基于水峪煤礦6122工作面的均壓通風(fēng)思路構(gòu)建

樊彥鵬

(汾西礦業(yè)集團(tuán)公司水峪煤礦瓦檢隊，山西 孝義 032300)

煤礦工程

基于水峪煤礦6122工作面的均壓通風(fēng)思路構(gòu)建

樊彥鵬

(汾西礦業(yè)集團(tuán)公司水峪煤礦瓦檢隊，山西 孝義 032300)

6122工作面煤層屬回采前方異常區(qū)域，水峪煤業(yè)六采區(qū)6122工作面開采煤層為10+11#。根據(jù)地質(zhì)資料分析，該工作面結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，煤巖層巖性較脆弱、裂縫發(fā)育。進(jìn)行回采時，經(jīng)常會因工作面通風(fēng)問題產(chǎn)生很多不安全現(xiàn)象。6122工作面回采前對小煤窯井口進(jìn)行了排查堵漏以防漏風(fēng)，但此種方式并不能保證6122工作面均壓通風(fēng)順利。為了保證6122工作面的安全生產(chǎn)，必須構(gòu)建合理的均壓面通風(fēng)思路。

6122工作面；均壓通風(fēng)；排查堵漏

6122工作面漏風(fēng)是影響煤礦正常生產(chǎn)和造成通風(fēng)系統(tǒng)混亂的主要因素[1]。雖然該煤礦已經(jīng)根據(jù)漏風(fēng)狀況采取了一系列措施，進(jìn)行了堵漏、測定風(fēng)速等，但是6122工作面漏風(fēng)狀況依然沒有得到控制。為了保證回采安全，必須及時進(jìn)行工作面均壓通風(fēng)設(shè)計。

1 工作面概況及均壓面通風(fēng)技術(shù)前期準(zhǔn)備

6122工作面北鄰6121工作采空區(qū)，在2011年完成回采，東鄰正旺煤業(yè)煤礦邊界，西鄰六采區(qū)大巷，南鄰黑坡溝煤礦。該工作面開采太原組之10+11#煤層，上部9#煤為采空區(qū)，10#煤頂板距離9#煤底板0.8 m，煤層總厚度為6.96 m，直接頂為泥巖，底板為鋁質(zhì)泥巖，老頂為K2石灰?guī)r，煤層結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，煤層傾角2°～8°，平均傾角6°，該工作面順槽長度983 m、切眼長度192 m，可采儲量137萬t。

建立均壓面通風(fēng)系統(tǒng)時，主要采取了以下方法：第一，由于6122工作面處于正旺煤礦邊界，所以發(fā)生漏風(fēng)現(xiàn)象后可以進(jìn)行煤礦間協(xié)調(diào)，從正旺煤礦的上下井進(jìn)行排查，發(fā)現(xiàn)漏風(fēng)，及時堵漏。第二，相關(guān)人員必須定期對井下表面進(jìn)行檢查，及時封堵可能發(fā)生漏風(fēng)的區(qū)域。第三，實施周邊采礦嚴(yán)格檢查，減少漏風(fēng)發(fā)生。第四，對6122上下隅角錨桿、托餅等支護(hù)材料進(jìn)行拆除，同時完成堵漏。第五，采用均壓通風(fēng)，調(diào)整好均壓風(fēng)機(jī)的風(fēng)筒和風(fēng)門位置。除此之外[2-3]，各級領(lǐng)導(dǎo)還需正確處理均壓通風(fēng)系統(tǒng)的相關(guān)事項，保證各項工作穩(wěn)定進(jìn)展。

該工作面通風(fēng)思路構(gòu)建已經(jīng)實施，本文對該思路構(gòu)建的正確性進(jìn)行分析。均壓通風(fēng)系統(tǒng)如第92頁圖1所示。

2 風(fēng)量和風(fēng)壓計算及調(diào)壓風(fēng)機(jī)類型選擇

2.1 工作面風(fēng)量和風(fēng)壓計算

計算工作面風(fēng)量和風(fēng)壓的時候，采煤量有不同值。從氣相條件計算，采煤量為697 m3/min；按照CO2涌出量計算，采煤量為108 m3/min；按照工作面及工作人數(shù)計算，采煤量為288 m3/min；按瓦斯涌出量計算，采煤量為697 m3/min；按風(fēng)速等方面進(jìn)行計算，采煤量為2 265 m3/min。

