超長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面供風(fēng)保障技術(shù)研究

摘 要：研究了超長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面供風(fēng)保障技術(shù)，保證了掘進(jìn)工作面的安全施工。

關(guān)鍵詞：超長(zhǎng)距離；掘進(jìn)工作面；供風(fēng)；保障技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.080

1 礦井概況

梁寶寺礦井位于山東省嘉祥縣境內(nèi)，通風(fēng)方式為中央并列抽出式。現(xiàn)在中央風(fēng)井安設(shè)2臺(tái)同等性能的BD-II-10-30型彎掠組合正交型對(duì)旋軸流式通風(fēng)機(jī)，配備YBF型電機(jī)，功率2×560KW，轉(zhuǎn)速為600r/min。礦井實(shí)行分區(qū)通風(fēng)，各采掘工作面、機(jī)電硐室、爆破材料庫等均實(shí)行獨(dú)立通風(fēng)。

2 研究必要性

梁寶寺礦井采煤工作面適宜長(zhǎng)距離走向布置，采煤工作面走向長(zhǎng)為2200米左右，個(gè)別工作面達(dá)到2500米。不論是全巖掘工作面還是全煤工作面掘進(jìn)必然出現(xiàn)長(zhǎng)距離掘進(jìn)現(xiàn)象。而長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面由于供風(fēng)距離長(zhǎng)，局部通風(fēng)管理難度大，給掘進(jìn)安全帶來一定的威脅，必須進(jìn)行長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面通風(fēng)安全保障技術(shù)研究，以確保長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面安全生產(chǎn)。

3 超長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面供風(fēng)技術(shù)計(jì)算及選型

計(jì)算方法：每個(gè)掘進(jìn)工作面的實(shí)際需要風(fēng)量，應(yīng)按瓦斯（二氧化碳）涌出量和爆破后的有害氣體產(chǎn)生量以及工作面人數(shù)、風(fēng)速等規(guī)定分別進(jìn)行計(jì)算，然后選其中最大值。再按巷道設(shè)計(jì)最大供風(fēng)距離和風(fēng)筒百米漏風(fēng)率反算局部通風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量，以風(fēng)機(jī)吸風(fēng)量來選定局部通風(fēng)機(jī)型號(hào)。經(jīng)以上方法計(jì)算，選用型號(hào)為2×22kW的局部通風(fēng)機(jī)比較適合，平均吸風(fēng)量為400m3/min

風(fēng)筒直徑的選擇（直徑為600mm和800mm的風(fēng)筒比較選型）。

（1）按風(fēng)筒直徑為600mm，每節(jié)長(zhǎng)度為10m，供風(fēng)距離為2500m計(jì) 算。P效1=（1-L600×P100÷100）×100%=（1-2500×3%÷100）×100%=25%

P出口=307×25%=76.75（m3/min）

（2）按風(fēng)筒直徑為800mm，每節(jié)長(zhǎng)度為10m，供風(fēng)距離為2500m計(jì)算。P效2=（1-L800×P100÷100）×100%=（1-2500×1.1%÷100）×100%=72.5%

P出口=307×72.5%=223（m3/min）

（3）按風(fēng)筒直徑為800mm，每節(jié)長(zhǎng)度為20m，供風(fēng)距離為2500m計(jì)算。P效3=（1-L800×2×P100÷100）×100%=（1-2500×1.0%÷100）×100%=75%

P出口=307×75%=231（m3/min）

式中：P效——風(fēng)筒的有效風(fēng)量率，%；

P出口——風(fēng)筒出風(fēng)口的風(fēng)量；

L600——直徑為600mm的風(fēng)筒長(zhǎng)度，m；

L800——直徑為800mm的風(fēng)筒長(zhǎng)度，m；

L800×2——直徑為800mm每節(jié)長(zhǎng)為20m的風(fēng)筒長(zhǎng)度，m；

P100——風(fēng)筒百米漏風(fēng)率，%。

由以上計(jì)算可以看出，若選用直徑為600mm的風(fēng)筒，供風(fēng)距離達(dá)到2500m時(shí)，有效風(fēng)量率只為50%，有效風(fēng)量不能滿足要求。因此，必須選用直徑為800mm 的風(fēng)筒，供風(fēng)距離達(dá)到2500m時(shí)，有效風(fēng)量率為72.5%，有效風(fēng)量為307×72.5%=223m3/min，能夠滿足要求，如果選用直徑800mm，每節(jié)長(zhǎng)度為20m的風(fēng)筒，有效風(fēng)量率達(dá)到75%，有效風(fēng)量為307×75%=231m3/min，效果更好。

4 安全保障技術(shù)

