新老井貫通通風系統安全風險防范措施

張育磊

(山西金暉萬峰煤礦有限公司，山西 孝義 032300)

通風系統是礦井生產系統的重要組成部分，對保證礦井正常生產和防治災害發揮著關鍵的作用。礦井通風系統是一個復雜的、動態的系統，它的穩定性受眾多因素的影響，其穩定性關乎生產的正常進行和工人的生命安全，因此對礦井通風系統的穩定性進行研究具有重大的意義[1-3]。

井巷、井筒貫通是礦井的一項重要工程，極易發生風流紊亂、瓦斯超限等安全風險。圍繞著井巷貫通，我國《煤礦安全規程》在通風系統調整方面提出了明確的要求，學者也圍繞著井巷貫通通風系統的可靠性、穩定性方面進行了不少的研究[4，5]，其成果也主要圍繞著“局扇-局扇”、“局扇-主扇”的通風方式貫通工程，沒有“主扇-主扇”貫通工程研究成果。東溝煤礦設計生產能力為0.9Mt/a，開采B2、B3、B42煤層，為技改礦井，井田總體呈一向北緩傾斜的單斜構造；瓦斯含量較大，屬高瓦斯礦井。為充分回收資源，新井首采面利用了老井已形成的B42煤層回風巷，將老井已形成但未回采的工作面的資源進行了回采[6-8]，此方法提高了資源的利用率，減少了新井回采巷道的工程量，但由于貫通前新、老井均為獨立的生產系統，而且礦井瓦斯較高，新老井的貫通存在風流紊亂、瓦斯超限等安全風險。為防范新井、老井貫通引發安全事故，經充分認證、分析，形成了周密的新老井貫通方案，確保了安全生產。

1 通風系統概況

1.1 老井通風系統

老井生產能力為90kt/a，布置兩條斜井，中央并列抽出式通風；礦井在停產前布置了一個雙翼開采的滑移頂梁工作面，受產業政策的影響，未能組織生產。新井、老井貫通前老井通風系統如圖1所示，老井風流由中部的下山進入，通過中間巷、兩翼原切眼，由回風巷，回至兩翼回風上山，工作面在下山兩翼形成倒“8”字形，新井、老井貫通前老井通風線路如圖2所示。

圖1 新、老井貫通前通風系統示意圖

圖2 新老井貫通前老井通風線路圖

1.2 新井通風系統

新井采用斜井、多水平開拓方式，廢棄了原有的生產系統，采用了全新的生產開拓布局，即新場地、新井筒、新系統；新井采用中央并列抽出式通風方式，主、副井進風，斜風井回風。新老井貫通前新井通風系統如圖1所示，新老井貫通前新井通風線路如圖3所示。

圖3 新老井貫通前新井通風線路圖

2 新老井貫通風流變化及其主要風險

東溝煤礦在貫通前，新井、老井分別形成通風系統，互不影響，一旦新井、老井貫前，井下各處將處于兩條回風井，即兩臺風機的控制下，如若控制不好，井下風流出現紊亂，主要存在以下三種狀況：

1)新井風機能力強，老井的進風大部或全部由新井抽出。此時，老井的風機無法抽出進風，老井范圍內的+1560中間巷(西翼)至斜風井之間的巷道以及+1582水平西翼回風巷至斜風井之間的巷道將處于無風或微風狀況。

2)老井風機能力強，新的進風大部或全部由老井抽出。此時，新井的風機無法抽出進風，新井范圍內的絞車硐室、回風石門、回風斜井等巷道處于無風或微風狀況。

3)新井、老井勢均力敵，新、老井的大部風流均分別由各自的風井抽出。此時，新井的兩個掘進工作面的將處于老井斜風井控制下，形成負壓通風，新井的進風部分將由老井抽出；而老井的+1560中間巷(西翼)至B3+1620水平回風巷之間的巷道乃至老井與新井聯通的部分巷道將處于微風狀況。

由于東溝煤礦瓦斯涌出量較大，若部分巷道處于無風或微風狀況，極易發生瓦斯超限現象。因此，新井、老井貫通前后不能出現上述情況，需要采取合理的調風方案，有效防范安全風險。

3 新老井貫通通風系統安全風險防范方案

為避免上述三種情況的發生，在新、老井貫通時要盡量保持新井、老井獨立通風，減少新井、老井相互影響，貫通后盡快將新井開采的范圍并入新井主扇控制范圍。通風系統圖如圖4所示。

圖4 新老井貫通后礦井通風系統示意圖

3.1 安全風險防范方案

3.1.1 步驟一

1)內容：改變老井+1582回風巷與中間巷的風流方向，變倒“8”字型風流為逆時針環形通風。

2)時間段：1W4-201回風巷未與老井1582東翼回風巷貫通前。

3.1.2 步驟二

1)內容：回風巷貫通后停止老井主扇，打開斜風井防爆門，短期內形成“四進一回”的通風系統。

2)時間段：1W4-201回風巷與老井1582東翼回風巷貫通后。

3)主要做法：①構筑東翼回風上山調節風墻；②改造現有老井軌道上山與回風下山的風門為調節風門。

3.1.3 步驟三

1)內容：運輸巷與老井+1560中間巷貫通前，為新井、老井再次形成獨立通風做準備。

2)時間段：1W4-201運輸巷未與老井1560水平中間巷貫通前。

3)主要做法：①構筑老井東翼開切眼內調節風門；②構筑新井一采區集中回風上山與1W4-201運輸巷間的調節風門。

3.1.4 步驟四

1)內容：運輸巷與老井+1560中間巷貫通后，新井、老井再次形成獨立通風。

2)時間段：1W4-201運輸巷與老井1560水平中間巷貫通后。

3)主要做法：①密閉老井主斜井和1W4-201回風巷回風聯巷；②拆除老井軌道下山和回風上山之間的風門；③將1W4-201回風巷內與老井間所有聯巷的調節風墻改造為永久密閉；④開啟老井主要通風機；⑤拆除老井1、2、3、4、5、6號密閉，使得老井形成獨立通風系統。

貫通后新、老井主要通風線路分別如圖5、圖6所示。

圖5 新老井貫通后新井通風線路圖

圖6 新老井貫通后老井通風線路圖

3.2 調風結果

按照以上調風方案，礦井制定了調風措施，嚴格落實調風方案，堅持調風時及時測風，確保風量，調風期間，新、老井通風系統穩定，未出現瓦斯超限，新、老井順利、安全貫通。

4 結 論

為防范新井、老井貫通發生無風、微風巷道，發生瓦斯積聚，本文在對新井、老井通風系統分析的基礎上，確定了新井、老井貫通通風系統安全風險防范方案，形成以下研究結論：

1)在新井、老井貫通時要盡量保持新、老井獨立通風，減少新井、老井相互影響，貫通后盡快將新井開采的范圍納入新井主扇控制范圍。

2)根據工作面巷道施工進度，及時施工通風設施，首先將老井工作面倒“8”字型風流調整為逆時針環形，有利于后期風流的調整。

3)為防范兩臺風機對吸出現問題，回風巷貫通后，暫時停止老井主扇，變礦井通風為“四進一回”，及時測風、調風，防止風量不足。

4)工作面兩巷均貫通后，及時將新井、老井隔開，開啟老井主扇，再次實現新井、老井分別獨立通風。