優化工作面通風方式瓦斯治理措施

摘 要：通風在采煤作業中發揮出舉足輕重的作用，工作面風量保證控制，采煤工作面通風方式的最佳選擇，加強工作面嚴格的通風管理工作，切實保證采煤工作面始終保持足夠的新鮮風量，避免瓦斯超限導致事故發生，為此，要加強對采煤工作面通風的深入研究。

關鍵詞：采煤工作面;通風方式;技術;瓦斯治理;措施

在煤礦開采生產過程中，采煤工作面的煤壁不斷的施放出瓦斯，其相鄰采空區同時會涌出大量有害氣體，這些氣體在流經采場時，氣體組分會產生一定變化，溫度、濕度、壓力也一起發生變化，通風是瓦斯治理的基礎和保障，建立起合理、穩定、可靠、完備的通風系統，這是防治瓦斯事故關鍵，采煤工作展開，各主要用風點都必須配合通風，必須在采區構成完整通風系統后，瓦斯濃度測量合格，方可開采，確保采煤工作面安全、完善、可靠的通風系統，結合煤礦生產實際情況，制定相應措施。

1 通風系統幾種形式以及通風方式選擇上的優化

煤礦采區通風系統主要有以下幾種形式：兩條通風上（下）山，輸送機上（下）山進風，軌道上（下）山回風;三條通風上（下）山，輸送機上（下）山和軌道上（下）山進風。另一條是專用回風上山。礦井進、回風井之間和主要進、回風巷之間的每個聯絡巷中，必須砌筑永久性風墻，需要使用聯絡巷必須安設兩道聯鎖的正向風門和兩道逆向風門，井下機電設備硐室的通風必須符合要求：①硐室應設置在進風風流中，溫度不超過30℃，其他硐室溫度不超過26℃;個別機電設備硐室，可以設置于回風流內，但瓦斯濃度不得超過0.5%，要求必須安裝甲烷斷電儀;采區變電所，必須有獨立的通風系統，應保證采區通風中風流流動穩定性，盡可能避免對角風路，盡量減少采區漏風量，有利于采空區瓦斯的安全排放及防止采空區內遺煤自然發火，使新鮮風流減輕升溫和污染的威脅。

采煤工作面通風系統主要由工作面進風平巷、回風平巷和工作面組成，采煤工作面通風系統主要有U形、Z形、Y形，W形、H形、U+L形和雙Z等形式。選擇何種方式應根據工作面實際情況進行判斷和實行。采煤工作面所需風量按照如下方式準確的計算：第一，每個采煤工作面實際所需風量，應按瓦斯，二氧化碳涌出量和有害氣體產生量，以及工作面氣溫，風速和人數等規定，分別計算，取其中最大值，最后再按風速驗算;第二，全礦井采煤工作面所需風量等于礦井各個采煤工作面實際需要風量總和;第三，采煤工作面有符合規定串聯通風時，應按其中一個采煤工作面實際需要最大風量計算;第四，備用采煤工作面的需要風量也應按第一項所規定的各項計算，且不得低于其采煤時實際風量的50%。專用回風巷是指在采區巷道中，專門用于回風，不得用于運料，安設電器設備的巷道，在煤與瓦斯突出區，專用回風巷道內還不得行人。對于高瓦斯礦井，在煤與瓦斯突出危險的礦井的每個采區和開采容易自然煤層的采區，必須設置至少一條供專門使用的回風巷，低瓦斯礦井開采煤層群和分層開采采用聯合布置的采區，也必須設置一條專用回風巷，采用專用的排瓦斯巷時，通風應做到以下幾方面：①工作面風量控制必須可靠;②專用排瓦斯巷內風速不得低于0.5m/s;③專用排瓦斯巷必須貫穿整個工作面推進長度且不得有盲巷。通過采煤工作面長度的、最大與最小頂控距，平均頂控距，采高，平均斷面積，溫度，工作面同時作業需要的人數等，并根據一定的條件，如溫度，瓦斯涌出量等這一系列的要素，采用最適合的方式，對采煤工作面的通風系統進行優化。

