綜采工作面上隅角低氧治理研究

張肖偉 昝 磊

(大同煤礦集團有限責任公司馬脊梁礦，山西 大同 037027)

1 概述

馬脊梁礦14-3#層301-2盤區8105綜采工作面采用綜合機械化低位放頂煤采煤工藝，長壁后退式采煤方法。設計傾斜長度2610m，可采傾斜長度2530m，走向長度239.4m，煤層厚度為6.41m，采高3.3m，放煤厚度為3.11m。瓦斯相對涌出量為0.57m3/t，絕對涌出量為3.42m3/min，屬低瓦斯礦井。煤層自燃傾向性為自燃，自然發火期為82d。

8105綜采工作面為全負壓通風系統，采用“U”型的通風方式，即布置進風順槽和回風順槽，進風順槽、回風順槽均沿14-3#煤層底板布置。這種通風方式通風量大，工作面風量可靠穩定。計劃風量2306m3/min，實際配風2445m3/min。

然而在回采過程中工作面上隅角仍存在低氧現象，雖采取吊掛臨時導風簾和“L型”導風障等措施，但均無法有效解決上隅角低氧的問題，工作面上隅角氧氣濃度在17.8%～18.8%之間。

2 工作面上隅角低氧的危害

工作面上隅角低氧不僅影響工作面正常生產，而且嚴重影響作業人員生命健康。氧氣是人體賴以生存的重要物質基礎，上隅角附近作業人員長期缺氧會導致人員免疫力下降、心率失常、記憶力下降等一系列疾病。

3 影響工作面上隅角低氧的因素

（1）所采煤層二氧化碳涌出量大，該工作面二氧化碳絕對涌出量為5.35m3/min。

（2）為控制尾端頭頂板，將尾端頭支護由原“四梁八柱”改為尾端頭支架，導致上隅角回風流不暢，無法有效稀釋后古塘涌出的有害氣體。

（3）該工作面采取連續注氮方式防止采空區自然發火，導致氮氣從上隅角溢出，引發缺氧現象。

4 工作面上隅角低氧治理措施

4.1 向上隅角低氧區供風

利用OF25-190型手提風動式風機對上隅角低氧區域進行供風。

具體做法是：將風機吊掛在工作面137#支架（倒數第5架）前探梁下，通過Ф350mm的特制風筒對上隅角低氧區域進行供風，風筒末端風量為140m3/min。

OF25-190型手提風動式風機從德國引進，以壓風為動力，工作壓力0.2～0.4MPa，出風量120～190m3/min，轉速 2250～3450r/min。該風機體積小，重量輕，能耗低，效率高，操作簡單，維修方便，最主要的是氣動風機防爆性能高，適合井下的作業環境。同時設置導風簾輔助向上隅角低氧區供風。

相關示意圖如圖1、圖2、圖3所示。

圖1 8105工作面上隅角供風示意圖

圖2 OF25-190型手提風動式風機

圖3 利用Ф350mm特制風筒向上隅角供風

4.2 減少工作面漏風

（1）提高通風構筑物的質量，加強通風構筑物的嚴密性，并應經常檢修維護，以防漏風。

（2）所有人員進出順槽巷道時，嚴禁將兩道風門同時打開，風門采取閉鎖裝置，若風門關閉不嚴或其他通風設施受損要及時維護、修復。

（3）8105工作面通風系統示意圖如圖4所示。

圖4 8105工作面通風系統示意圖

4.3 現場管理

（1）工作面上隅角處安設1臺氧氣傳感器，報警值O2＜18.5%。懸掛位置距頂板不得大于300mm，距巷幫側不小于200mm。

（2）工作面141#支架側面通向古塘方向處，設置尼龍網以防作業人員誤入古塘發生窒息等隱患，同時設置“古塘危險”標識牌板。

（3）作業人員必須攜帶瓦斯-氧氣兩用儀，時刻檢測氧氣濃度，低氧時能及時提醒人員撤至通風良好地點。

（4）5105巷負壓風門共安裝2臺風門開關傳感器，以監測風門的開關狀態，并安裝2套風門語音聲光報警器。

5 工作面上隅角低氧治理效果

（1）根據監控數據顯示，14-3#層8105綜采工作面上隅角氧氣濃度穩定在19.0%～20.5%之間。

（2）減少了上隅角導風簾的使用頻次，降低了由于人工操作不規范、導風簾打不嚴而導致的低氧現象。

（3）避免了機組過尾時需卷起導風簾而產生的上隅角短暫缺氧現象。

6 結 語

實踐證明，通過在8105綜采工作面尾部支架懸吊OF25-190型手提風動式風機向上隅角直接供風、采取減少漏風的措施以及加強工作面現場管理，工作面上隅角低氧治理取得了預期的效果。