綜掘工作面長距離供風(fēng)在榆橫礦區(qū)的應(yīng)用

柳鎖存（陜西華電榆橫煤電有限公司小紀(jì)汗煤礦，陜西 榆林 719000）

工程技術(shù)

綜掘工作面長距離供風(fēng)在榆橫礦區(qū)的應(yīng)用

柳鎖存
（陜西華電榆橫煤電有限公司小紀(jì)汗煤礦，陜西 榆林 719000）

本文對小紀(jì)汗煤礦解決回風(fēng)順槽掘進(jìn)面長距離的供風(fēng)問題闡述了幾種方案，選出了最優(yōu)方案，進(jìn)而保證了掘進(jìn)期間的供風(fēng)需求，為采煤工作面的正常接替贏得了寶貴時間。

回風(fēng)順槽；掘進(jìn)工作面；供風(fēng)方案

1 工程概況

小紀(jì)汗煤礦首采區(qū)11213首采工作面順槽設(shè)計長度5400m，已相繼開工。根據(jù)礦井生產(chǎn)接續(xù)計劃安排，11213回風(fēng)順槽單巷掘進(jìn)超過2000m后，迎頭風(fēng)量不能滿足供風(fēng)要求，故對綜掘工作面長距離供風(fēng)方案進(jìn)行比較，確定一種最優(yōu)方案來進(jìn)行供風(fēng)。

2 方案選擇

2.1 方案一

11213回風(fēng)順槽掘進(jìn)至2200m處向回風(fēng)順槽開掘一條傾斜巷道，通過構(gòu)筑通風(fēng)設(shè)施將系統(tǒng)風(fēng)流引入工作面，減少局部通風(fēng)距離的方法解決長距離通風(fēng)問題。

（1）工作面需風(fēng)量計算：11213回風(fēng)順槽掘進(jìn)斷面為19m2。

①排除炮煙所需風(fēng)量：因為使用綜掘機(jī)掘進(jìn)，不用炸藥，故無需按排炮煙計算。

②按照工作面的人數(shù)進(jìn)行計算Q=4×N=4×40=160m3/min。

③按照瓦斯進(jìn)行計算Q掘進(jìn)工作面=

100?q掘進(jìn)工作面?K掘進(jìn)工作面=100×0.507× 2=101.4m3/min。

④風(fēng)速校驗風(fēng)量Qmin=15S=15× 19=285m3/min=4.75m3/s；Qmax=240S= 240×19=4560m3/min。

綜合上述計算出來的風(fēng)量，最大值為Q掘進(jìn)工作面=285m3/min就是掘進(jìn)工作面的需風(fēng)量。

（2）風(fēng)筒漏風(fēng)系數(shù)P漏及局部風(fēng)機(jī)最遠(yuǎn)供風(fēng)距離計算。

當(dāng)通風(fēng)距離L＞2000時，風(fēng)筒百米漏風(fēng)率P100＜2%，故在此設(shè)計中取風(fēng)筒百米漏風(fēng)率為P100=1.9%，則風(fēng)筒漏風(fēng)系數(shù)為：P漏=1/（1-L×0.01×1.9%）；Qa=P漏Qh=1/ （1-L×0.01×1.9%）×285=596m3/min；由此可得：L=2746m。

2.2 方案二

利用大功率風(fēng)機(jī)配合Φ1000mm高強(qiáng)度耐壓風(fēng)筒，解決長距離供風(fēng)問題。風(fēng)機(jī)選型計算：

（1）11213回風(fēng)順槽掘進(jìn)工作面需風(fēng)量計算。計算結(jié)果見方案一：Qh=285m3/ min=4.75m3/s。

（2）風(fēng)筒通風(fēng)阻力計算

①對柔性風(fēng)筒的摩擦風(fēng)阻Rf進(jìn)行計算：通過查找柔性風(fēng)筒摩擦阻力系數(shù)可以取a=0.0029，由公式：

Rf=6.5×aL/D5=6.5×0.0029×4500= 84.825NS2/m8

②風(fēng)筒總風(fēng)阻R

柔性風(fēng)筒的總風(fēng)阻是：R=Rf×λ= 84.825×1.2=101.79NS2/m8。

③風(fēng)筒漏風(fēng)系數(shù)P漏計算

當(dāng)通風(fēng)距離L＞3000時，風(fēng)筒百米漏風(fēng)率P100＜1.5%，故在此設(shè)計中取風(fēng)筒百米漏風(fēng)率為P100=1.4%，則風(fēng)筒漏風(fēng)系數(shù)為：P漏=1/（1-45×1.4%）=2.7。

④局部通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量及其工作的風(fēng)壓計算

局扇工作風(fēng)量：Qa=P漏，Qh=2.7× 285=769.5m3/min=12.8m3/s；局扇工作風(fēng)壓計算公式：Ht=RQaQh+0.811ρQh2/D4；Ht= 101.79×12.8×4.75+0.811×1.2×4.752=61 88.83+21.96=6210.79（Pa）。