（1）局部通風(fēng)機(jī)供電安全技術(shù)：①加強(qiáng)局部通風(fēng)機(jī)的安全供電管理。在3300采區(qū)，對(duì)局部通風(fēng)機(jī)實(shí)行“三專”供電，保證局部通風(fēng)機(jī)供電穩(wěn)定、可靠。②局部通風(fēng)機(jī)要安裝使用“風(fēng)電”和“瓦斯電”閉鎖裝置。③安設(shè)局部通風(fēng)機(jī)開停傳感器和風(fēng)量傳感器，實(shí)現(xiàn)停風(fēng)就停電，瓦斯超限就報(bào)警、斷電的功能。風(fēng)量達(dá)不到要求掘進(jìn)工作面就報(bào)警和停電。④實(shí)行“雙風(fēng)機(jī)、雙電源”，做到風(fēng)機(jī)自動(dòng)切換，風(fēng)筒自動(dòng)分風(fēng)，以確保掘進(jìn)工作面連續(xù)、穩(wěn)定供風(fēng)。⑤雙風(fēng)機(jī)、雙電源均安裝循環(huán)延時(shí)啟動(dòng)裝置，此裝置確保局部通風(fēng)機(jī)自行完成重復(fù)開停后，自動(dòng)進(jìn)入正常運(yùn)行狀態(tài)，防止了局部通風(fēng)機(jī)突然啟動(dòng)而造成風(fēng)機(jī)或風(fēng)筒損壞。⑥維修工每班都要對(duì)局部通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行情況進(jìn)行全面檢查，每天進(jìn)行一次切換試驗(yàn)，并做好記錄備查發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

（2）局部通風(fēng)機(jī)管理技術(shù)：①局部通風(fēng)機(jī)要掛牌管理，嚴(yán)格責(zé)任落實(shí)，每班都要安排專兼職司機(jī)上崗兼職司機(jī)必須在現(xiàn)場(chǎng)，負(fù)責(zé)局部通風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。②因檢修等原因局部通風(fēng)機(jī)需要停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，必須編制專門安全措施。③局部通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，必須立即撤出人員，設(shè)置柵欄、揭示警標(biāo)，匯報(bào)礦調(diào)度室，并安排專人負(fù)責(zé)警戒。④其它遵守安全規(guī)程有關(guān)規(guī)定。

（3）風(fēng)筒管理技術(shù)：①每班都要安排專人負(fù)責(zé)風(fēng)筒維護(hù)，及時(shí)檢查修補(bǔ)風(fēng)筒破口，減少漏風(fēng)，提高風(fēng)筒的有效風(fēng)量率。②巷道內(nèi)要設(shè)置專用吊掛風(fēng)筒的繩線，專用繩線必須平直漲緊有力。盡量保持局部通風(fēng)機(jī)與風(fēng)筒的平直，沒法保證平直時(shí)，風(fēng)筒應(yīng)緩慢變坡。風(fēng)筒吊掛要平直，達(dá)到環(huán)環(huán)吊掛，拐彎處要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用專用彎頭或可伸縮的負(fù)壓風(fēng)筒，緩慢拐彎無褶皺，以降低風(fēng)筒的阻力。③風(fēng)筒接頭采用柔性連接，接頭要平滑無凹凸，風(fēng)筒接頭使用反壓邊，減少接頭漏風(fēng)。④盡量增加每節(jié)風(fēng)筒的長(zhǎng)度，選用每節(jié)長(zhǎng)度20m的風(fēng)筒，減少接頭漏風(fēng)和阻力。⑤風(fēng)筒上方、左右凸出的錨索、錨桿頭必須進(jìn)行柔性包裝，防止因風(fēng)筒突然張開而扎壞風(fēng)筒。⑥風(fēng)筒每隔100米設(shè)置一放水裝置，有水放水，無水時(shí)關(guān)閉。

（4）監(jiān)測(cè)控制技術(shù)：①局部通風(fēng)機(jī)安裝使用開停傳感器和風(fēng)筒壓力傳感器（或風(fēng)量傳感器），局部通風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況、風(fēng)筒的風(fēng)量情況，隨時(shí)顯示在地面主控機(jī)上。②掘進(jìn)工作面5米范圍內(nèi)安裝使用瓦斯傳感器，同時(shí)懸掛便攜式甲烷報(bào)警儀，局部通風(fēng)機(jī)安裝遠(yuǎn)程斷電開關(guān)，實(shí)現(xiàn)瓦斯超限自動(dòng)報(bào)警斷電。③對(duì)于瓦斯異常區(qū)，測(cè)風(fēng)員每三天對(duì)掘進(jìn)工作測(cè)定一次風(fēng)量，根據(jù)測(cè)定結(jié)果及時(shí)采取措施，確保掘進(jìn)工作面有足夠的風(fēng)量。④安全檢查員和瓦斯檢查員每班必須將風(fēng)筒檢查做為必須和重要的一項(xiàng)工作。

5 結(jié)語

該技術(shù)的應(yīng)用，既符合當(dāng)前煤礦安全的要求，又詮釋了掘進(jìn)工作面瓦斯治理“通風(fēng)可靠，抽采達(dá)標(biāo)，監(jiān)控有效，管理到位”工作體系的應(yīng)用，既提高了通防管理水平，又有一定的前瞻性，充實(shí)了礦井安全發(fā)展的需求，對(duì)煤礦企業(yè)全面標(biāo)準(zhǔn)化安全管理水平的發(fā)展提高直起到了很好的促進(jìn)作用。

作者簡(jiǎn)介：劉巖（1989-），男，山東濟(jì)寧人，主要從事專業(yè)技術(shù)工作。