基于高瓦斯煤巷掘進(jìn)全負(fù)壓通風(fēng)技術(shù)研究

李衛(wèi)強(qiáng)（中煤華晉能源有限責(zé)任公司王家?guī)X礦，山西　運(yùn)城　044000）

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基于高瓦斯煤巷掘進(jìn)全負(fù)壓通風(fēng)技術(shù)研究

李衛(wèi)強(qiáng)
（中煤華晉能源有限責(zé)任公司王家?guī)X礦，山西運(yùn)城044000）

摘要：瓦斯又稱煤層氣，主要成分是甲烷和一氧化碳，具有易燃易爆的特點(diǎn)。由于瓦斯吸附在煤層中，隨著采掘工作不斷涌出，所以無(wú)論采用何種通風(fēng)技術(shù)瓦斯都不會(huì)完全排除。而瓦斯一旦遇到明火或在一定的溫度下就會(huì)發(fā)生燃燒和保障，嚴(yán)重危害曠工的人身安全，影響煤炭企業(yè)積極效益的提高，造成不良的社會(huì)影響。不過(guò)先進(jìn)的通風(fēng)技術(shù)能有效降低工作面的瓦斯?jié)舛龋蛊渚S持規(guī)定濃度之下，盡可能確保生產(chǎn)過(guò)程的安全。

關(guān)鍵詞：高瓦斯煤礦；采掘工作面；通風(fēng)技術(shù)；探析

煤巷通風(fēng)關(guān)系到采礦是否能安全高效進(jìn)行，提高通風(fēng)能力是未來(lái)礦井通風(fēng)管理的主要內(nèi)容。本文以甲煤礦為例，首先介紹了煤礦的概況和通風(fēng)阻力的測(cè)定，接著指出通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化的重點(diǎn)，并著重論述了通風(fēng)阻力較高的解決途徑，希望對(duì)大家相關(guān)課題的研究有所啟發(fā)。

一、甲煤礦概況

甲煤礦礦井通風(fēng)方式是中央并列式，有三個(gè)井口，進(jìn)風(fēng)井兩個(gè)，分別是紅土主斜井、副立井，回風(fēng)井一個(gè)，是二號(hào)風(fēng)井。風(fēng)井安裝主扇兩臺(tái)，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用，型號(hào)FBCDZN026，功率2×280kW，風(fēng)葉角度零度。礦井總進(jìn)風(fēng)量約為5468m3/min左右，礦井等積孔約為4.15m2，礦井負(fù)壓約為152mm水柱。

二、通風(fēng)阻力的測(cè)定

本次測(cè)定采用氣壓計(jì)法，選用的精密氣壓計(jì)的最小分度10Pa、測(cè)量是83.6 kPa ～114kPa。測(cè)量計(jì)具：皮尺、風(fēng)表、干濕球溫度計(jì)、秒表等。在測(cè)量之前，對(duì)風(fēng)表、干濕球溫度計(jì)、秒表以及精密氣壓計(jì)進(jìn)行檢定，確保測(cè)量結(jié)果真實(shí)可靠。

采用氣壓基點(diǎn)測(cè)定法進(jìn)行測(cè)定，把調(diào)試好的精密氣壓計(jì)A放在井口，每隔10min測(cè)定一次井口的大氣壓力讀數(shù)，并記錄下來(lái)。把在井口調(diào)試好的精密氣壓計(jì)B放在第一個(gè)測(cè)試點(diǎn)上，然后每20min換一個(gè)測(cè)試定進(jìn)行測(cè)定，記錄各測(cè)點(diǎn)風(fēng)流相對(duì)基點(diǎn)的靜壓。綜合運(yùn)用干濕球溫度計(jì)、風(fēng)表等儀器測(cè)定相關(guān)參數(shù)。經(jīng)阻力校驗(yàn)，數(shù)據(jù)誤差小于10%，因此測(cè)試結(jié)果可靠，具體數(shù)據(jù)如圖1所示。

由表1可知，礦井718水平是全礦井的風(fēng)流瓶頸，通風(fēng)阻力最大，其次是570水平和460水平。718水平和570水平的巷道挖掘較早，其設(shè)計(jì)存有不合理的地方、施工質(zhì)量也不高，是通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化的主要對(duì)象。

