风系统，存在瓦斯超限风险。1.1.3主要通风机运行效率偏低，反风能力不足实测在用1#通风机工况参数为：风量9790m³/min（163.17m³/s），静压2120Pa，输入功率498kW，经计算静压效率为69.5%，远低于额定效率85%的要求，也低于《煤矿主要通风机运行管理规范》规定的75%最低运行效率标准。经排查，效率偏低的原因主要有三点：一是回风段阻力偏高导致工况点左移，偏离最高效率区（高效区风量范围为11000-14000m³/min）；二是风硐内积尘厚度平均2.1mm，风硐墙体有3处开裂漏风，外部漏风率达4.2%，接近无提升风井5%的上限；三是通风机叶片表面积尘厚度平均1.8mm，叶顶间隙达3.2mm，超出设计值1.5mm的要求，导致内部泄漏损失增大。此外，备用2#通风机反风装置存在缺陷，202X年X月矿井反风演习实测反风风量为3720m³/min，仅为正常通风风量的38%，低于《煤矿安全规程》规定的反风风量不低于正常风量40%的要求，原因是反风道调节闸门变形，密封面间隙最大达12mm，反风道漏风率达11.7%。1.2通风设施可靠性不足全矿现有各类通风设施221组，其中永久风门92组、临时风门41组、永久密闭67道、临时密闭29道、风桥12座、测风站27个。本次自查共排查出通风设施隐患32项，设施完好率为85.5%，未达到95%的管理要求。1.2.1永久风门质量不达标92组永久风门中，有11组存在墙体开裂、风门变形问题，占比12%。其中8组为料石砌筑墙体，受采动压力影响，墙体最大裂缝宽度28mm，漏风率最高达21.3%，远高于5%的合格标准；3组钢结构风门门扇变形，最大弯曲度12mm，密封胶皮磨损严重，漏风率达12.7%。另有6组风门闭锁装置失效，其中4组机械闭锁拉杆断裂，2组电磁闭锁传感器故障，存在两道风门同时开启导致风流短路的风险。实测南翼轨道巷1组风门同时开启时，短路风量达380m³/min，导致相邻的1202运输巷掘进工作面风量从310m³/min降至245m³/min，低于设计需风量280m³/min的要求。1.2.2密闭墙漏风及管理不到位67道永久密闭中，有7道墙体出现不同程度变形、开裂，占比10.4%。其中3道闭墙为单墙结构（厚度370mm），未设置充填层，受采动影响墙体开裂后，闭内瓦斯溢出，实测闭墙外侧5m范围内瓦斯浓度最高达0.82%，接近1%的预警值。另有4道闭墙未按规定设置测压管、观测管，无法准确监测闭内瓦斯、一氧化碳浓度及压差，存在自然发火、瓦斯积聚隐患。29道临时密闭中，有5道采用木板+黄泥砌筑，密封不严，漏风率最高达28.6%。1.2.3风桥与测风站不符合规范12座风桥中有2座混凝土风桥底板开裂，漏风率分别为7.8%和9.1%，超出5%的合格标准，其中西翼1号风桥漏风导致下方进风巷风量损失160m³/min，影响1103、1301两个回采工作面的供风稳定性。27个测风站中有8个不符合要求，占比29.6%，其中5个测风站断面不规则（帮部有支架、物料堆放），2个前后10m范围内有拐弯、障碍物，1个未设置测风刻度板，导致人工测风误差最高达13.2%，无法准确掌握风量分布情况。1.3局部通风与瓦斯管控短板1.3.1局部通风能力匹配不足12个掘进工作面全部采用压入式通风，其中5个煤巷掘进工作面掘进长度已超过1000m（最长达1320m），仍配备2×18.5kW局部通风机、Φ600mm柔性风筒，实测工作面风量最低为228m³/min，而按瓦斯涌出量（绝对瓦斯涌出量1.9m³/min）、风速、人员等参数计算的需风量为285m³/min，风量缺口达20%。