煤礦井下控風方法創新實踐

吳穎龍 姜興華

【摘要】礦井通風系統是煤礦井下正常生產的重要組成部分，通風系統根據生產接續變化而變化時經常需要通過增阻或減阻等方法來調節不同地點的風速風量，進而使系統合理達標。大柳塔煤礦的測風員在多年的調風實踐過程中總結出了許多實用而簡便的調風控風方法，使得井下的風量調配更加迅速準確，通過總結這些好的方法將幫助更多礦井有效控風。

【關鍵詞】煤礦；控風；實踐；高效

大柳塔礦是神華神東煤炭集團下屬的國內知名現代化礦井，2014和2015年核定生產能力均超過3000萬噸，連續17年獲得安全高效礦井的稱號，可見其生產能力在國內首屈一指。目前大柳塔礦有兩支通風隊伍，分別負責大柳塔井和活雞兔井的“一通三防”工作，在過去的幾年內，礦井的產量不斷提高，平均一年回采完一個綜采工作面，使用快速掘進設備后2個月完成一個備采面的掘進準備工作，因此通風系統變化和調整的較為頻繁，但兩個通風隊的人員不斷摸索，及時總結，出色地完成了每一次的風量調配工作，也具有了過硬的規劃和構筑控風設施和能力。下面將大柳塔礦兩個通風隊工作中自我創新設計的各類控風設施進行系統全面的介紹。

1、綜采工作面控風設施介紹

1.1 52302綜采工作面回風巷臨時控風設施

1.1.1 52302綜采工作面簡介

52302綜采工作面北側為52303工作面（已回采），南側為實體煤，西側靠近52煤輔運大巷，東側靠近井田邊界；工作面對應上覆為大柳塔井22煤22304、22305綜采采空區及月牙渠煤礦。工作面煤層自切眼至回撤通道為寬緩單斜構造，底板標高為985.55～1019.36m，最大相對高差為33.8m。工作面平均煤厚7.15m，回采率為93%，設計采高為6.6m，回采煤量為1150萬噸。工作面利用白家渠主扇全風壓風量供風，通風方式為U型后推式上行通風，其中52302運順和52301回風巷為進風巷道，52302回風巷為回風巷到，52302運順兼做煤炭運輸巷道。

1.1.2 52302綜采工作面回風巷控風設施介紹

52302綜采工作面可采推進長度為4484.64m，回采至中段時由于52301切眼貫通，需增加700 m3/min的配風量。此時52302綜采工作面回風量為3068 m3/min，而根據《煤礦安全規程》和《安全生產管理制度匯編》中的有關規定，工作面的實際需風量按照瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害氣體產生量以及工作面氣象、風速和人數等規定分別進行計算，然后取最大值。經計算可知工作面風量為2660.54m3/min使即可滿足要求，因此可以通過增阻法來調節風量以滿足要求。具體做法為：在52302回風巷4-5聯巷（回撤通道后1各聯巷處）施工一道調節密閉，然后通過增加控風板或皮帶擋風簾達到所需風量。調節密閉是由兩道240mm厚，1600mm寬的紅磚靠兩幫砌筑而成，52302回風巷道為6.02m寬，所以中間留有2820mm寬的行人行車通道，而控風板是通風隊制作的200mm寬，3100mm長的薄木板，皮帶簾則是通風隊用廢舊運輸皮帶根據過風口寬度切割出來的，尺寸為3200mm長，400mm寬、20mm厚。危不影響行人和通車，安設控風板和擋風簾時從上往下依次進行，這次控風實際上只使用了6塊控風板就足夠了，此時的回風量為2682m3/min。而控風板下方還留有3000*2820的行人行車和過風通道。這些設施隨著回采的接近和通風阻力的變化而變化，例如回采至14聯巷時工作面風量有所增加，于是又加設了一塊控風板，使回風量維持在2700m3/min左右。

1.2 52505備采工作面回風巷口臨時控風設施

1.2.1 52505備采工作面簡介

52505備采面回采位于大巷東側，井田邊界以西，南側為52504工作面（未形成），北側為未開發實煤體。地面標高1083.4～1229.3m，底板標高981.32～1032.76m，工作面平均煤厚7.2m，回采率為93%，設計采高為6.7m，工作面地質儲量1191.46萬噸，回采煤量為1108.1萬t。工作面主要含水層為上覆中下侏羅統延安組J1-2y裂隙承壓水，含水層巖性主要為各類砂巖，整體富水性弱，但厚度大且局部裂隙發育處富水，對工作面回采有一定影響。掘進工作由連采八隊負責，回風巷設計長度為4408m，于2015年6月貫通，2015年12月開始試生產，預計服務年限為12.34個月。

1.2.2 52505備采面回風巷口控風設施介紹

52505備采面形成后由于距離白家渠進、回風井口近，回風風量達到2115 m3/min，遠大于配風計劃的風量：1159 m3/min，這使得與之相鄰的52506回風巷掘進面全風壓風量不足，局部通風機有吸循環風的危險，所以大柳塔礦通風隊人員在該備采面的回風口創新使用了可調控風設施進行封堵，以便于如今和日后風量的靈活調節。這里的可調控風設施和之前52302回風巷的控風設施類似，也是由固定和可調節的兩部分組成，固定部分是紅磚砌筑的四個邊框，平均寬度600mm，厚為400mm，其中上下邊框都在中間留有150mm的凹槽，用來安插可調節部分的控風門板。這次試用的控風門板都是用井下之前使用過的廢舊風門加工而來，并重新打磨上漆，并編號，這些門板都裁剪成2500mm高，其中最寬的門板寬為1100mm，最窄的只有200mm，而且邊框的槽足夠寬，門板重疊放置在一起也活動自如，毫不卡阻。初次調節時使用了7塊寬度不一的調節風板，只留了800mm寬的過風口，使備采面風量將為1202 m3/min，其他用風地點的風量也都滿足要求了。此控風設施的示意圖見圖2：

