大傾角工作面正壓通風回撤技術

摘 要：文章通過介紹小康礦W1S1大傾角工作面首次采用正壓通風回撤，杜絕了工作面自然發火，保證了工作面的安全順利撤出，安全效益、經濟效益明顯。同時，也為小康礦以后工作面采用正壓通風回撤積累了寶貴經驗。

關鍵詞：大傾角工作面；正壓通風；回撤；自然發火

1 工作面概況

小康礦W1S1綜放工作面位于西一采區，面長230m，走向長度976m，工作面最大傾角為21°，是建礦以來首個大傾角工作面。工作面采用傾斜長壁后退式全部跨落法綜合機械化放頂煤的采煤方法，通風方式為U型布置，回采期間配風量1000～1200m3/min。采場相對瓦斯涌出量1.12m3/t，絕對瓦斯涌出量5～8m3/min，煤塵爆炸指數40.54%，具有爆炸危險性。采場于2012年6月3日貫通，2013年6月14日回采結束。工作面共計159組支架，為實現工作面安全、快速回撤，決定采用正壓通風回撤支架，支架由回順撤出。

2 回撤方案確定

2.1 回撤方案對比

針對W1S1綜放工作面特點，全面分析了負壓通風回撤與正壓通風回撤的優缺點（表1）。

2.2 回撤方案確定

經過對比，決定采用正壓通風回撤支架。工作面形成掩護架后，在運順距工作面3m處建一道板閉，將采場分成兩部分，分別采用局部通風機供風，支架通過工作面經回順撤出，已回撤區域采取自然垮落，風筒隨工作面回撤而回收，保證距撤架地點不超過5m。

3 方案實施

3.1 前期準備工作

回撤支架前，在西一絞車房回風側及西一四條皮帶道內安設兩套局部通風機，作為工作面回撤期間使用。局部通風機實現“三專兩閉鎖”，達到性能可靠，實行雙風機雙電源，雙風機必須有主、備之分，并能自動切換。運、回順及工作面接設∮800mm的抗靜電、阻燃風筒，均接設到運順前三角點位置，風筒按標準吊掛。在西一四條皮帶道建一道增阻框，預留適當調量門，并備有足夠調量使用的木板，風筒穿過增阻框部分采用骨架風筒。在運順及工作面鋪設監測電纜，按掘進工作面要求安設甲烷傳感器。工作面劈幫、拉底結束，運順罐籠停止使用后，將罐籠嘴卸下，罐籠眼上方用跳板蓋嚴。在運順距工作面10m處備足封閉使用的木板等材料。

3.2 通風系統調整

工作面掩護架形成后（圖1），對通風系統進行調整。由當班瓦檢員負責將采場內的所有人員撤到新鮮風流中，并在W1S1運順材料斜巷口及W1S1回風下山口設置警戒，嚴禁人員進入；同時命令施工單位電工切斷采場內所有非本安電源。救護隊在運順距工作面10m處建一道板閉，板閉封口前開啟運、回順局部通風機，進行系統調整。打開運順罐籠上方蓋板，對W1四條皮帶尾增阻框進行調量，同時敞開W1四條皮帶聯絡道風門（圖2）。

系統調整完后，測風員對各地點進行實地測風，確保風量分配合理，系統可靠。W1S1運順局部通風機開單級，保證工作面風量不低于250m3/min，W1S1回順局部通風機開雙級，保證工作面風量不低于500m3/min。

4 回撤期間“一通三防”管理

4.1 通風管理

（1）風筒末端距撤架、回棚地點不超過5m，并備好短接，方便接設。風筒隨著工作面回撤，逐節進行回收。（2）加強風筒質量管理，在作業與運輸物件過程中要保護好沿途風筒，錨索、錨桿與風筒接觸的位置可用皮帶進行保護，防止造成工作面風量不穩定或出現微風。（3）每天對回撤工作面風量進行測定，保證工作面風量穩定在500～600m3/min。（4）已回撤區域采取自然垮落，設好警標、嚴禁人員進入。