三、減低通風(fēng)阻力的解決途徑

對(duì)于減低通風(fēng)阻力的解決途徑的選擇，應(yīng)遵循以下原則：在經(jīng)濟(jì)上，應(yīng)在實(shí)現(xiàn)最大效益的基礎(chǔ)上盡量降低材料的消耗；在技術(shù)上，應(yīng)滿足各用風(fēng)地點(diǎn)的生產(chǎn)需要，確保風(fēng)流穩(wěn)定。

1 劃定最大阻力路線圖

最大阻力路線圖的劃定應(yīng)根據(jù)具體的阻力數(shù)據(jù)進(jìn)行，然后據(jù)此找出通風(fēng)阻力異常的線路。礦井的通風(fēng)阻力的有很大一部分由摩擦阻力產(chǎn)生，所以應(yīng)采取針對(duì)性的技術(shù)手段來(lái)降低摩擦阻力。此外，在減低摩擦阻力的同時(shí)，也應(yīng)注重降低特殊地點(diǎn)的局部阻力，更好地降低通風(fēng)阻力。劃定最大阻力路線圖的具體方法如下：首先繪出礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖，并把通風(fēng)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)出來(lái)，確保能準(zhǔn)確反應(yīng)礦井實(shí)際用風(fēng)狀況。其次，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，確定巷道阻力公式。最后，把測(cè)得的數(shù)據(jù)帶入巷道阻力公式中計(jì)算出巷道阻力，劃定最大通風(fēng)阻力巷道。

2 通風(fēng)現(xiàn)狀分析

根據(jù)最大阻力路線圖以及通風(fēng)線路實(shí)際情況，在充分考慮實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，找出影響通風(fēng)阻力的主要問(wèn)題：①除了通風(fēng)構(gòu)筑物的不當(dāng)設(shè)計(jì)和使用外，不合理的生產(chǎn)布局同樣會(huì)影響通風(fēng)系統(tǒng)。②根據(jù)各風(fēng)路的功耗、風(fēng)阻和阻力，對(duì)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的阻力分布狀況進(jìn)行分析，找出高耗能、高風(fēng)阻和高阻力的地點(diǎn)區(qū)域，

3 降阻措施

改善生產(chǎn)布局，減少對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的影響。同時(shí)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，既要確保通風(fēng)構(gòu)筑物設(shè)計(jì)的合理性，也要做到規(guī)范操作和使用。改進(jìn)巷道布置，減少通風(fēng)構(gòu)筑物的數(shù)量，不斷簡(jiǎn)化通風(fēng)系統(tǒng)，使通風(fēng)系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)。綜合運(yùn)用多種舉措，降低通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)阻力，比如采取經(jīng)濟(jì)斷面巷道、增加并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、開掘新風(fēng)路、加強(qiáng)巷道維修、另打新風(fēng)井、采用分區(qū)通風(fēng)、改變流向等。井底車場(chǎng)、通風(fēng)構(gòu)筑物、井口、煤倉(cāng)等地點(diǎn)易發(fā)生漏風(fēng)，影響風(fēng)量利用率，對(duì)此可在設(shè)計(jì)、施工以及后期管理上進(jìn)行堵截，實(shí)現(xiàn)對(duì)漏風(fēng)的綜合治理。

結(jié)語(yǔ)

與炮采工作面相比，現(xiàn)有綜采工作面和機(jī)采工作面對(duì)風(fēng)量的需求更高，導(dǎo)致通風(fēng)系統(tǒng)不能滿足生產(chǎn)需要。此外，變化較快的用風(fēng)地點(diǎn)、日益復(fù)雜的礦井通風(fēng)系統(tǒng)又降低了風(fēng)量利用率，進(jìn)一步加劇了對(duì)風(fēng)量需求。同時(shí)，復(fù)雜的礦井通風(fēng)系統(tǒng)還導(dǎo)致新鮮風(fēng)流到達(dá)用風(fēng)地點(diǎn)距離較長(zhǎng)，比如全礦井巷道長(zhǎng)度在120km以上。一水平、二水平礦井通風(fēng)阻力大、分布不平衡的主要原因是礦井在早期設(shè)計(jì)、施工以及管理上的缺陷。

表1　巷道特性及阻力參數(shù)表

參考文獻(xiàn)

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[2]丁焱.辛安煤礦通風(fēng)阻力測(cè)定與分析[J].山東煤炭科技，2014（01）：85-88.

中圖分類號(hào)：TD72

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A