干河礦邊角遺煤開采工作面通風系統優化

任海波

（山西焦煤霍州煤電干河礦，山西 霍州 031400）

研究表明，全國遺煤可采儲量達400 億噸[1]，這些遺煤資源主要有遺留煤柱、邊角煤、整層棄煤等[2-4]。相對于深部開采而言，這些儲量可觀的淺層遺留煤炭資源若能安全復采，則極大緩解我國煤炭資源儲量和消費量之間的矛盾。 如何實現淺層遺煤資源的安全復采，日益成為廣大科研人員和煤礦科技工作者關注的焦點問題。 井下通風系統相當于“礦井之肺”，在原有巷道基礎上實現遺留煤炭資源的安全復采，無疑會促使井下原有通風系統更趨復雜，而確保井下通風系統穩定運行，是實現遺煤安全復采的必要條件之一[5]。因此，以霍寶干河礦一采區邊角煤復采通風系統為研究對象，基于對該礦現有通風系統的分析，提出了邊角煤復采時通風系統的優化方案，并對優化后的通風系統現場應用效果進行評價，以期為遺煤復采時井下通風系統優化升級提供一定的借鑒。

1 工程概況

干河礦位于山西省洪洞縣城北23 km 處的堤村鄉，井田面積為35.56 km2。 采用立井開拓，有主井、副井和回風井3 個井筒。可采煤層分別為1#、2#、7下#、9#和11#煤層，其中2#煤層平均厚度為3.75 m，平均傾角為9°，埋深為485～540 m，為穩定大部可采煤層。 但隨著機械化采煤水平不斷提高、構造影響和其他條件影響導致2#煤回采過程中形成了大量大小不一且形狀不規則的邊角煤，而2#煤又屬資源稀缺煤種，必須精采細采，提高資源回收率。

2-126 工作面標高+146.1～+172 m，位于+80 m水平一采區的右翼，北側為F14斷層，西側為2-112工作面采空區，南側為2-118C 工作面采空區，東側為F23斷層。2-126 工作面采用走向長壁后退式采煤法，綜合機械化一次采全高采煤工藝。

2 通風系統現狀

干河礦通風方式為中央并列式，通風方法為機械抽出式通風，其中主立井、副立井為進風井，回風立井為回風井。 在回風井地面安設了2 臺FBCDZ-10-№35 型對旋軸流通風機， 其中1 臺工作1 臺備用。 2-126 工作面通風系統采用“兩進一回”，2-126工作面原設計通風線路為：

進風路線： 右翼軌道巷→2-126 運輸聯巷→2-1262 巷→2-126 綜采工作面。

回風路線：2-126 綜采工作面→2-126 切巷→右翼皮帶巷和右翼軌道巷→2-126 皮帶聯巷→一采區回風巷，見圖1。

圖1 2-126 工作面原計劃通風線路

由于2-126 工作面邊角煤形狀不規則， 給邊角煤復采時工作面巷道布置帶來了諸多困難，導致通風系統不易形成，通風阻力增大，通風系統調整需施工大量的通風設施，且造成對現有巷道的通風系統進行完善時通風線路易出現串聯、角聯巷道等問題。

3 通風系統優化方案及效果

3.1 通風系統優化方案

考慮到2-126 工作面回采期間會形成大量形狀不規則、尺寸大小不同的邊角煤，而利用原通風系統對2-126 工作面邊角煤復采時存在諸多問題，為了充分利用現有通風系統， 減少巷道施工量，分別從三個階段對2-126 工作面原通風系統進行優化設計，優化改造后的2-126 回采工作面通風線路見圖2。

圖2 2-126 工作面優化后的通風線路

階段一：2-126 系統巷道掘進期間。在2-126 軌道聯巷施工期間采用局部通風方式進行通風。 在2-126 軌道聯巷與右翼軌道巷貫通后， 需在2-126軌道聯巷內施工一道調節風墻A， 見圖2。 確保2-126 軌道聯巷內配風達到200 m3/min。 在2-126軌道聯巷施工一組風門4， 確保鄰近工作面風量滿足生產需求。 此外，通過對2-126 工作面地質報告分析發現，在2-126 工作面回采過程中遇到兩個需避開的無煤陷落柱，因此需在2-126 工作面施工兩個繞巷（一繞巷和二繞巷）進行后期回采工作。 在一繞巷和二繞巷施工完成后，需分別施工密閉1 和密閉2，見圖2。 待2-126 工作面推進剩余50 m 貫通前組織排放瓦斯，由2-126 工作面與一繞巷和二繞巷實現安全貫通以達到多回收煤量的目的。

階段二：在右翼軌道巷和右翼皮帶巷施工密閉3、密閉4 后，將2-126 切巷與2-1262 巷貫通，并同時拆除風門4。 此時，通風系統由右翼軌道巷進風，右翼皮帶巷和2-1262 巷回風，工作面實現“一進兩回”（回風以2-1262 巷為主，以右翼皮帶巷為輔）。

階段三：在2-126 運輸聯巷和2-126 皮帶聯巷施工風門1、風門2，調整右翼通風系統。 此時通風系統進風線路為： 右翼軌道巷→126 運輸聯巷→右翼皮帶巷→1262 巷→2-126 工作面； 回風線路為：2-126 工作面→右翼軌道巷→2-126 皮帶聯巷→1121 巷→一采區回風巷。

此外， 由于該工作面為盡量減少丟煤損失，而施工了兩條繞巷。 當工作面推進至繞巷處需組織回撤前半段支架， 故需將右翼通風系統進行調整；工作面生產期間2-1121 聯巷存在一處排水點， 需采用局部通風機送風，故該工作面正常生產期間存在排水點污風串入工作面的現象， 但不存在瓦斯、有害氣體超標現象， 可滿足該工作面正常生產需要。待工作面推至距一繞巷、二繞巷剩余50 m 前，需組織對繞巷密閉啟封及排放瓦斯工作，確保工作面與繞巷安全貫通。

3.2 優化效果評價

通過對2-126 進、 回風系統的通風設施進行調整后， 在2-126 工作面邊角煤復采期間通風系統實現了“二進一回”通風，減少了供風距離，降低通風阻力，確保了通風系統穩定。 實現了2-126 邊角煤開采通風系統的全面降阻、先西后東、有降有增、先易后難、全面兼顧的通風需求。 通過對暫時不用的聯巷等用風地點構筑風墻，對長期不用（超過半年以上）的巷道構筑永久密閉等措施，提高了風量有效利用率，減少了漏風；從而提高了邊角煤量的采出率，提高了工作面煤炭回采率，延長了礦井服務年限。

4 結語

通過對2-126 工作面原通風系統進行優化設計，確保了2-126 工作面邊角煤復采期間的用風需求和通風系統的穩定可靠運行，為邊角煤復采創造了良好的作業條件，提高了邊角煤量的采出率和煤炭資源回收率，延長了礦井服務年限。