经排查，风量不足的原因一是风筒直径偏小，沿程阻力大；二是风筒吊挂不平直，破口修补不及时，百米漏风率实测平均为3.7%，超出煤巷掘进风筒百米漏风率≤3%的规定，最长掘进工作面风筒总漏风率达32%。1.3.2“三专两闭锁”存在短板本次试验发现，有2个掘进工作面的双风机自动切换装置故障，切换时间最长达4min，不符合“备用风机5min内启动并恢复供风”的要求；1个掘进工作面的风电闭锁装置断电范围不符合要求，仅切断了工作面掘进机电源，未切断巷内所有非本质安全型电气设备电源；另有3个工作面的局部通风机未安装开停传感器，无法实现远程监控。1.3.3回采工作面瓦斯治理存在漏洞3个回采工作面均为U型通风，其中1103回采工作面绝对瓦斯涌出量4.2m³/min，上隅角瓦斯浓度实测最高达1.08%，超出《煤矿安全规程》规定的1%上限，周期来压期间最高达1.37%，需频繁调整风量并安排专人现场值守。工作面风速分布不均，实测煤壁侧风速最低为0.22m/s，低于0.25m/s的最低要求，采空区侧风速最高达3.4m/s，风量利用率仅为72%。此外，1101采空区（已封闭）漏风严重，导致1103工作面回风巷一氧化碳浓度偶有超标，最高达28ppm，超出24ppm的安全标准，存在自然发火风险。1.4监测监控与管理体系漏洞1.4.1通风监测监控系统精度不足全矿共安装风速传感器36个、瓦斯传感器52个、风压传感器9个、风机开停传感器24个。本次校准发现，有7个风速传感器示值误差超过±10%的允许范围，其中西翼回风大巷的风速传感器实测值为6.52m/s，显示值为5.47m/s，误差达16.1%；3个风压传感器零点漂移，无法准确监测通风机静压变化；5个瓦斯传感器响应时间超过20s，不符合≤20s的要求。此外，矿井现有通风网络解算软件为2018年版本，巷道参数未及时更新（最后一次更新为2021年10月），与当前实际断面、阻力系数误差较大，解算结果与实测值偏差最高达17.6%，无法有效指导通风系统调整。1.4.2通风管理队伍配置不足通风科现有管理人员7人，其中通风专业本科及以上学历仅2人，中级以上职称1人，技术力量薄弱；通风队现有作业人员68人，其中瓦斯检查工29人、测风工6人、通风设施维护工13人、其他20人。通风设施维护工人均负责17组设施，远超人均负责12组的标准，导致设施维护不及时，202X年上半年共发生通风设施损坏未及时处理事件5起。此外，人员业务素质参差不齐，202X年新入职的7名瓦斯检查工中，有3人实操考核不合格，不会独立进行瓦斯传感器调校、便携仪校准等操作。1.4.3应急管理体系不完善矿井通风事故应急预案最后修订时间为2020年12月，未结合-500水平延伸、采掘布局调整等情况更新，针对性不强；202X年反风演习中，有4个掘进工作面的人员撤离时间超过20min，最长达26min，不符合“15min内撤离至全风压进风流处”的要求；每年仅组织1次通风应急演练，作业人员对通风事故征兆、撤离路线、自救器使用等掌握不熟练，抽查的20名一线作业人员中，有4人不能正确使用自救器，占比20%。2改善方案及实施计划针对本次自查发现的问题，按照“系统优化、设施提标、管控强化、能力提升”的总体思路，制定针对性改善方案，明确责任主体、完成时限及验收标准，确保所有问题闭环整改。2.1通风系统整体性优化改造2.1.1回风巷道扩修工程针对西翼回风大巷、-300水平回风大巷断面缩小、风速超限、阻力偏高的问题，分两期实施扩修：（1）一期工程（202X年X月-202X年X月，共6个月）：扩修西翼回风大巷最严重的1500m段，将断面从平均8.9㎡扩至设计的16.2㎡，采用锚网索喷+U型钢棚联合支护，支护强度满足采动影响要求。施工期间采用局部通风机通风，严格落实瓦斯检查制度，确保施工安全。