2.3 方案三

在11213回風(fēng)順槽中部設(shè)置中轉(zhuǎn)風(fēng)庫，利用風(fēng)機(jī)接力的方法解決長距離供風(fēng)問題。

根據(jù)方案一計算可知，11213回風(fēng)順槽中轉(zhuǎn)風(fēng)庫位置在巷道2200m較合適；利用目前使用的FBDNO7.1/2×45kW局部風(fēng)機(jī)3臺可解決長距離通風(fēng)問題，其主要步驟如下：

（1）在11213回風(fēng)順槽2200m位置右?guī)烷_鑿臨時硐室作為風(fēng)庫，要求硐室規(guī)格為6m×5m（長×寬）。

（2）用500mm磚混閉墻對硐室進(jìn)行封閉，在墻體指定位置預(yù)留風(fēng)筒孔、泄壓孔、行人小門。

（3）風(fēng)筒孔必須設(shè)置Φ1000mm的鐵質(zhì)風(fēng)筒，伸出墻體外500mm，與風(fēng)筒緊密連接。

（4）吸風(fēng)側(cè)局部通風(fēng)機(jī)安設(shè)至墻體外，由鐵質(zhì)風(fēng)筒與吸風(fēng)孔連接；吸風(fēng)孔及鐵質(zhì)風(fēng)筒直徑根據(jù)局部風(fēng)機(jī)吸風(fēng)孔而定，必須連接可靠，保證不漏風(fēng)。

（5）泄壓孔外側(cè)安設(shè)活動擋板，并根據(jù)風(fēng)壓設(shè)置配重。行人小門向里開啟，與墻面成3度傾角，保證無外力情況下可自動關(guān)閉。

3 方案的比較

3.1 方案一

優(yōu)點：可有效的解決掘進(jìn)面長距離通風(fēng)問題，風(fēng)量穩(wěn)定，抗災(zāi)能力強(qiáng)。回風(fēng)順槽出現(xiàn)突發(fā)災(zāi)害，避災(zāi)線路較短，有利于逃生。前期通風(fēng)設(shè)施施工基本完成，11213切眼貫通后，通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整量較小。

缺點：前期設(shè)施施工量大，工時較長，影響順槽掘進(jìn)的工程進(jìn)度；增設(shè)工作面腰線及輔助運輸繞道，施工費用較大。

3.2 方案二

優(yōu)點：局部通風(fēng)調(diào)整前后變化小，工作量少，耽誤工時少。

缺點：風(fēng)機(jī)型號較大，在巷道擺放影響井下車輛運行；供風(fēng)總長度達(dá)4500多m，通風(fēng)阻力及風(fēng)壓大，風(fēng)筒維護(hù)困難，漏風(fēng)量大，很難保證工作面的有效風(fēng)量。為減小風(fēng)筒接口處漏風(fēng)，需要高強(qiáng)度加長風(fēng)筒配合，成本較高。

3.3 方案三

優(yōu)點：風(fēng)庫建設(shè)容易、工期短、設(shè)施不易損壞有效時間長；局部通風(fēng)的風(fēng)壓以及阻力比較小，并且柔性風(fēng)筒很容易維護(hù)；局部風(fēng)機(jī)與目前井下使用型號相符且都在巷道中，拆換容易；巷道沿線漏風(fēng)容易解決，能夠保證掘進(jìn)工作面風(fēng)量充足。

缺點：第一階段通風(fēng)需要敷設(shè)2趟風(fēng)筒，在11213回風(fēng)順槽口及風(fēng)筒進(jìn)入風(fēng)庫2處拐彎風(fēng)筒，行車過程中較易掛破維護(hù)不便。

結(jié)語

在11213回風(fēng)順槽施工至2200m位置時在巷道右?guī)烷_鑿臨時硐室作為風(fēng)庫，敷設(shè)2趟風(fēng)筒進(jìn)行巷道后期通風(fēng)，取得了較好效果；同時需要通風(fēng)部門定期檢查風(fēng)筒和行人風(fēng)門情況，以防行人風(fēng)門關(guān)閉不嚴(yán)造成漏風(fēng)和循環(huán)風(fēng)，影響掘進(jìn)工作面的通風(fēng)質(zhì)量。

[1]狄滿洲.雙巷道掘進(jìn)技術(shù)在高瓦斯的礦井掘進(jìn)當(dāng)中的應(yīng)用探討[J].中小型企業(yè)管理與科技，2015（01）.

[2]尹昌盛.長距離巷道掘進(jìn)中通風(fēng)除塵系統(tǒng)方案研究[J].煤炭技術(shù)，2014（12）.

[3]賀小平.大柳塔煤礦的長距離單巷快速掘進(jìn)通風(fēng)技術(shù)的運用[J].科技風(fēng)，2014（10）.

TD712

A

柳鎖存（1970-），男，寧夏隆德人，1995年畢業(yè)于山西礦業(yè)學(xué)院采礦專業(yè)，采礦中級工程師職稱，華電榆橫煤電有限責(zé)任公司小紀(jì)汗煤礦生產(chǎn)技術(shù)科副科長，主要從事技術(shù)管理、煤礦安全方面工作。