開采極薄煤層采煤工作面的通風與安全管理

李 偉 李慶軍

（1.遠安縣安全生產監督管理局，湖北 遠安 442000；2.宜昌國泰注安科技有限公司，湖北 宜昌 443000）

0 引言

極薄煤層開采（一般煤厚0.3-0.4 米采高小于0.6 米）因受采高限制，無法采用正規采煤方法開采，屬落后產能，是國家產業政策淘汰的對象。由于我國南方各省缺煤，加上運輸能力的限制，北方的煤炭不能完全滿足南方的需求，同時，南方極薄煤層薄，瓦斯賦存少，發生較大以上事故的幾率低，因此在南方極薄煤層的開采時間超過了近半個世紀，直到現在因多種原因仍不能完全退出煤炭生產。在開采極薄煤層的過程中，如果通風、安全管理不到位，極易發生中毒窒息事故、瓦斯爆炸事故、頂板事故。因此，開采極薄煤層必須在開采方法、通風、安全管理等方面作一些規范，以防范事故發生。

1 防范措施

1.1 采煤工作面的布置與開采（見下圖）

圖1 采煤工作面平面圖

圖2 采煤工作面剖面圖

完成采區區段運輸平巷、回風平巷的掘進后，在采區邊界布置一條通風行人聯絡巷，連接區段運輸風平巷與回風平巷，然后在距聯絡巷不大于5 米的地方開始向外布置采煤切眼，切眼之間的距離應不大于10 米，方便通過向切眼兩邊推進采煤；切眼與切眼之間相互連通，利于實現全負壓通風和形成兩個安全出口；采煤推進方向由里向外由下至上依次超前推進，以保障不會發生因推進進度不一，造成通風不良而導致瓦斯局部超量集聚；在通風行人聯絡巷下部設置臨時風障，讓新鮮風經過所有切眼、當頭、通風行人聯絡巷最后到區段回風平巷，避免切眼與切眼之間純粹的串聯通以及風流直接經通風行人聯絡到回風平巷造成風流短路；每個切眼由2 人作業，避免單人作業；爆破使用水炮泥封口，爆破時水炮泥產生的水霧可以降解爆破產生的粉塵、炮煙。

1.2 切眼個數確定

工作面切眼的個數多少，直接影響工作面通風安全，過多則風量不足，過少則影響經濟效益。以遠安縣李家崗煤礦為例，根據煤炭行業標準AQ1056-2008 進行計算。區段運輸平巷進風量300m3/min，工作面溫度22℃，工作面單個切眼控制范圍瓦斯絕對涌出量取0.10m3/min（實際測定）。

（1）按工作面氣象條件計算

式中：N——工作面切眼數

Q——運輸平巷進風量

60——單位換算系數

70%——有效通風斷面系數

V——工作面風速

S——工作面平均有效斷面

Kch——工作面采高調整系數

Kcl——工作面長度調整系數

（2）按工作面同時工作的最多人數計算

N=Q/4K=300/4·1.15=65（個）

式中：N——工作面切眼數

Q——運輸平巷進風量

4——工人每分鐘需風量

K——通風系數

（3）按采煤工作面瓦斯涌出量計算

N=Q/100q采kch4=300/100·0.1·1.8=16.7（個）

式中：N——工作面切眼數

Q——運輸平巷進風量

q采——單個切眼控制范圍瓦斯絕對涌出量

kch4——瓦斯涌出不均衡系數

（4）按使用炸藥量計算

N=Q/25A=300/25·2.7=4.4（個）

式中：N——工作面允許一次爆破切眼數

Q——運輸平巷進風量

A——單個切眼控制范一次使用最大炸藥量kg

根據以上計算，李家崗煤礦在區段運輸平項進風量為300m3/min，工作面溫度22℃，工作面單個切眼控制范圍瓦斯絕對涌出量取0.10m3/min，單個切眼控制范圍一次爆破使用炸藥量為2.7kg 的條件下，最多只能布置15 個切眼同時工作，并且一次最多只允許4 個切眼同時放炮。在其他條件下，工作面允許同時工作的切眼個數由企業根據實際，按煤炭行業標準AQ1056-2008 標準進行計算后綜合確定，但必須保證工作面風量足夠，瓦斯不超限，炮煙能及時排除。

1.3 切眼、采煤面當頭的支護及采空區處理

由于煤層過薄，工作面頂板壓力不會很大，切眼頂幫及采煤面當頭可以按1 米1 對點柱進行支護，頂板不完整的，點柱上加橫梁；回采過程中產生大量的廢石基本可以填滿采空區，這些廢石砌在切眼兩旁可以起到加強支護的作用，因此采空區不需另作處理。

1.4 現場安全管理

由于切眼個數多，單個切眼的人數少，人員比較分散，又因采高不方便操作，工人圖省事可能支護不到位，因此極薄煤層開采現場管理尤為重要。首先管片安全員必須提前到工作面所有切眼檢查瓦斯及支護情況，處理完所有隱患后才能讓工人上工作面作業，其次作業過程中安全員還必須巡回檢查，及時發現并處理隱患，再次帶班礦長要加強對安全員的監督檢查。在工作面切眼向上推進過程中，安全員要隨時控制推進進度，防止因推進進度不一致造成瓦斯積聚。

2 結束語

本文基于對極薄煤層開采過程中的通風與安全管理研究的基礎上，結合當前國家相關規范，指出目前極薄煤層開采過程中極易出現的問題與不足，并相應提出了解決對策。但極薄煤層的開采在我國因分布不廣，又屬落后產能，如何保障其安全生產，還需業界人士共同努力。

［1］新編煤礦礦井設計手冊[M].北京：中國礦業大學出版杜，2009.

［2］國家安全生產監督管理總局.煤礦安全規程[M].2011.