邱集煤礦7830工作面通風(fēng)設(shè)計(jì)

郭純嶺 陳慶玉 陳慶釗

摘?要：通風(fēng)系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)過程中的最重要系統(tǒng)之一，合理的通風(fēng)設(shè)計(jì)對降低工作面瓦斯?jié)舛龋ＷC安全生產(chǎn)有重要作用。基于邱集煤礦7830工作面實(shí)際，設(shè)置了切實(shí)可行的通風(fēng)線路，并采用多種計(jì)算方法綜合判定工作面風(fēng)量，最后制定安全監(jiān)測系統(tǒng)及定時(shí)檢測巡查制度，保證了礦井的生產(chǎn)安全，對同類型工作面具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞：通風(fēng)設(shè)計(jì);風(fēng)量核算;瓦斯監(jiān)測

7830工作面位于邱集煤礦7800采區(qū)軌道下山東翼，東部與7煤沉積缺失區(qū)相鄰，北邊與7800軌道上山相接，南鄰7828工作面，西靠7800軌道下山保護(hù)煤柱。地面標(biāo)高+28～+29m，工作面標(biāo)高-518～-563m。

7830工作面對應(yīng)地面位置：處于工業(yè)廣場的北東方向，距工業(yè)廣場2785～3113m，地面為農(nóng)田。走向長577m，傾斜長122m，面積70394m2。工作面布局如圖1所示。煤礦的通風(fēng)系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)過程最重要的系統(tǒng)之一，規(guī)范合理的通風(fēng)設(shè)計(jì)，有利于降低工作面瓦斯?jié)舛龋ＷC人員安全。由于每個(gè)工作面的巷道布置與工程地質(zhì)條件不同，因此有必要對7830工作面通風(fēng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和驗(yàn)算[1-4]。

1 通風(fēng)條件概述

7830面的通風(fēng)方式設(shè)計(jì)為U型通風(fēng)：新鮮風(fēng)流從副井流入，依次流經(jīng)軌道運(yùn)輸大巷、工作面的軌道順槽、工作面的膠帶順槽、皮帶運(yùn)輸大巷，最后經(jīng)過主井回流至地面，具體如圖2所示。

經(jīng)瓦斯檢測結(jié)果可見，本礦是類屬于瓦斯礦井，但是瓦斯含量較低。通過現(xiàn)場取煤芯和煤樣測定，7煤層的煤塵火焰長度351—671mm，最低巖粉量60%可以撲滅火焰，煤塵爆炸性指數(shù)為35.7%。本層煤原樣著火溫度約在300～360℃之間，著火點(diǎn)屬于5～41℃，具有爆炸危險(xiǎn)性。本礦井的地溫?cái)?shù)據(jù)正常，不大于26℃[5]。

2 風(fēng)量計(jì)算

本文依據(jù)《山東能源臨礦集團(tuán)礦井風(fēng)量計(jì)算實(shí)施細(xì)則》和《山東省邱集煤礦有限公司風(fēng)量計(jì)算辦法》計(jì)算風(fēng)量。

2.1 按照瓦斯的涌出量計(jì)算

2.2 按CO2涌出量計(jì)算

式中：q二氧化碳采1—綜采工作面工作人員設(shè)備在回風(fēng)順槽風(fēng)流中平均絕對二氧化碳涌出量，q二氧化碳—取0.43m3/min;k二氧化碳采1—綜采工作面二氧化碳涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，7830工作面取1.5。Wco—綜采工作面回風(fēng)流中CO的濃度不應(yīng)超過0.015時(shí)的換算系數(shù)，本次計(jì)算取67。

2.3 按氣象條件計(jì)算

式中：Q采—采煤工作面正常生產(chǎn)需要的風(fēng)量，m3/min;λ—有效通風(fēng)斷面系數(shù)，70%;V采—采煤工作面通風(fēng)風(fēng)速，取1.3m/s;實(shí)測采煤工作面額溫度為22°C，風(fēng)速是1.3m/s;S采—采煤工作面順槽的平均通風(fēng)斷面面積，m2;S采=hL=1.4×3.9=5.46m2式中：h—采煤工作面采高h(yuǎn)=1.4m;L—工作面平均控頂距，m，本次取3.9m;K采高—采高調(diào)整系數(shù)，為10;K采面長—回采長度調(diào)整系數(shù)，為1.1。

