均壓通風技術在綜放工作面的應用

石倉勇

摘 要：該文通過分析同忻煤礦8105綜放工作面漏風的原因，結合均壓通風的工作原理，提出了均壓通風技術在綜放面的具體實施步驟及注意事項；對采用均壓通風技術前后的各種參數進行比較，可以看出均壓通風技術在綜放面采空區漏風方面取得了顯著效果，有效的抑制了有毒有害氣體涌入工作面，確保了井下工人作業安全。

關鍵詞：綜放面 漏風 均壓通風 有毒有害氣體

中圖分類號：TU834.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（c）-0013-02

隨著機械化的不斷發展，放頂煤開采技術已成為我國廣泛應用的開采方法，但由于放頂煤開采中冒落高，采空區漏風量大，漏風范圍廣，而且遺煤多，自燃現象非常嚴重。均壓通風是控制井下風流的一種通風管理技術，通過采用風機，風窗等調壓手段，改變綜放工作面的壓力分布，降低漏風通道兩端的壓差，減少漏風，從而達到防治瓦斯向綜放面逸出和抑制、熄滅火區的目的。合理利用均壓通風技術，在處理井下采空區漏風、煤自燃及瓦斯災害上能夠起到事半功倍的效果。

1 工作面概況

同忻煤礦8105綜放工作面開采石炭二疊紀煤層，根據煤炭科學研究總院重慶研究院對該礦煤層取樣化驗結果：煤層自燃傾向性等級屬Ⅱ類，自燃，吸氧量為0.54 cm3/g干煤，煤層最短自然發火期為42 d。該面煤層厚度3.64～21.9 m，平均13.8 m，回采3.9 m，放煤高度9.9 m，采放比平均達到1∶2.5。由于工作面推進速度較慢，采空區浮煤多，自燃發火危險性增大；開切眼、運輸巷、回風巷成型時間長和停采期間因撤架完成封閉的時間長，同時因“兩道兩線”的丟煤量大，也容易發生煤炭自燃。此外，巷道因頂部煤炭破碎產生的高冒區也是容易發生煤炭自燃的部位。

8105工作面東部為實煤區，南部為8104工作面，正在掘進槽巷，西部為盤區大巷，北部為已開采的8106面采空區，上部對應為永定莊礦15號層采空區與煤峪口礦侏羅系煤層采空區，與本層層間距110～150 m左右。8105工作面采用“U+I型”通風方式，即2105巷進風，5105巷回風，8105巷為頂回風巷。由于距離鄰近采空區較近，且上覆為永定莊礦15號層采空區與煤峪口礦侏羅系8號煤層采空區及火區，為防止8105面開采時采空區CO涌入工作面及采空區煤炭自然發火，保障井下工人的安全，在8015綜放工作面采取均壓通風措施。

2 均壓通風技術的工作原理

綜放工作面采取的均壓通風技術通常是開區均壓，是指在生產工作面建立均壓系統，保證工作面需風量的前提下，通過調節通風設備，盡量減少向采空區漏風，抑制煤炭自燃，防止CO等有毒有害氣體進入工作面，井下工人安全及正常生產。根據漏風通道和工作面周圍通道形成的風流流動方式不同選擇不同的均壓措施：

（1）調節風窗均壓。適用于工作面與采空區內形成的并聯漏風方式，且采空區內已有自燃的跡象，可抑制采空區中的一氧化氮涌到工作面。

（2）局部通風機均壓。有時為提高風路的壓力，且滿足工作面需風量的情況下，需在風路上安裝帶風門的風機，利用風機的增壓作用，提高風路的壓力，達到均壓目的。

（3）調節風窗與局部通風機聯合均壓。工作面采空區內部的漏風通道有時比較復雜，單一的調節風窗和局部風機已經不能達到均壓效果，通常采用調節風窗和局部風機聯合均壓法，即在工作面的進風巷安設輔助通風機而回風巷安設調節風窗共同調節工作面的壓力分布。

由于同忻礦在8105綜放工作面漏風通道比較復雜，決定采用調節風窗與局部風機聯合的均壓方法。如圖1、圖2所示，在B處安設了局部風機，能夠有效的增加B點與C點之間的風壓；而C處安裝了調節風門，增加了其局部通風阻力，導致改點之后的風壓顯著減小，這樣既能夠提高C、D兩點之間的風壓，同時又能降低二者之間的壓差，保障了工作面的有效風量，有效的避免采空區漏風進入工作面，為回采作業提供了安全保障。

