自然風壓作用下工作面采空區漏風特征研究

劉昆輪， 常博， 馬祖杰， 王剛

(1.神華新疆能源有限責任公司， 新疆 烏魯木齊 830001；2.山東科技大學 礦業與安全工程學院， 山東 青島 266590)

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自然風壓是影響礦井通風系統穩定性和礦井安全生產的重要因素[1-3]。掌握礦井自然風壓變化規律，研究自然風壓作用下工作面漏風特征，減少由自然風壓變化引起的工作面后方采空區漏風現象，對于礦井災害防治具有重要意義[4-6]。目前國內煤礦根據所在區域主要分為2種情況：東部老礦區氣候波動小、礦井阻力大，已進入深部開采時期，這些礦井的自然風壓數值較大；西部新建礦井產量大、開采深度較小、礦井風量大，但井巷斷面大、礦井總阻力較小，礦區為大陸性氣候，空氣干燥、晝夜溫差大、四季氣溫波動明顯。雖然西部礦井的自然風壓值略小于東部的千米深井，但其在礦井總負壓中的占比不可忽視。西部(特別是新疆地區)礦井大氣壓波動劇烈，大氣壓變化直接改變進風井空氣密度，但回風井空氣密度變化較慢，導致進回風井空氣密度差異加大，從而造成自然風壓數值急劇變化；同時，通風系統中各點空氣密度、風量發生變化，采空區內外壓能差加大，采空區呼吸現象加劇，威脅礦井安全生產。

目前關于礦井自然風壓的基礎理論研究較多，但對礦井自然風壓造成的不利影響及其治理的研究與實際應用較少。趙文彬等[7]通過建立漏風模型分析采空區漏風規律，金毅等[8]通過分析礦井中瓦斯濃度的變化研究大氣壓變化對礦井通風系統的影響，但均未就實際情況下自然風壓直接影響的采空區漏風情況進行詳細闡述和定量研究。……