4.2 瓦斯管理

（1）W1S1綜放工作面坡度較大、最大傾角為21°，工作面機頭低、機尾高，回撤期間移動瓦斯抽采系統保持正常，可隨時開泵抽采，確保瓦斯不超限。（2）上隅角及機尾絞車附近需加強瓦斯檢查，瓦斯超限停止作業，并采取措施進行處理。同時，在機尾絞車上方安設甲烷傳感器，瓦斯超限后，切斷絞車電源。（3）在撤架、回棚地點高頂處懸掛便攜式甲烷檢測報警儀，并認真檢查撤架三角區內氧氣及有害氣體濃度，確保作業人員安全。（4）工作面支架后可能出現微風，也要加強檢查瓦斯情況。

4.3 防滅火管理

（1）上隅角-120#架、下隅角-30#架架間、架后部尾梁進行噴漿封閉。（2）利用上、下隅角及工作面30#、60#、90#、120#、150#架間埋設的注氮管路向采空區注氮氣防滅火，制氮量1000m3/h。架間注氮管路隨著回撤，提前10架進行回收。（3）回撤期間，對上隅角-120#架已噴漿區域逐架施工注泥孔，注白泥。（4）做好工作面防火預測預報，每天對工作面、回風流、原上隅角和每10架架間進行取樣化驗分析；每班對工作面逐架進行防火檢查，準確掌握現場動態。

（5）回撤期間，當出現高溫點或一氧化碳超限時，馬上進行注白泥。從支架前梁上方，傾角10～15°，利用φ42mm麻花套釬向采空區施工8m注泥鉆孔，超過支架1.5m為宜，孔內下1.5m全長套管，實現回退式注泥。

5 正壓通風回撤優越性

（1）提升了安全管理層次。

（2）省去了“一梁四柱”木支護及局部木垛，大大降低了人員勞動強度，且21°工作面人員運輸材料極易滑倒，提高了安全性。

（3）自然發火有保證，撤架工作有序進行。

正壓通風回撤可減少采空區漏風；已回撤區域采取自然垮落、配合注氮氣，氧氣濃度低于7%，有利于對自然發火的控制。回撤期間，回風流CO濃度最高9ppm，平均保持在2～5ppm，如圖3，與全負壓通風回撤時回風流CO濃度8～12ppm相比有了大幅度降低，有效杜絕了自然發火，保證撤架工作有序進行。

（4）如圖4，正壓通風回撤使工作面始終處于正壓狀態，可減少工作面瓦斯涌出。回撤期間，回風流CH4濃度基本保持在0.2～0.3%，杜絕了瓦斯超限。

（5）工作面采取雙掩護架，有利于頂板控制。

（6）實現大傾角工作面快速回撤。

6 經濟效益

（1）省去了“一梁四柱”木支護，所節約的圓木費用：150×2×4×165.6=198720元。

（2）已回撤區域沿空留巷的管理費用：包括采取注氮、噴漿、注水、注泥等多種防火工藝產生的費用，以及每班進行巡回檢測的人工費用。

7 存在問題

（1）風量問題。要綜合考慮工作面風速、瓦斯及防火的要求，合理配風。風量不足造成微風，會引起局部瓦斯積聚；風量過大容易引起自然發火。

（2）已回撤區域，木梁拉條要及時回撤，并剪開金屬網，確保已回撤區域冒落嚴密，如冒落不嚴密，在掩護架后用白泥碼封堵墻，減少瓦斯涌出。

（3）風筒末端距回撤區遠近對瓦斯和一氧化碳的影響。過遠，瓦斯涌出量大，容易造成瓦斯超限；過近，會造成煤氧化速度加快，一氧化碳濃度增加，容易引起自然發火。

（4）工作面煤壁和頂梁下落形成三角空間的管理。必須及時進行封堵，以免與已回撤區域形成通道，造成氮氣溢出。

（5）掩護架接頂問題。接頂嚴密，支架可順利上平臺撤出；接頂不嚴，掩護架下滑，造成高度不夠，支架不能順利上平臺撤出。

8 結束語

W1S1大傾角工作面是小康礦首次采用正壓通風回撤的工作面，取得了很好的效果，保證了工作面安全順利回撤，架間、回風流一氧濃度大大低于全負壓通風回撤時的水平，回撤期間沒有瓦斯超限，安全效益、經濟效益明顯，同時，也為小康礦以后工作面采用正壓通風回撤積累了寶貴經驗。

作者簡介：呂巍（1984-），男，工程師，2007年畢業于遼寧工程技術大學，現任小康煤礦保安區主任工程師。