均壓通風技術的應用探討

閆曉飛

(山西新景礦煤業有限責任公司，山西 陽泉 045000)

0 引言

均壓通風技術是基于調節風路兩端壓差，使壓差盡可能降低乃至減少至零，從而控制采空區漏風，減少瓦斯涌出的一種方法。在煤礦開采過程中采用均壓通風，保證采煤工作面環境中的瓦斯不超限，是實現安全生產的基礎。本文基于均壓通風技術在煤礦中的應用進行探討。

1 均壓通風技術淺析

1.1 均壓通風技術原理

均壓通風技術的工作原理主要集中在對于壓差的控制方面，通過盡可能降低井下作業通道中的瓦斯含量，均壓技術能夠實現工作面，尤其是高瓦斯煤礦工作面的生產、人員安全。通常基于濃度梯度原理而將壓差降低至最小，從而減小乃至防止采空區瓦斯的大量涌出。基于瓦斯相對較低的濃度含量，再將工作面風壓上升，便不會發生自瓦斯濃度由高至低(即由內向外)的泄露。

1.2 技術要點

均壓通風技術重點強調風壓的均勻性。這一方面的內涵在于，風機設備要絕對均壓，這是整個通風過程順利開展的前提。大量實踐操作證實，一旦通道兩側存在壓差，瓦斯便會自高濃度向低濃度擴散，由此進入工作面，這對于礦下工作人員的人身乃至生命安全而言都會構成極大威脅。當然，在實際工作中，不可避免地會產生偶爾的風機故障問題，這時基于主扇負壓的影響，通道內部在短時間范圍段仍可正常通風，這便對于內部瓦斯氣體濃度的升高起到了一定的抑制作用，但值得注意的是，這一控制作用僅能在較短的時間內保持；一旦出現此類故障問題，工作人員要由回風側即刻撤到進風側，主扇負壓作用周期因此又被稱為“救命周期”。此外，盡管風機均壓對于瓦斯噴涌的抑制效果較好，但在外部有較大漏風情況時不適用。

聯合使用風窗-風機共同效應。在具體使用過程中，風窗-風機共同效應對于工作人員實施策略、管理措施的水平要求相對較高。根據以往經驗及相關報道，一旦有停風必要需要將均壓風機運轉停止時，工作人員要及時做好將回風道、截止門開放的準備，這一操作能夠保障瓦斯不會瞬間大量涌入，能夠避免瓦斯濃度瞬間升高所造成的危害。在為工作層卸壓的過程中，溜子道截止門需要緊閉，這一點在實際工作過程中效果顯著；同時，其風筒出口要遠離工作面下端至少3 m距離，這對于避免瓦斯同煤炭混合自燃而言非常重要；另一方面，無論是風筒、風門還是其他通風設施部件，都要安排專人定期檢查，并安排安全小組進行不定期篩查。除此之外，相關人員要在每日工作中通過調節通風量而使得通風效果時刻處于最佳狀態，并對于礦井風量密切關注，一旦有異常，要馬上采取上述自查措施。

2 均壓通風技術代表-B型通風技術

所謂B型通風技術，指的是在煤礦生產的工作層形成通風網絡，并與回風巷形成頂板瓦斯排放通道，來保證煤礦通道內安全。這一技術采用了回風巷阻斷及聯絡巷壓力調節的功能，從根本上降低了瓦斯泄露到工作面的幾率。

B型通風技術核心主要有以下幾點：其一，采空區瓦斯涌出控制。通過降低強漏風帶、促進紊流帶向微孔滲流帶轉換的方式避免瓦斯涌出，并同時基于采空區適量的瓦斯涌入，為后期抽放創造了便利條件;其二，通風巷道瓦斯涌入。這一方案技術制定的設想起源于長距離工作面通道可以作為瓦斯泄露、暫存場所。然而，值得注意的是，B型通風技術的實施需要在回風巷旁加設風門裝置，起到防止涌出的作用；其三，防止煤壁瓦斯涌出。為了有效防止這一部分瓦斯的涌出，要依靠風門來增加局部阻力，形成絕對靜壓乃至保持絕對靜壓穩定上升，來降低瓦斯涌出，并隨著瓦斯外泄強度的提高而增加阻力大小。

目前，B型通風技術在實際使用過程中仍然存在一些問題有待于改進。如何有效地將瓦斯排放濃度控制在合理、安全范圍內始終是未知數，需要借助實踐經驗與反復摸索才能找到答案。通常，一旦回風順槽、排風巷壓差固定，無顯著波動時，瓦斯總排放量基本一致，但工作面風量的大幅度變化會使得瓦斯濃度波動較大，控制難度有所提高。基于此，通風機可以選擇安裝于通風聯絡巷。

3 均壓通風技術應用實例

以開灤集團某礦井實際情況為例，分析均壓通風技術在某工作面的應用情況，通過采用該技術，有效地控制了采空區瓦斯涌出。

該工作面通風量約為360 m3/min，按照瓦斯涌出50.4 m3/min測算，瓦斯濃度可高達12.36%。通過采用15×2 kW對旋式風機(720 m3/min吸風量)，并基于工作人員經驗對于內外空氣壓差進行優化調節，促進壓差盡可能降低至兩端基本平衡一致，采空區有少量氣體流入(能夠有效防止瓦斯外泄)，便能夠控制工作面瓦斯超限。基于均壓通風技術的采用與調節，工作面、采空區瓦斯外泄濃度分別為0.33%、1.2 m3/min，相關數值均位于安全范圍之內，極大保障了生產以及人員安全。

在此過程中，將兩道永久密閉建于貫通點處，同時以化學料漿注漿于密閉間中，并輔以泡沫填充便可以實現周圍的封閉，防止透風問題的出現。基于此，通風系統的穩定性能夠極大改善，可靠性也較無相關措施前有較大提升。以此實際應用案例為出發點，針對均壓通風技術理論研究與實際應用的相關細節總結了幾點體會。

由于礦井內部的壓力值隨著時間推移而不固定，時刻都在變動，故均壓通風技術的運用與效果的實現只能運用于較短時間段內，而不能予以長時間、持續運用，否則，可能引發風流變化小，而造成均壓點壓力波動。

盡管均壓通風技術重點強調風壓的均勻性，且均壓通風技術內涵在于對壓差的控制方面，但這些只局限于理論層面，在實際工作過程中要想達到絕對的壓力平衡乃至實現風流無波動是絕對不可能的，即絕對的壓差為零不可能存在。

單獨采用均壓通風技術實現風壓不動非常困難，這是由于礦井內部壓強為相對大氣壓，處于時刻變化過程中，因此要與其他通風技術聯合使用，否則會使得工作區域內部風流往復流動。

4 結語

煤礦通風技術無論在安全保障還是在具體生產環節執行方面均起著關鍵作用，本文從均壓通風技術原理、核心工作要點(均壓通風技術重點強調風壓的均勻性、聯合使用風窗-風機共同效應)方面出發，對均壓通風技術代表——B型通風技術進行了淺析，并結合具體應用實例進行了總結。