一種新型皮托管支撐裝置在老石旦煤礦的實踐與應用

郄峰

（神華烏海能源有限責任公司，內蒙古 烏海016000）

1 提出問題

就目前國內煤礦安全生產現狀而言，皮托管支撐形式在煤礦采煤工作面火區均壓通風方式中仍然采用了自攻螺絲或者鐵釘把采煤工作面火區均壓風門上方的皮托管進行兩點一線的簡單固定，針對當下出現的這一問題，我們積極探索新工藝、新技術，終于研制成功一種新型皮托管支撐裝置，并在神華烏海能源公司老石旦煤礦031601 工作面、031604 工作面進行了多次的試驗和應用，取得了較好的社會和經濟效益，保證了采煤工作面安全、高效、穩定生產。

2 分析問題

我們研制的這種新型皮托管支撐裝置是在采煤工作面火區均壓通風系統中來固定皮托該技術屬于煤礦“一通三防”的技術領域，重點在于對礦井采煤工作面火區均壓通風皮托管支撐方式的深化研究。

3 解決問題

3.1 031601 工作面概況

老石旦煤礦回采的031601 綜合機械化放頂煤工作面為該礦主采工作面，該工作面傾斜長度280m，走向長度為1370m（剩余長度427m），煤層平均厚度8.5m，所采16# 煤層傾角5°～30°。工作面采用全部垮落法管理頂板，走向長壁綜合機械化放頂煤開采方法，機采高度3m，放頂煤高度5.5m，采放比1：1.66。031601 工作面底板為砂質頁巖，頂板為炭頁巖。

3.2 工作原理

3.2.1 該新型皮托管支撐裝置的設計目的

該種新型皮托管支撐裝置的設計目的就是解決礦井采煤工作面火區均壓風門皮托管固定不牢靠引起的壓差數值不準確導致的各類問題，主要目的如下：①該種新型皮托管支撐裝置結構便于裝拆和運輸，工作原理簡單，該種新型皮托管支撐裝置使用起來比較方便；②該種新型皮托管支撐裝置大大降低因礦井采煤工作面火區均壓風門皮托管固定不牢靠引起的壓差數值不準確導致的人身傷亡事故或數額較大的經濟損失等問題，并且從根本上解決了礦井采煤工作面火區均壓風門皮托管固定不牢靠引起的壓差數值不準確；③該種新型皮托管支撐裝置的使用成本低廉，效果顯著。

3.2.2 該種新型皮托管支撐裝置工作原理的理論基礎和依據

通風隊工作人員為了保障礦井采煤工作面火區均壓通風的穩定性和準確性會定時對采煤工作面均壓通風的壓差進行測定。測定壓差數據最重要的環節之一是均壓風門安裝的皮托管的工作，由于傳統的皮托管固定方式不牢靠或者受到風門開閉過程中的震蕩，皮托管的位置發生偏移，容易影響U 型壓差計顯示數據的準確性，導致均壓通風系統的不穩定，影響采煤工作面均壓防滅火工作的正常開展[1]。結合井下采煤工作面均壓通風系統的實際需求，特發明了解決該問題的皮托管支撐裝置。該支撐裝置結構簡單，易于操作。

3.2.3 該新型皮托管支撐裝置的工作原理

首先，加工一塊長度為57cm、寬為6.2cm 的鋼板，在鋼板的平面上焊接三根厚度為0.4cm、高度為1.5cm 的鋼條，將鋼板平面分為兩個區間，在上部區間打兩個固定自攻螺絲的小孔，在下部區間靠右側打一個半徑0.5cm 的采樣孔。

按照上述規格的支撐裝置準備好后，將皮托管按照自下而上的方向加裝在該新型皮托管支撐裝置上后，可以準確、穩定的對采煤工作面均壓通風進行實時監測。當采煤工作面均勻通風需要對該處進行正壓采集時，將手動連接閥左側連接皮托管中的正壓管；當采煤工作面均勻通風需要對該處進行靜壓采集時，將手動連接閥左側連接皮托管中的靜壓管。

通過該裝置的應用，可以對采煤工作面均壓系統的正壓和靜壓進行準確、可靠地監測，這樣就避免了因皮托管固定方式不牢靠或者受到風門開閉過程中的震蕩，皮托管的位置發生偏移，導致均壓通風系統的不穩定，影響采煤工作面防滅火工作正常開展。

3.3 安裝施工該新型皮托管支撐裝置的注意事項

①新型皮托管支撐裝置原則上在采煤工作面火區每組均壓風門布置1 個，這樣能夠穩定地進行壓差數值監測，保障人員的生命安全；②新型皮托管支撐裝置應該安排專人對該裝置進行定期檢查，發現該裝置有故障或損壞無法正常使用，必須立即進行更換，確保采樣器能夠正常發揮作用；③加強員工安全教育力度，使員工都能夠做到愛護新型皮托管支撐裝置，嚴禁閑雜人員移作他用或者損壞該裝置，應該建立嚴格的獎懲制度，對破壞新型皮托管支撐裝置的人員進行嚴懲。

4 應用案例

2015 年11 月份烏海能源公司老石旦煤礦在031601 工作面開始采用均壓通風的方法來抑制采空區遺煤自燃。初始階段利用鐵釘或者自攻螺絲來固定皮托管效果極差，均壓系統調節非常困難，采空區20m 處氧氣濃度達到14.3%，很容易造成采空區煤層自燃，使用新型皮托管支撐裝置后均壓系統調節起來變得比較簡單，最后將回采時調節運輸順槽風量為769m3/min，壓力為10Pa，回風順槽風量為799m3/min，壓力為60Pa 時，采空區20m 處氧氣濃度達到2.7%，效果非常明顯，收到了良好的安全效益。

5 結論

①該新型皮托管支撐裝置結構簡單，操作簡便，易上手，井下綜掘工作面操作人員無需專業學習即可上手；②該新型皮托管支撐裝置在使用過程中，能夠最大程度地解決采煤工作面火區均壓風門皮托管固定不牢靠引起的壓差數值不準確導致的各類問題；③該新型皮托管支撐裝置工作原理簡單，結構便于裝拆和運輸，使用比較方便。