验收标准：扩修后巷道净断面≥15.5㎡，风速≤5.2m/s，该段阻力降低约420Pa，全矿总负压降至1700Pa以下，有效风量率提升至92%以上。责任单位：通风科、生产技术科、掘进一队（2）二期工程（202X年X月-202X年X月，共8个月）：扩修-300水平回风大巷2200m段，将断面从平均12.1㎡扩至14.8㎡，采用锚网喷支护。同时对西翼回风大巷剩余1300m段进行维修，补强支护，确保断面稳定。验收标准：扩修后-300水平回风大巷风速≤7.1m/s，符合规程要求，全矿回风段阻力占比降至45%左右，处于合理区间。责任单位：通风科、生产技术科、掘进二队2.1.2通风网络简化与优化针对南翼采区角联巷道多、风流不稳定的问题，实施通风网络简化工程：（1）202X年X月底前，封闭3条无功能需求的联络巷，砌筑永久密闭，减少角联分支数量，将角联分支占比降至15%以下；（2）对保留的5条联络巷安装调节风窗+风向传感器，实现风流实时监测与动态调节，确保角联巷道风流方向稳定，无反向现象；（3）202X年X月底前完成-500水平回风系统设计，待-500水平回风暗斜井与边界风井贯通后，实现-500水平独立通风，避免与-300水平回风叠加，进一步降低-300水平回风大巷压力。验收标准：南翼采区角联巷道风流稳定，风量调节时无反向现象，-500水平通风系统独立后，-300水平回风大巷风量降至4500m³/min以下，风速≤6.2m/s。责任单位：通风科、生产技术科2.1.3主要通风机升级改造针对通风机效率偏低、反风风量不足的问题，实施以下改造：（1）202X年X月底前完成1#通风机检修：清理叶片、风硐积尘，调整叶顶间隙至1.5mm以内，修补风硐漏风点，将外部漏风率降至2%以下；根据扩修后的通风阻力情况，调整叶片安装角度，将工况点调整至高效区，确保静压效率≥80%。验收标准：通风机静压效率≥80%，年节电约38万kWh，节约电费24.7万元。（2）202X年X月底前完成备用2#通风机反风装置改造：更换变形的反风道调节闸门，采用密封式钢结构闸门，修补反风道漏风点，将反风道漏风率降至4%以下，确保反风风量≥正常风量的40%。验收标准：反风演习时反风风量≥3920m³/min（正常风量9800m³/min的40%），符合规程要求。责任单位：机电科、通风科2.2通风设施质量提升工程2.2.1永久风门升级改造202X年X月-202X年X月，对11组不合格的永久风门进行升级改造，将料石墙体更换为钢筋混凝土墙体（厚度≥500mm），变形的钢结构风门更换为阻燃密封风门，每组风门安装机械闭锁+电磁闭锁双闭锁装置，确保两道风门无法同时开启。建立风门巡检制度，通风设施维护工每天对所有风门巡检1次，发现问题24h内处理，每月对风门漏风率进行1次检测，确保漏风率≤5%，闭锁装置完好率100%。验收标准：永久风门完好率≥98%，无同时开启现象，漏风率符合要求。责任单位：通风队2.2.2密闭墙专项整治202X年X月底前，完成7道不合格永久密闭的改造，采用“双墙+黄土充填”结构，每道墙厚度≥500mm，中间充填厚度≥1m的黄土并注浆压实，按规定设置测压管、观测管、栅栏、警标。对29道临时密闭进行排查，5道漏风严重的更换为砖结构临时密闭，抹面密封，每周检查1次密闭墙内外瓦斯、一氧化碳浓度，发现问题及时处理。验收标准：永久密闭完好率100%，闭墙前瓦斯浓度≤0.5%，漏风率≤2%，临时密闭漏风率≤10%。责任单位：通风队2.2.3风桥与测风站整改202X年X月底前，完成2座漏风风桥的注浆堵漏，表面铺设100mm厚混凝土，确保漏风率≤5%。202X年X月底前，完成8个不合格测风站的整改，清理杂物、修整断面，确保测风站前后10m范围内无拐弯、障碍物，断面规整，设置测风刻度板，每个测风站安装风速传感器，每月与人工测风数据比对校准，测风误差≤5%。