下行通風在綜采工作面優化設計中的應用

焦金寶

（中煤新集股份有限公司技術中心，安徽 淮南 232000）

口孜東中央區通風系統不獨立（生產采區和準備采區并存），通風阻力過大，回風能力不足。如需要解決上述隱患，需要將中央區生產采區和準備采區分開，即等生產采區回采完畢后再準備新采區，勢必造成采掘接替緊張。為此，決定采用下行通風優化工作面設計，重新啟用中央回風上山（二），解決了安全隱患，緩解采掘接替緊張局面。

1 項目背景

1.1 工程概況

口孜東礦111302工作面位于-967m水平中央區，是中央區的第五個工作面。該工作面東起中央13-1采區膠帶機上山，西鄰121301工作面采空區，北鄰111304工作面采空區，南臨工廣保護煤柱。工作面整體布置近東西走向，工作面走向長（風巷～機巷）809.5～994.3m，平均走向長901.9m，切眼傾向長（平距內對236m），高抽巷長790.9m，距下部13-1煤層平均法距約35m。工作面上距第四系松散層底界面209.8～326.95m，下距11-2煤層67.89～74.7m，平均距離約70m；工作面標高范圍-820～-890m；工作面可采平面積172981m2。

1.2 現場存在的問題

（1）按照口孜東礦2018年年度計劃安排，中央區為生產采區和準備采區并存，中央13-1采區回風上山（三）擔負著生產采區和準備采區的共同回風任務，通風系統不獨立。

（2）中央13-1采區回風上山（三）高峰時期需要承擔1個采煤工作面及5個掘進工作面（其中2個煤巷掘進工作面）的回風，是中央區回風的咽喉，因巷道變形嚴重，111302工作面掘進及回采后，中央13-1回風上山（三）回風能力不足。

（3）受煤炭形勢影響，礦井從2015年開始簡約化生產，壓縮掘進進尺，采掘接替緊張。按照上行通風設計，121302工作面高抽巷布置在下距風巷40m處，因121302工作面風巷外段掘進滯后，各種生產系統未形成，高抽巷無生根巷道，待風巷外段形成后撥門施工高抽巷，經計算影響工作面接替3個月。

（4）該工作面回采13-1煤，為易自燃煤層，最短發火期36d。傳統的上行通風將工作面回風巷布置在采空區沿空側，千米深井煤柱穩定性差，工作面風巷及上隅角漏風，采空區存在自然發火隱患。

（5）該工作面地面標高-820m～-890m，處于二級高溫區，如采用上行通風將機電設備安裝在工作面進風巷勢必造成風流溫度升高。據資料研究，下行通風降溫效果顯著，一般可降低1～5℃。

2 下行通風可行性分析

《煤礦安全規程》一百一十五條對工作面下行通風有明確的規定：有煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出危險的采煤工作面不得采用下行通風。口孜東為高瓦斯礦井，開采煤層無突出危險性，經過實測工作面最大瓦斯含量3.2m3/t，采用高抽巷、順層鉆孔抽采和風排的措施能夠解決工作面瓦斯問題，可以采用下行通風。

采用下行通風時，合理配備工作面風量，根據工作面的瓦斯、二氧化碳涌出等情況及時調節風量，每旬對111302工作面區域及回風系統巷道進行巡查檢查，避免受采動影響造成回風系統巷道變形，導致工作面風量減少，工作面下行通風時，風量不得低于1m/s。

下行通風期間對工作面回風流電氣設備安裝安全監控系統，當瓦斯超限能切斷該監控設備所監控區域的全部非本安型電器設備的電源并實行閉鎖功能。

3 下行通風優化工作面設計

111302工作面原設計方案將工作面沿口孜東礦工廣保護煤柱線北側布置，與相鄰工作面121301工作面切眼及111304工作面膠帶機順槽最小凈煤柱為10m。工作面內布置機巷、風巷、高抽巷（位于風巷附近，上距13-1煤40m，內錯40m）。采用上行通風方式，工作面從機巷進風、風巷回風，最后匯集到中央（13-1）回風上山（三）。工作面設備安裝在機巷（進風巷）。

通過優化，將工作面沿口孜東礦工廣保護煤柱線北側布置，與相鄰工作面121301工作面切眼最小凈煤柱16m，與111304工作面膠帶機順槽最小凈煤柱為10m。工作面內布置機巷、風巷、高抽巷（位于機巷附近，上距13-1煤40m，內錯機巷40m），優化后的工作面采用下行通風，工作面從風巷進風、機巷回風，最后匯集到中央（13-1）回風上山（二）回風。工作面設備安裝在機巷（回風巷），同時采用遠距離控制方式，將工作面控制臺布置在機巷外段新鮮風流中，巧妙地避免正常生產期間控制臺處于乏風中。111302工作面優化前后的設計方案圖見圖1、圖2。

圖1 優化前111302工作面設計方案圖

圖2 優化后111302工作面設計方案圖

4 下行通風效果分析

口孜東礦121302工作面采用下行通風優化工作面設計后，效果良好，主要表現在：

（1）工作面從中央（13-1）回風上山（二）回風，分流了中央（13-1）回風上山（三）回風，中央區生產采區和準備采區的獨立回風，風量充足，系統穩定；

（2）采區能夠按照礦井接替安排采掘頭面，采掘比適宜，采掘接替得到有效緩解；

（3）確保了機巷非沿空掘巷，巷道維護簡單，設備運行環境好，有利于工作面高產高效；

（4）采用下行通風，有利于工作面瓦斯和防滅火管理；

（5）創新采用遠距離控制方式將工作面控制臺設置在新鮮風流中，避免了不利影響。

5 結論

口孜東礦111302工作面改上行通風為下行通風，緩解了采區（工作面）接替緊張局面，解決了中央區回風系統不獨立、通風能力不足問題，改善了工作面作業環境，有利于礦井的防滅火管理。