4個月后，該工作面開始回采生產，于是將回風口的可調風板全部拆除，只留邊框，使得回風量變為2668 m3/min，大于計劃風量：2318 m3/min，于是增加一塊800mm寬的調節風板，風量即降為2406 m3/min，滿足要求。

2、連采隊控風設施介紹

2.1 52504回風巷掘進面簡介

52504回風巷巷道位于52煤輔運大巷以東，井田邊界以西，F2斷層北側，南側為F2斷層，北側為未開發實體煤。設計掘進區域地面位置位于D188和J168孔連線的南側，D180和J169孔連線的北側。設計巷道在52煤層中，煤層直接頂厚0～2.8m，以泥巖為主，靠近切眼處相變為粉砂巖，直接底以粉砂巖、泥巖為主。52504回風巷在本次掘進中用作運輸巷道，兼作供電、進水、排水巷道；調車硐室為了方便行人、行車而設計。掘進完畢后52504回風巷作為52504綜采工作面的回風順槽。設計長度為52504回風巷：4432m，調車硐室及水倉：330m。掘進時采用掘錨機落煤，橋式轉載機運煤，再經過系統皮帶運輸到地面。工作面的浮煤人工清理。選用一臺MB670/163型掘錨機來完成割煤、裝煤和支護工序。從而形成掘進工作面割煤、裝煤、運煤、支護、材料設備搬移等工序全部機械化作業的施工方法。掘進工作面采用“長壓短抽”的通風方式，采用一臺壓入式局部通風機保證工作面正常通風，另外安裝一臺抽出式濕式除塵風機降低工作面粉塵濃度并配合壓入式風機通風。局部通風機和啟動裝置必須安設在全風壓系統進風巷道風流中，距巷道回風口大于10m，離地高度大于0.3m，掛牌管理，專人負責。通風系統風流流動路徑為：進風流：白家渠進風立井→52煤輔運大巷→52煤輔運大巷延伸段→局部通風機→掘進工作面。污風流：工作面乏風流→52504回風巷→52504回撤通道→52504運順→52煤回風大巷→白家渠回風立井→地面。工作面風流設設施布置見圖3。

2.2 52504回風巷掘進工作面控風設施介紹

由上可知，52504回風巷掘進時回風通過52504回撤通道進入52504運輸巷道，而且連采六隊的運順皮帶也從這里通過，2015年上半年期間，由于連采一隊的回風也通過52504回撤通道，所以此處的控風設施上除了留有皮帶過洞，還有2.7m高，0.95m寬的回風口，總回風量達到：1854 m3/min，后來連采一隊的回風獨立出去，此處只是連采六隊的回風，所以需要堵塞皮帶過洞旁邊的回風過洞，但在多次嘗試后發現，皮帶過洞的回風量就達到了618 m3/min，所以需要將回風過洞堵塞至320mm高即可，但此處還是皮帶檢修人員的必經之路，留下300mm的過洞將給人員通行造成極大不便，于是通風隊人員創新地在過洞中間立起一根截面積為200*200mm的木柱，然后將0.8m以上的過洞用0.8m的控風板堵死，0.8m以下的空間只堵立柱靠皮帶側的一半，而將另一半作為回風口和行人過洞，這樣人員只要彎腰就可以方便行走，同時大大降低了控風設施被破壞掉的危險。此處控風設施的示意圖如下：

3、結論

大柳塔煤礦通風隊的人員在工作中獨立思考，善于觀察和解決遇到的控風需要，采用創新思維，開放式地處理不同地點，不同要求的控風難題，為今后通風系統調整積累了豐富經驗，提供了很好的思路。這些控風設施的創新主要有一下特點：

第一、因地制宜，使用的都是井下司空見慣的原材料，進行簡單的加工改造；

第二、靈活多變，這些設施基本上都是可調節類型的，而且調節時一個人就可以完成，調節范圍也從幾十立方米每分鐘到以前多立方米每分鐘不等，基本能夠滿足井下所有調風情況的需要。

第三、抓住重點，這些設施都在回風巷和其他巷道交匯處，可以說是回風流的“交通要道”，而且在施工時也能夠兼顧行車或行人等的需求，而不是單純的控制風量。

通過以上總結，我們不難看出工作中處處可以創新，人人可以創新，今后大柳塔礦通風隊人員將從以下幾方面努力，將“一通三防”工作做得更好，更高效：

首先：結合增阻和降阻兩種方法進行風量調節，而且更偏向于降阻的方法。

其次：將調風工作量化程度、精確程度進一步提高，主要是應用好計算機技術做好數據的統計和測算，調風設施進一步細小化，是風量可以在更小的范圍內變動。

最后：繼續學習有關理論知識，關注通風知識的最新動態，與時俱進，多學習其他礦井的做法經驗，并實踐應用。

參考文獻：

[1]王德明.礦井通風與安全[M].徐州：中國礦業大學出版社，2007.

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[3]MT/T 441-1995 巷道掘進混合式通風技術規范[S].中國標準出版社，1995.