3 均壓通風的現場應用

3.1 均壓通風系統布置

根據8105綜放工作面巷道布置方式，由于8105綜放工作面采空區與8106綜放工作面采空區連為一體，采空區漏風壓差較大，且8105綜放面上覆煤層存在火區，為使整個采空區處于均壓狀態，抑制火災氣體涌入到8105綜放工作面，阻斷向采空區供氧，決定在8105工作面采取升壓措施，均衡采空區主要漏風通道兩端的壓差。

如圖3所示，在5105順槽回風繞道處安設兩道調節，5105正巷口間距40 m構筑3道升壓調節，并在5105巷進料斜巷內構筑2道聯鎖自動風門，將5105回風順槽與北一盤區輔運大巷風流隔開；在2105皮帶順槽回風繞道內構筑2道調節，回風繞道口間隔8米構筑3道升壓調節，2105巷進料斜巷構筑2道升壓風門；在2105升壓措施巷內安設升壓局部通風機，風機功率、型號及臺數根據工作面實際需風量而定，巷內構筑一道密閉，密閉內嵌入直徑為1000 mm鐵風筒，風機利用風機轉換器分別鐵風筒對接，用以向8105升壓工作面供風。

3.2 均壓通風機的選擇

（1）風量計算

綜放工作面配風量根據工作面最多工作人數、稀釋割煤及放煤后涌出的有害氣體、沖淡無軌膠輪車釋放的尾氣、確保工作面有適宜作業的空氣環境。

配風量按上述要求分別計算，并選取其中的最大值，如表1所示。

由表1可知綜放工作面最大需風量為滿足氣象條件的2087 m3/min，根據《煤礦安全規程》規定，回采工作面最低風速為0.25 m/s，最高風速為4 m/s，根據以上計算所需風量進行驗算，符合規定要求，確定8105均壓工作面配風量約為2087 m3/min。

（2）風機選擇

由于8105綜放工作面配風量為2087 m3/min，考慮到升壓措施巷及升壓風筒漏風量250 m3/min、進風斜巷漏風量200 m3/min及回風繞道350 m3/min，均壓風機供風量必須大于2887 m3/min，工作面的風壓要求600～1100 Pa。綜合以上條件，選擇六臺（三用三備）FBD№8.0/2×55 kW對旋軸流風機供風，單臺供風能力為900 m3/min，效率為90%，理論總供風能力為2430 m3/min，不能夠滿足通風要求，選擇八臺（四用四備）FBD№8.0/2×55 kW對旋軸流風機供風，單臺供風能力為900 m3/min，效率為90%，理論總供風能力為3240 m3/min，能夠滿足通風要求。endprint

3.3 均壓通風注意事項

（1）在上隅角、后溜尾、工作面回風流、5105巷回風流、5105巷中部設置CO、CH4傳感器，設置專職人員密切注意瓦斯的逸出狀況，在2105巷、5105巷均壓風門外安設U型壓差計，并隨時觀察壓差計示數，加強調節風門的管理。

（2）在8105工作面頭、中、尾、回風巷每隔200 m各設一臺風機開停聲光語音報警器，各風機連接信號燈，與八臺均壓風機實現聯鎖，當均壓風機正常運轉時，信號燈亮；當其中一臺均壓風機出現故障停止運轉時，信號燈自動熄滅，聲光語音報警器自動報警，并與工作面實現風電閉鎖和故障閉鎖，并立即組織人員進行檢修。

（3）采用均壓通風時，每班都要對8105工作面的進回風巷的風量進行測定并觀測其壓差，工作面的風壓不能過高，回風隅角的壓力略高于地表的壓力30～60 Pa為宜，以免通過采空區向地表漏風增大，造成采空區煤自燃。

4 均壓通風效果及結論

由表1、表2可知，在8105綜放工作面采用均壓通風技術后，8105工作面和5105回風巷的CO和CH4都有大幅度的下降，工作面及各巷道的氣壓明顯增加；8105工作面及5105回風的風量顯著減少，由于采空區漏風導致在均壓通風前回風巷風量比皮帶巷多511 m3/min，均壓通風后風量反而減少了84 m3/min，主要是由于部分風流進入采空區。通過均壓通風技術有效的控制了采空區漏風的情況，保證了8105工作面的安全生產。

8105綜放工作面采取均壓通風技術后，在控制有毒有害氣體涌入工作面及抑制煤的自燃方面取得了一定成績，但均壓通風設施的管理是個關鍵，一旦均壓通風設施出現故障，就會使工作面壓力降低，致使工作面有害氣體濃度再次超限，同時由于工作面的不斷推進，工作面的氣壓也不斷變化，因此在隨工作面推進距離與風窗的自動調節的研究方面還有待進一步研究。

參考文獻

[1] 王洪武，周連春.均壓通風技術在治理采空區漏風中的應用[J].水力采煤與管道運輸，2010（12）.