2.4 按炸藥量計(jì)算

采煤工作面實(shí)際需要的風(fēng)量：

式中：A采放1—二級煤礦安全許可炸藥在單次爆破中使用的最大藥量，1.5kg;R—每千克炸藥需風(fēng)量，取10m3/min。

2.5 按同時(shí)工作最多人數(shù)計(jì)算

按采煤工作面同時(shí)生產(chǎn)時(shí)的最多人員數(shù)目計(jì)算，每人每分鐘不少于0.3m3風(fēng)量：

式中：N—根據(jù)工作面交班時(shí)待升井班和接班最多人數(shù)，取52人。

2.6 按回風(fēng)順槽風(fēng)速驗(yàn)算

①驗(yàn)算最小風(fēng)速的風(fēng)量：

②驗(yàn)算最大風(fēng)速的風(fēng)量：

綜上計(jì)算：初步確定邱集7830采煤工作面的實(shí)際需要風(fēng)量是327.9m3/min，完全符合規(guī)程要求。7煤布置的采所有通風(fēng)設(shè)施符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置的兩道風(fēng)門連鎖，不可同時(shí)打開兩道風(fēng)門，運(yùn)料時(shí)必須及時(shí)關(guān)上風(fēng)門，從而保證工作面足夠風(fēng)量。

3 安全監(jiān)測系統(tǒng)

3.1 工作面瓦斯監(jiān)測

邱集7830工作面的瓦斯報(bào)警儀安裝在兩個(gè)位置。第一個(gè)位置在膠帶順槽內(nèi)，距工作面約10m。參數(shù)設(shè)置為：報(bào)警濃度≥0.8%，斷電濃度≥1.5%，復(fù)電濃度<0.8%;第二個(gè)位置是膠帶順槽距回風(fēng)口約12～15m;參數(shù)設(shè)置為：報(bào)警濃度≥0.8%，斷電濃度≥1.0%，復(fù)電濃度<0.8%。瓦斯報(bào)警儀設(shè)計(jì)安裝在頂板附近，按照規(guī)范垂直懸掛在側(cè)壁，儀器上部距頂板約0.3m，距幫約0.2m。

工區(qū)區(qū)長、副區(qū)長、班組長等管理人員，必須攜帶便攜式甲烷檢測報(bào)警儀;且在工作面的回風(fēng)死角或角落懸掛自動檢測報(bào)警儀，方便對窩風(fēng)處進(jìn)行瓦斯?jié)舛鹊膶?shí)時(shí)監(jiān)測。便攜甲烷檢測報(bào)警儀安裝位置：儀器上部距頂板約0.3m，距幫約02m。采煤機(jī)按照規(guī)定懸掛自動檢測報(bào)警儀。

3.2 一氧化碳、煙霧與溫度監(jiān)測

在7830膠帶順槽距回風(fēng)口12～15m處設(shè)置1個(gè)測溫儀，1個(gè)一氧化碳濃度測試儀（報(bào)警點(diǎn)設(shè)置為24PPm）、1個(gè)瓦斯?jié)舛葌鞲衅鳌?個(gè)傳感器設(shè)置位置：上部距頂板約0.3m，距幫約0.2m。

3.3 監(jiān)控系統(tǒng)的管理

井下安全監(jiān)控的設(shè)備定期進(jìn)行校正、調(diào)試，每月不少于1次。甲烷傳感器每周使用標(biāo)準(zhǔn)的氣樣調(diào)校一次，每周對甲烷超限斷電功的能進(jìn)行測試，檢查是否正常工作。

每天檢查監(jiān)控設(shè)備及其電纜是否完好，使用便攜式甲烷檢測報(bào)警儀或光學(xué)式甲烷檢測儀與甲烷傳感器進(jìn)行校對，記錄和檢查的紙質(zhì)版記錄結(jié)果，當(dāng)天匯報(bào)給監(jiān)測值班員。遇到兩個(gè)數(shù)據(jù)相差較大的時(shí)候，應(yīng)該以較大者作為依據(jù)，馬上采取安全措施，按照規(guī)定在8h內(nèi)對兩個(gè)設(shè)備調(diào)校，并進(jìn)行二次檢查。

4 結(jié)語

基于邱集煤礦瓦斯實(shí)測數(shù)據(jù)和煤塵賦存實(shí)際，選擇合理最優(yōu)通風(fēng)方式，按照多種計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)算方式，對工作面進(jìn)行風(fēng)量計(jì)算，并針對性設(shè)計(jì)制定安全監(jiān)測系統(tǒng)及嚴(yán)格的安全檢查制度措施，保證了通風(fēng)安全和一線生產(chǎn)人員的身體健康，對同類型工作面有一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

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[3]劉偉峰，周建強(qiáng).煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化研究[J].水力采煤與管道運(yùn)輸，2013（2）：18-19.

[4]王猛.東大煤礦通風(fēng)設(shè)計(jì)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2019，16（03）：77-78.

[5]徐建金.張維煤礦瓦斯地質(zhì)與煤與瓦斯突出防治技術(shù)研究[D].湖南科技大學(xué)，2015.

作者簡介：郭純嶺（1982—?），男，山東聊城人，助理工程師，現(xiàn)任山東省邱集煤礦有限公司采一工區(qū)區(qū)長。