經(jīng)過以上分析，可以將采煤量表示為166 m3/min

圖1 6122工作面均壓調(diào)風(fēng)系統(tǒng)示意圖

2.2 調(diào)壓風(fēng)機(jī)選型

第一，進(jìn)行風(fēng)量范圍選擇。可以從出口風(fēng)量和調(diào)壓選型2方面確定風(fēng)量[4]。第二，確定風(fēng)機(jī)風(fēng)壓范圍。根據(jù)6118工作面通風(fēng)經(jīng)驗選擇通風(fēng)機(jī)，將工作面調(diào)壓h控制在50 Pa～100 Pa。第三，實施風(fēng)機(jī)切換和閉鎖。將主調(diào)風(fēng)機(jī)電源控制確定為移變專用電源，副調(diào)壓風(fēng)機(jī)為低壓側(cè)電源，并間隔一定時間進(jìn)行調(diào)壓風(fēng)機(jī)切換。第四，可以在6122材巷安裝2臺調(diào)壓風(fēng)機(jī)，實現(xiàn)三通相連。合理控制分級及與軌道的距離，保證吸風(fēng)口通暢。

3 建立均壓通風(fēng)系統(tǒng)并驗收

1) 確定風(fēng)筒，將風(fēng)筒材質(zhì)選定為伸縮風(fēng)筒。

2) 確定調(diào)壓風(fēng)門。確定分壓風(fēng)門時，可以從風(fēng)門墻垛、風(fēng)門及風(fēng)門閉鎖、報警裝置等方面進(jìn)行設(shè)置。

3) 調(diào)節(jié)風(fēng)窗。進(jìn)行風(fēng)窗調(diào)節(jié)時，可以先進(jìn)行風(fēng)窗位置設(shè)置，然后再利用計算方式對風(fēng)窗進(jìn)行設(shè)置。計算方式如式(1)。

(1)

式中：S窗是調(diào)節(jié)風(fēng)窗過風(fēng)窗口面積；Q表示調(diào)節(jié)風(fēng)窗過風(fēng)窗口風(fēng)量。

4) 水柱設(shè)置。從水柱安設(shè)和水柱讀數(shù)等進(jìn)行確定。

5) 水工作面最大增壓和調(diào)壓范圍調(diào)節(jié)。

6) 設(shè)置測風(fēng)站位置。通常將測風(fēng)站控制在回風(fēng)順槽及分流較穩(wěn)定的地段。

7) 參數(shù)監(jiān)測。首先，對6122工作面均壓通風(fēng)主要參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，包括CH4、CO、O2、CO2溫度等；然后，對瓦斯排放內(nèi)容進(jìn)行檢查。

8) 安設(shè)傳感器、聲光報警裝置和電話。除了以上要求外，還應(yīng)該給作業(yè)人員配備自救器。同時，對6122工作面、傳感器等進(jìn)行檢查，方便人員讀取。

所有系統(tǒng)完工后，必須經(jīng)過檢驗和驗收后才能使用，并保證安全間斷和管理等情況正常。

4 均壓通風(fēng)系統(tǒng)啟動和安全運行

4.1 啟動均壓通風(fēng)系統(tǒng)必須滿足的條件

進(jìn)、出口風(fēng)量測定是6122工作面系統(tǒng)啟動的前提。同時，還要安排專人對工作面中的CO、CO2等進(jìn)行測定。符合以下要求后再啟動系統(tǒng)：第一，6122漏風(fēng)量必須達(dá)到100 m3/min以上；第二，利用增加工作面配風(fēng)量不能解決上隅角CO體積分?jǐn)?shù)超過24×10-6問題；第三，進(jìn)行取樣化驗時，工作面風(fēng)流空氣中的碳?xì)漕悮怏w含量超標(biāo)。

4.2 啟動調(diào)節(jié)均壓系統(tǒng)的方法

第一，經(jīng)過審批，由通風(fēng)隊長和區(qū)長啟動；第二，均壓系統(tǒng)啟動后，配備測風(fēng)員、安全員和施工維修，做好維修通風(fēng)工作。第三，工作面隊長在均壓系統(tǒng)啟動前將工作面的全部電源切斷，保證無安全隱患后再啟動均壓通風(fēng)系統(tǒng)。第四，啟動均壓系統(tǒng)前必須進(jìn)行調(diào)風(fēng)和調(diào)壓處理。第五，初期調(diào)壓可以將工作面內(nèi)、外壓力差控制在6 666.1 Pa～13 332.2 Pa(50 mmHg～100 mmHg，1 mmHg=133.322 Pa)，井下CO在5 m3/min～30 m3/min。第六，完成初期調(diào)壓后，關(guān)注氣體變化，發(fā)現(xiàn)問題，及時查明原因并處理。第七，放頂時采用自然垮落法及綜采支架輔助法進(jìn)行，將CO2濃度控制在一定范圍內(nèi)。第八，均壓系統(tǒng)運行有計劃地進(jìn)行，及時記錄壓力、風(fēng)量等參數(shù)。