[2] 石建祥，方玉印.均壓通風技術在蘇海圖礦回采工作面生產中的應用[J].科技情報開發與經濟，2008（20）.

[3] 王德明.礦井通風與安全[M].徐州：中國礦業大學出版社，2009.

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[5] 張飛，周連春.均壓通風在綜采面生產中的應用[J].煤炭科技，2010（3）.

[6] 邸學勤.開區均壓通風在大同礦區的應用[J].煤礦安全，2003（7）.endprint

3.3 均壓通風注意事項

（1）在上隅角、后溜尾、工作面回風流、5105巷回風流、5105巷中部設置CO、CH4傳感器，設置專職人員密切注意瓦斯的逸出狀況，在2105巷、5105巷均壓風門外安設U型壓差計，并隨時觀察壓差計示數，加強調節風門的管理。

（2）在8105工作面頭、中、尾、回風巷每隔200 m各設一臺風機開停聲光語音報警器，各風機連接信號燈，與八臺均壓風機實現聯鎖，當均壓風機正常運轉時，信號燈亮；當其中一臺均壓風機出現故障停止運轉時，信號燈自動熄滅，聲光語音報警器自動報警，并與工作面實現風電閉鎖和故障閉鎖，并立即組織人員進行檢修。

（3）采用均壓通風時，每班都要對8105工作面的進回風巷的風量進行測定并觀測其壓差，工作面的風壓不能過高，回風隅角的壓力略高于地表的壓力30～60 Pa為宜，以免通過采空區向地表漏風增大，造成采空區煤自燃。

4 均壓通風效果及結論

由表1、表2可知，在8105綜放工作面采用均壓通風技術后，8105工作面和5105回風巷的CO和CH4都有大幅度的下降，工作面及各巷道的氣壓明顯增加；8105工作面及5105回風的風量顯著減少，由于采空區漏風導致在均壓通風前回風巷風量比皮帶巷多511 m3/min，均壓通風后風量反而減少了84 m3/min，主要是由于部分風流進入采空區。通過均壓通風技術有效的控制了采空區漏風的情況，保證了8105工作面的安全生產。

8105綜放工作面采取均壓通風技術后，在控制有毒有害氣體涌入工作面及抑制煤的自燃方面取得了一定成績，但均壓通風設施的管理是個關鍵，一旦均壓通風設施出現故障，就會使工作面壓力降低，致使工作面有害氣體濃度再次超限，同時由于工作面的不斷推進，工作面的氣壓也不斷變化，因此在隨工作面推進距離與風窗的自動調節的研究方面還有待進一步研究。

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[6] 邸學勤.開區均壓通風在大同礦區的應用[J].煤礦安全，2003（7）.endprint

3.3 均壓通風注意事項

（1）在上隅角、后溜尾、工作面回風流、5105巷回風流、5105巷中部設置CO、CH4傳感器，設置專職人員密切注意瓦斯的逸出狀況，在2105巷、5105巷均壓風門外安設U型壓差計，并隨時觀察壓差計示數，加強調節風門的管理。

（2）在8105工作面頭、中、尾、回風巷每隔200 m各設一臺風機開停聲光語音報警器，各風機連接信號燈，與八臺均壓風機實現聯鎖，當均壓風機正常運轉時，信號燈亮；當其中一臺均壓風機出現故障停止運轉時，信號燈自動熄滅，聲光語音報警器自動報警，并與工作面實現風電閉鎖和故障閉鎖，并立即組織人員進行檢修。

（3）采用均壓通風時，每班都要對8105工作面的進回風巷的風量進行測定并觀測其壓差，工作面的風壓不能過高，回風隅角的壓力略高于地表的壓力30～60 Pa為宜，以免通過采空區向地表漏風增大，造成采空區煤自燃。

4 均壓通風效果及結論

由表1、表2可知，在8105綜放工作面采用均壓通風技術后，8105工作面和5105回風巷的CO和CH4都有大幅度的下降，工作面及各巷道的氣壓明顯增加；8105工作面及5105回風的風量顯著減少，由于采空區漏風導致在均壓通風前回風巷風量比皮帶巷多511 m3/min，均壓通風后風量反而減少了84 m3/min，主要是由于部分風流進入采空區。通過均壓通風技術有效的控制了采空區漏風的情況，保證了8105工作面的安全生產。

8105綜放工作面采取均壓通風技術后，在控制有毒有害氣體涌入工作面及抑制煤的自燃方面取得了一定成績，但均壓通風設施的管理是個關鍵，一旦均壓通風設施出現故障，就會使工作面壓力降低，致使工作面有害氣體濃度再次超限，同時由于工作面的不斷推進，工作面的氣壓也不斷變化，因此在隨工作面推進距離與風窗的自動調節的研究方面還有待進一步研究。

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