验收标准：风桥漏风率符合要求，测风站合格率100%，测风数据准确可靠。责任单位：通风队、监测队2.3局部通风与瓦斯治理强化2.3.1局部通风系统升级202X年X月底前，对5个风量不足的煤巷掘进工作面进行升级，将2×18.5kW局部通风机更换为2×30kW局部通风机，风筒从Φ600mm更换为Φ800mm，降低沿程阻力。加强风筒管理，严格执行风筒吊挂标准，做到平、直、稳，拐弯处使用专用弯头，破口及时粘补，每周检测1次风筒漏风率，确保百米漏风率≤2.5%，工作面风量满足设计要求，富余系数≥1.2。验收标准：所有掘进工作面风量≥设计需风量，风筒百米漏风率符合要求，无微风、无风现象。责任单位：通风队、各掘进队组2.3.2“三专两闭锁”专项整治202X年X月底前，完成所有掘进工作面的“三专两闭锁”排查整改，更换2台故障的双风机自动切换装置，确保切换时间≤3s；整改1个工作面风电闭锁断电范围，确保切断巷内所有非本质安全型电气设备电源；为所有局部通风机安装开停传感器，实现远程监控。每周试验1次双风机切换、风电闭锁、瓦斯电闭锁功能，做好记录，确保装置可靠。验收标准：“三专两闭锁”完好率100%，切换、断电功能符合要求。责任单位：机电科、通风队、监测队2.3.3回采工作面瓦斯综合治理针对1103工作面上隅角瓦斯超限问题，实施高位钻孔抽采+上隅角挡风帘综合治理方案：在回风巷施工高位钻孔8个，孔径113mm，孔深90m，间距8m，抽采负压≥13kPa，预计抽采纯瓦斯量≥1.5m³/min；在上隅角设置阻燃挡风帘，引导风流冲刷上隅角；调整工作面风量至1450m³/min，确保工作面风速均匀，煤壁侧风速≥0.3m/s，采空区侧风速≤3m/s。针对1101采空区漏风问题，对1101工作面密闭墙进行注浆堵漏，同时在1103工作面进风巷设置调节风窗，控制工作面通风压差，减少采空区漏风，确保回风巷一氧化碳浓度≤24ppm。验收标准：1103工作面上隅角瓦斯浓度≤0.8%，无超限现象，工作面风量利用率≥85%，回风巷一氧化碳浓度稳定在24ppm以下。责任单位：通风科、抽采队、回采队2.4监测监控与管理体系完善2.4.1通风监测监控系统升级202X年X月底前，更换7个误差超标的风速传感器、3个故障的风压传感器、5个响应超时的瓦斯传感器，采用精度±5%、响应时间≤15s的新型传感器，每15天校准1次，确保数据准确。202X年X月底前，完成通风网络解算软件升级，配备专职技术人员负责维护，每季度更新1次巷道参数（断面、长度、阻力系数、风量），每月进行1次网络解算，解算误差≤5%，为通风系统调整提供技术支撑。在所有角联巷道、通风设施前后安装风速、瓦斯传感器，实现通风系统全参数实时监测，异常情况自动报警。验收标准：通风监测传感器完好率100%，数据误差符合要求，网络解算结果准确可靠。责任单位：监测队、通风科2.4.2通风管理队伍建设202X年底前，招聘2名通风专业本科毕业生，充实通风科技术力量；从现有人员中选拔5名业务骨干进行重点培养，考取中级职称、技师资格，提升队伍整体素质。完善培训机制，每月组织1次通风人员理论培训，每季度组织1次实操考核，考核不合格的待岗培训，合格后方可上岗；建立激励机制，对取得高级工、技师、高级技师职称的人员每月给予200-500元的岗位补贴，稳定职工队伍。增加通风设施维护人员，从现有的13人增加至18人，人均负责12组设施，确保维护及时。验收标准：通风专业技术人员满足需求，人员考核合格率100%，设施维护人员配置达标。责任单位：人力资源科、通风科2.4.3应急管理体系完善202X年X月底前，修订完善矿