4.3 均壓系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的方法

1) 工作人員注意問題

啟動均壓系統(tǒng)前，工作人員必須撤離到安全區(qū)域，經(jīng)過批準(zhǔn)后[4]，才能再進(jìn)入工作面工作。積極做好通風(fēng)工作面的看管和交班工作。綜采人員必須定期對調(diào)壓開關(guān)和線路進(jìn)行檢查，控制好礦內(nèi)溫度。瓦檢人員要做好工作面各個位置和回風(fēng)流的檢查和記錄，并及時向上級匯報。通風(fēng)隊要積極做好值班交接，對系統(tǒng)壓力、風(fēng)量等變化情況進(jìn)行記錄。均壓通風(fēng)期間，還要做好通風(fēng)設(shè)施的維護(hù)，保證調(diào)壓無循環(huán)風(fēng)。加強(qiáng)工作面作業(yè)人員壓縮氧自救器的使用培訓(xùn)，提高作業(yè)安全。將6122工作面中的瓦斯、CO2等氣體控制在一定范圍內(nèi)。

2) 設(shè)備及其他注意事項

局部均壓通風(fēng)系統(tǒng)采用2臺調(diào)壓機(jī)器，保證主、備風(fēng)機(jī)自動切換。CO2或工作面漏風(fēng)超過規(guī)定時，必須調(diào)節(jié)風(fēng)巷增阻。回采后期，合理控制工作面及上隅角有害氣體量。對6122工作面中傳感器靈敏度進(jìn)行校準(zhǔn)，保證瓦斯、溫度和風(fēng)速器在安全狀態(tài)。提高工作面進(jìn)料管理，安裝防撞裝置，對損壞的通風(fēng)設(shè)施及時進(jìn)行處理。工作面回采到預(yù)計均壓位置，風(fēng)速、瓦斯、CO2等在安全范圍內(nèi)再恢復(fù)正常負(fù)壓通風(fēng)。工作面檢查無循環(huán)風(fēng)、風(fēng)門嚴(yán)密不發(fā)生漏風(fēng)、溫度等均在安全范圍內(nèi)時，解除工作面警報，恢復(fù)正常生產(chǎn)。

5 結(jié)論

本文主要對6122工作面均壓通風(fēng)思路進(jìn)行了構(gòu)建。介紹了均壓面通風(fēng)技術(shù)前期準(zhǔn)備、工作面風(fēng)量和風(fēng)壓計算、調(diào)壓風(fēng)機(jī)類型選擇、建立均壓通風(fēng)系統(tǒng)并驗收，對均壓通風(fēng)系統(tǒng)啟動必須滿足的條件和保證均壓系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的方法進(jìn)行分析，以期給相關(guān)研究單位的同行提供參考。

[1] 孟清華，李斌，劉虎生.均壓通風(fēng)技術(shù)在補(bǔ)連塔礦22306工作面的應(yīng)用[J].煤炭技術(shù),2014,33(10):56-57.

[2] 石倉勇.均壓通風(fēng)技術(shù)在綜放工作面的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2014,11(12):120-121.

[3] 張宏偉，張立國.3417綜放面均壓通風(fēng)技術(shù)實踐與應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究,2015(19):134-135.

[4] 王貴林.均壓通風(fēng)在大柳塔煤礦22103綜采工作面的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014(3):27-28.

Construction of pressure balancing ventilation based on 6122 working face of Shuiyu coal mine

FAN Yanpeng

(Shuiyu Coal Mine Gas Detection Team, Fenxi Mining Industry Group Co., Ltd., Xiaoyi Shanxi 032300, China)

6122 working face coal seam is the abnormal area in front of mining. The coal seam of 6122 mining face in sixth mining area of Shuiyu coal is 10+11#. According to the analysis of geological data, the structure of the working surface is very complicated.The lithology of coal seam is relatively weak with fractures. Ventilation problems happen in the working face when extracting, resulting in a lot of unsafe phenomena. The investigation work is conducted to prevent air leakage plugging of small mine before the mining of 6122 working face, but this method can not guarantee the smooth progress of pressure balabcing ventilation of 6122 working face. In order to ensure the safe production of 6122 working face, a reasonable pressure balancing ventilation idea should be set up.

6122 working face; pressure balancing ventilation; investigation and plugging

2016-11-23

樊彥鵬，男，1985年出生，2016年畢業(yè)太原理工大學(xué)采礦工程專業(yè)，大學(xué)本科，助理工程師，現(xiàn)主要從事煤礦通風(fēng)安全技術(shù)工作。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.01.30

TD72

A

1004-7050(2017)01-0091-03