淺析回采工作面下行通風技術的應用

王建軍

(山西蘭花集團東峰煤礦有限公司,山西高平 048400)

淺析回采工作面下行通風技術的應用

王建軍

(山西蘭花集團東峰煤礦有限公司,山西高平 048400)

鑒于煤礦的熱害高溫,需要實施下行通風技術,事實證實,跟上行通風技術進行比較,應用下行通風技術的工作面溫度能夠平均降低30%,這使得工作面的環境得有改善,進而表明在煤礦回采工作面應用下行通風技術切實可行。本文論述了應用下行通風技術的安全策略、下行通風技術的優勢,以及下行通風技術的不足。

回采 工作面 下行通風 技術

一些礦井為了杜絕回采工作面使用下行通風，專門開拓了回風巷道，這就增加了礦井的資金投入。為此，本文首先對回采工作面上行通風與下行通風優缺點進行了比較，分析了下行通風的適用條件、范圍等。上行通風與下行通風時指進風流方向與采煤工作面的關系而言。當風流沿著采煤工作面由下向上流動的通風方式，稱為上行通風。當風流沿采煤工作面由上向下流動的通風方式，稱為下行通風。風流方向與煤炭運輸方向一致時稱為同向通風，否則稱為逆向通風。一般的工作面都采用上行通風的工作方式，下行通風采用的較少，與上行通風相比，下行通風的特點是：一是采煤工作面進風流中煤塵濃度較小;二是采煤工作面的氣溫可以降低;三是不容易出現瓦斯局部積聚。但是，下行通風的缺點是：工作面運輸平巷中設備處在回風流中;一旦工作面發生火災時控制火勢比較困難;當發生煤與瓦斯突出事故時，下行通風極易引起大量的瓦斯逆流而進入上部進風水平，擴大突出的涉及范圍。經過現場實踐證明，采煤工作面采區下行通風對工作面的煤塵抑制，特別是對急傾斜煤層采煤工作面的煤塵抑制是很有利的;同時防止采煤工作面頂板瓦斯的成層積聚和采空區漏風以及抑制煤炭自燃也都是有利的。因此《煤礦安全操作規程》規定，有煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出危險的采煤工作面不得采用下行通風。

1 應用下行通風技術的安全策略

(1)在4.5m—5m一次采全高的綜采工作面進行煤體注水。

(2)將消防供水管路安置在工作面進回風巷道，且把三通閥門設計在每隔50m的回風巷、每隔100m的進風巷，且將一道降塵水幕設計在進風巷，而在回風巷設計兩道降塵水幕，并把降塵裝置設計在所有轉載點，在機組安置負壓降塵設備，以及在進回風巷設計隔爆水袋。

(3)將自動監測瓦斯的報警斷電設備安置在回采工作面下巷，設置1%的斷電濃度，回風巷道以及回采工作面的一切電氣裝置是斷電的范圍。

(4)都是根據風速的需要和工作面斷面來配備回采工作面風量，以保證至少1m/s的工作面風速。也就是通常來講，實現900m3/m的綜采工作面風量和600m3/m的普采工作面風量。

2 下行通風技術的優勢

(1)下行通風能夠使得上隅角聚集瓦斯的問題得以解決，并不能夠在下隅角出現新瓦斯。這是由于：下行通風的過程中采空區與工作面的總壓差較小，采空區的漏風量也較小，為此，下行通風過程中由采空區帶出的瓦斯量比較少，導致涌出量比較低，也恰恰是因為下行通風可以將瓦斯滯留在采空區里面或排出采空區之上濃度較高的瓦斯，因此上隅角聚集瓦斯的可能性比較小。此外，由下隅角涌出瓦斯之后，受到浮力作用的制約，在上升的時候跟下行風流混合，為此，應用下行通風的時候，下隅角聚集瓦斯的情況不會比上行通風嚴重。

(2)下行通風的過程中，因為瓦斯浮力和風流的方向不一致，因此瓦斯層和風流間有著較大的相對運動速度，實現相應的混合過程需要較少的能量，提高了它的混合能力(下行通風過程中空氣與瓦斯的混合能力強于同等狀況下上行通風的混合能力)，為此，工作面涌出的瓦斯較易混合風流而被帶走。

(3)工作面下行通風，回風側是下隅角，有著較高的溫度，而采空區內部溫差小，從而使得采空區和下隅角間的自然風壓減小，這對避免采空區浮煤的自然發火非常有益。而工作面下行通風，進風側是上隅角，位置高并且溫度低，由于自然風壓一直是自下到上的方向，因此不會出現由于自然風壓所導致的漏風，并且進風側是上隅角，風壓較高，還能夠對一部分采空區里面從下到上的自然風壓進行抵消。

(4)都是鄰架操作綜采工作面操作支架，并且在上方俯視以及在下方操作會較為便捷，在移架時候出現的粉塵會順風而下，防止影響操作者視線。

(5)在回風巷裝設機電裝置，裝置散發的熱量不會往工作面散發，這降低了工作面的溫度，因為綜采工作面有著較多的裝置，在回風巷裝設，倘若出現裝置著火，回風巷就會出現有害氣體，從而防止傷害到工作面的人員。

(6)因為運煤的方向和風流方向相同，能夠大大地減少煤塵的飛揚，并且因為在回風順槽設計輸送裝置，所以在輸送的過程中直接由回風順槽排走煤炭粉塵，而不到達工作面，這使得工作面的環境得以改善。

(7)防止將風門設計在上巷，能夠確保輸送工作面裝置物料不經過風門，對維護風門的量減少，確保工作面通風的穩定性。

3 下行通風技術的不足

(1)工作面出現火災的時候，受到火風壓的制約，會逆轉風流。

(2)機電裝置都在回風巷，裝置上容易聚集粉塵。

(3)跟空氣比較，瓦斯密度小，存在相應的上浮力，下行通風瓦斯流動方向跟風流不一致，在風速低行不成紊流的前提條件下，會聚集瓦斯。

4 結語

總之，在較小煤層傾角和低瓦斯礦井，回采工作面應用下行通風技術有著相應的優勢，在特殊狀況下是較為理想的選擇。對于那些回采工作面布置正常的上行通風有難度，需要進行再投入，進行通風區段的改造。使用下行通風是良好的選擇。對于機械化程度高，單產高的綜采放頂工作面、高檔普采工作面、高瓦斯工作面，應該具體情況具體分析，有針對性地采用下行通風，才會獲得明顯效果。下行通風可以減少瓦斯積聚，較快沖淡瓦斯，可以改變作業環境，縮小環境污染范圍，提高抗災變的能力。下行通風會增加機巷回風流中的瓦斯含量、煤塵含量、空氣溫度等，使作業環境惡化。為此，要加強機巷機電設備的管理，確保機電設備的完好。要加強回風流中的瓦斯監測、風流凈化和煤塵清掃工作。

[1]程玉寶,孫喜貴.趙家寨煤礦異常高溫原因分析及治理方案研究報告[R].北京：煤炭科學研究總院,2009.

[2]李中州,孫喜貴,范濤.趙家寨煤礦井下高溫成因分析[J].煤炭工程,2010(10)：48-50.

[3]國家安全生產監督管理總局,國家煤礦安全監察局,煤礦安全規程[M].北京：煤炭工業出版社,2011.

王建軍(1970-),男,漢族,2012年7月畢業于河南理工大學采礦工程專業,現任山西蘭花集團東峰煤礦有限公司總經理(通風)助理,工程師。