2 采區通風技術

由于采區的生產人員多、有害氣體、粉塵生成集中，通風質量對確保工作人員的健康和安全起著決定性作用。為此，要求進入礦區的氣流必須滿足呼吸和排除各種有害氣體和粉塵的需要。要求風量必須穩定，各種巷道及采礦、掘進面風速要符合《規程》的有關規定。需要制定合理的采區通風系統，使風沿采區巷道清掃工作面后進入采區，才能進行采區抽采。《煤礦安全規程》第114條規定：生產水平和采區必須實行分區通風。采煤工作面和掘進工作面都應采用獨立通風。同一采區內，同一煤層上下相連的兩個同一風路中的采煤工作面、采煤工作面與其相連接的掘進工作面，相鄰兩個掘進工作面，布置獨立通風有困難時，在制定措施后，可采用串聯通風，但串聯通風的次數不得超過1次。進入串聯工作面的風流中，必須裝有瓦斯（二氧化碳）自動檢測報警斷電裝置，瓦斯和二氧化碳濃度都不得超過0.5%。

3 優化采煤工作面通風方式

在對工作面通風方式進行優化的措施采用前，首先應詳細了解采煤工作面各種通風方式，以及各方式的優缺點，以便有針對性的對采區工作面采用正確的通風方式，保證工作面通風良好。采煤工作面一般常用的通風方式有：反向通風、同向通風及對拉工作面通風等方式。①反向通風方式的特點是工作面進風巷與回風巷的風流方向相反，平行流動，主要優點是采空區漏風量比較小;其缺點是工作面上隅角附近，由于風流速度很低容易積聚瓦斯，影響安全生產;②同向通風方式特點是，工作面的進風巷與回風巷種的風流方向相同平行流動。工作面的回風是由采空區回風巷（沿空留巷）及采區邊界上山排出，優點是利用采空區漏風，將瓦斯帶到工作面回風巷的風流中，能有效避免采空區瓦斯涌到工作面或上隅角積存。缺點是采空區漏風較多，容易引起自然發火;③對拉工作面通風方式，其中對拉工作面是由三條巷道構成的工作面通風系統，它可分為兩進一回或一進兩回的兩種通風方式。這種通風方式與反向、同向通風方式比較，具有通風量大、阻力小和采空區漏風少等優點;但都有一段下行通風的缺點。采煤工作面上隅角是采空區風流的匯合處，此處容易引起瓦斯積聚超限，上隅角的風流狀態是瓦斯超限的重要原因，應采取具體措施，對這一處工作面的瓦斯超限進行防治和超限治理，圖1是對該處采用擋風簾進行通風改善的示意圖。

4 加強煤礦通風安全管理工作

成立專門的通風安全領導班組，由專人領導負責，小組成員，管理嚴格，分工明確，責任到人，切實保證采煤工作面必須有完整的通風系統，安排專人，每天都要對井下所有的通風設施進行一次全面的檢測與維護工作，如發現異常情況，要及時采取措施，保證采煤工作面有充足的風量，保持穩定且可靠的通風。對于綜采工作面回風端頭供風的風機，要有專門的人員進行管理，確保做到“雙風機、雙電源”，并且必須保證自動切換功能的可靠性，每天專人做檢查，認真觀察作業面的氣體和各種稍有變化情況，定期做試驗，對風量進行適當的調整，如有問題出現，及時跟蹤落實。

5 通風設施的安全保障

采煤工作面的風量經過科學合理的計算，應保證工作面有足夠的風量，風量能得以保證的關鍵就是通風設備的安全合理使用。全面管理好瓦斯抽放系統，確保系統通暢，達到良好抽放效果。井下主通風機都要配備一臺備用通風機，并對兩臺風機做好調試，使風機達到最佳工況。主扇風機出現停止運轉的狀況，調度人員應立即通知切斷工作面所有電源，將人員撤離到安全的地點，待主風機開啟，風流穩定后，由瓦斯檢驗員檢測工作面各部位氣體均符合標準后，瓦斯濃度低到1%以下，才可以恢復送電。端頭風機的運轉、上下端頭的風障、下端頭的風筒，都要做好管理與維護，根據作業面在實際工作中各種情況變化來變更完善，徹底保證作業面實際的安全狀況。

綜上所述，煤炭作為寶貴的不可再生的礦產資源，安全高效的開發、利用、保護好礦山，是我們煤炭企業在開采作業施工與對礦山管理的過程中，始終應樹立的理念。做好采煤工作面通風工作符合國家對節能環保的要求，運用先進的技術對通風方式、管理等措施進行優化，使企業實現安全生產，科學的發展。

參考文獻：

[1]魏國山，曹士瀅，朱亞彪."U"型通風采煤工作面上隅角瓦斯治理技術[J].煤礦安全（11）：34-36，39.

[2]國家安全生產監督管理局.2019年新版煤礦安全規程[Z].2019-2-25.

作者簡介：

呂立斌（1988- ），男，本科，通風工程師，通風工區抽采隊長，陽煤一礦通風工區。