東榮二礦井下霧氣成因分析
???? 1 前言
???? 煤礦是一個復雜的生產系統(tǒng),存在著很多影響煤礦安全生產的因素。東榮二礦井下出現的霧氣不僅易導致礦井提升運輸事故,影響安全生產,而且加重了工作環(huán)境污染,有害于人體健康。
???? 東榮二礦開拓方式為立井主要運輸大巷采區(qū)上山分區(qū)式開拓,開拓水平標高-500m,地面標高為66.8m。中一上采區(qū)2條暗絞車道、主要入風石門,在每年的部分時期(尤其是在夏季)霧氣騰騰,能見度很低,嚴重時不足2m。霧氣迷漫的環(huán)境,影響人們的視野和心情,使 勞動效率下降,使行人、運輸受到嚴重干擾,形成潛在的事故隱患。由于受影響巷道都是運輸行人比較頻繁的主要生產巷道,為了保證礦井的安全生產和正常的工作環(huán)境,必須查清井下霧氣的成因,以確定治理霧氣的措施。
???? 2 霧氣的出現規(guī)律
???? (1)霧氣的出現隨著季節(jié)的變化而變化。中一上采區(qū)2條暗絞車道、主要入風石門出現的霧氣夏季較大,秋季次之,冬季較小甚至沒有。
???? (2)霧氣的出現與巷道高度有關。進風大巷內沒有霧氣,起霧點位于進風大巷主、輔絞車道分岔點以上約20m處,直到-325m標高的高一工作面入風順槽中變電站止都是霧氣迷漫。
???? (3)霧氣出現與巷道風流的溫度有關。在-325m標高的高一工作面入風順槽中變電站處,由于變電站和泵站產生的溫度較高,變電站處霧氣明顯減少,變電站后20m完全消失。風流經過工作面和回風巷后進入回風上山時又出現霧氣。
???? (4)霧氣的出現與巷道風門的開啟有關。在礦井進風大巷與中一上采區(qū)輔助絞車道(回風上山)之間有二道風門,若風門同時打開,回風上山巷道內的霧氣立即增大。
???? 3 霧氣現場氣象參數的測定
???? 現場取樣進行氣體分析。分析結果表明霧氣成分與正常空氣非常接近,無有毒有害氣體及其他特殊成分,并且在燈光下呈乳白色。因此,為了分析霧氣的成因,在夏、秋兩季對東榮二礦井下霧氣出現地點的氣象參數進行了測定。
???? 通常,空氣中的水蒸氣接近飽和,當氣象參數(如空氣溫度、大氣壓力)變化時,使 空氣的飽和能力降低,當空氣中實際所含水分大于空氣對水分的飽和極限時,多余的水分將凝結成細小水滴,即形成霧。隨著溫度的進一步下降,水分的析出量加大,細小水滴聚集成較大小珠,附著于巷壁或金屬設備的表面。根據上述觀測數據分析霧氣形成影響因素。
???? 4.1 圍巖溫度的影響
???? 根據東榮二礦的精查地質報告,該礦區(qū)的恒溫帶深度為20m,恒溫帶溫度為+5.6℃,地溫梯度為2.8℃/hm,地溫率35.7m/℃。根據地溫預測計算式tvr=t0+(z-z0)/g,可計算出-500m平均地溫為19.0℃。本地區(qū)使地溫變化的主要因素是自然增溫率,沒有地熱異常現象影響,因此地溫預測值不應有大的誤差。根據對-500m南翼巖巷掘進工作面測溫孔的實際測定,原巖溫度為18.8~19.0℃,與計算值基本相符。 ???? 雖然巖壁溫度隨地面季節(jié)變化呈周期性變化,但長期通風的巷道壁面溫度變化不象風流溫度變化幅度那樣大,在時間上也要滯后一段。這是由于巷道圍巖的熱容量非常大,要有長時間的熱交換才能使其溫度有明顯的變化,這也就是通常所說的巷道圍巖的調熱作用。