云崗礦均壓通風防滅火技術實踐

李紅月

（同煤集團云崗礦通風區，山西 大同 037017）

1 概 況

云崗礦6306工作面位于井田的西翼六采區，其西側為6308采空區，于2000年底全部采完，2001年11月6308停采線冒煙，2004年1月火區熄滅，啟封送巷；東側為6304采空區，尚有老火區具有復燃的可能性；南側為6302采空區，于1999年采完，該區段留有隔離煤柱已被壓酥；北側為尚未開采的6310區段。

6306工作面三面為采空區包圍，兩側有火區，一側是被壓酥煤柱，形成了“孤島”工作面。該采區是采用盤區石門上（下）山布置方式，沿空送巷，無煤柱開采，傾斜長壁分層開采，金屬網假頂全部冒落采煤方法。3上煤層厚5.21m，頂板為砂巖，厚度6.2m；3煤層厚3.5m，頂板為粉砂巖，厚度為5.09m。煤層傾角4°～6°，煤質牌號為氣煤，揮發分為38.5%，發火期為3～6個月。煤層有自燃性，?T=40°。6306是沿空送巷“孤島”開采工作面，周圍火點對回采危害極大。

2 6306-l工作面通風系統

6306工作面為W型通風系統，東西沿空平巷均為進風流，工作面中間開一條回風中間巷。在6308巖石集中巷頂盤建兩道調節風門，在6302軌道集中巷建兩道風門，在6304回風巷建兩道風門，在6306面3煤層繞道建兩道風門，在停采線施工繞道建兩道風門，構成二進一回的W型通風系統，如圖1所示。

（1）由6308巖石集中巷進風→1、2號進風斜巷→6306-1平巷→工作面→6306-1回風中間巷→回風聯絡巷→6302軌道中巷→三、五采區總回巷→西風井。

圖1 6306-l工作面通風系統示意圖

（2）6304巖石集中巷進風→1、2號進風斜巷→6306-1東平巷→工作面→6306-1回風巷→回風聯絡巷→6302軌道中巷→三、五采區總回風巷→西風井。

其特點為：（1）將6306-1西區段運輸平巷改為進風流，并要求6308巖石集中巷改為進風流，使6308采空區及其西平巷沿空巷道處于均壓狀態。（2）將6306-1東平巷改為進風流，并要求6304面3層煤運輸平巷改為進風流，使6304采空區其東平巷沿空巷道處于均壓狀態。

布置兩側的采空區（6308及6304）的漏風通道均在進風流中，而6306-l東西平巷的沿空巷道仍在進風流中，而進風流中負壓值比較小，故此漏風小，易實現均壓防滅火的措施。

3 均壓通風防滅火研究

均壓通風防滅火的實質就是破壞漏風供氧條件，調整采場風流流動方向，使采空區處于均壓狀態，減少向采空區或火區漏風供氧，防止煤層自然發火。

為了確保6306-l“孤島”工作面安全回采，減少向東西平巷沿空一側的漏風，使三面采空區處于均壓狀態，防止自然發火。

將6308巖石集中巷、6306巖石集中巷、6304巖石集中巷、6300煤層集中巷及6306-1東西平巷均布置在進風流里，在工作面東平巷以西45m處開一條中間回風巷，構成W型通風系統，有利于均壓通風技術實施，再控制調整6308巖石集中巷與6306-1西平巷沿空巷的風壓值趨近于相等，調整6304煤層集中巷與6306-1東平巷沿空巷風壓值趨近于相等，使6308采空區、6306采空區及火區處于均壓狀態，使漏風通道兩點風壓差h＜2mmH2O，東西平巷、沿空巷道一側減少漏風量，防止了自然發火。

4 調壓研究方法

4.1 采空區或火區增加并聯通風網路方法

根據安全生產要求，確定6306-1西平巷到工作面的需要風量Ql值及風阻R1值可為定量值。然后在6308巖石集中巷內進行調配風量Q2值及風阻R2值（增設調節窗）可為變量值。

根據風壓平衡定律，在并聯通風網路里：H總=H1=H2=···Hm。

調制6308采空區或火區的漏風通道風壓值與6306-l西平巷漏風點的風壓值趨近于相等，即H1≈H2，兩點風壓差趨近于零，可實現均壓狀態。

在并聯通風線路里：Q1=Q2，Q3=Q4，根據漏風阻力定律H=R·Q2分析。

（1）在風路3上加調節窗后，R3值增大，如圖2（a）所示。其兩點風壓Hc＞Hd，兩點漏風方向由c→d，存在漏風問題。

（2）在風路1上加調節窗后，R3值增大，如圖2（b）所示。其兩點風壓Hd＞Hc，兩點漏風方向由d→c，存在漏風問題。

控制調整：使兩點風壓Hc=Hd，使Q漏→0，6308采空區實現了均壓狀態。

圖2 6308采空區火區角聯網絡圖

（3）實測沿空巷一側漏風量方法。設：西平巷進風聯絡巷口進風量為Q進，西平巷至工作面切眼口風量為Q切，西平巷沿空巷一側漏風量為Q漏1-2，所以，Q漏1-2=Q進-Q切。

設：沿空一側總面積為M2，沿空一側點總漏風量為Q漏1-2，沿空一側單位面積漏風量為Qm=Q漏1-2/M2，考察沿空巷道一側單位面積漏風量指標Qm→0。

4.2 增設調壓室的方法實現均壓狀態

如6304區段的通風系統及通風網路圖所示：6300煤層集中巷道在進風的盲巷頭里，6306-l東平巷布置在進風巷里，增設調壓室使兩巷的風壓值相等，其兩巷風壓差值趨近于零，所以6304采空區的漏風趨近于零。但是必須在6300煤集巷增設調壓室，使6304采空區或火區處于均壓狀態。6304采空區調壓方式見圖3所示。

圖3 6304采空區調壓圖

調壓室有兩種：一種是在6300煤層集中巷內建兩道密閉墻，墻上安裝調壓風機1臺及U型管壓差計；另一種是在6300煤層集中巷內建兩道密閉墻，墻上接3寸鋼管及U型管壓差計。鋼管另一端接到6306-1東平巷測壓點處，用閘門控制鋼管風量，使兩點壓差趨近于零，所以6304采空區漏風量趨近于零。

從圖4中看出，6304采空區不在并聯網路里，也不在角聯網路里，兩巷風壓值不相等。增設調壓室后，可調制6300煤巷風壓與6306-1東平巷風壓趨近于相等。所以，Q漏→0，可實現均壓狀態。

4.3 6306-l采空區的調壓方法

從6306-1區段通風系統圖及通風網路圖看出，當6306-1回采推過l號進回風聯絡巷后，形成采空區，要及時封閉聯終巷A、B兩處，如圖4所示。該兩點是6306-l采空區的漏風點，如A、B兩點風壓值不相等時，6306-l采空區產生漏風，這時將6304巖石集中巷風門及6306巖石集中巷風門向前移動，6306調壓如圖5所示。同時調制兩巷的風量Q值及風阻R值（增設調節風窗），可實現A、B兩點風壓值趨近于零，實現了6306-1采空區的均壓狀態。

圖4 6306-1區段通風系統及通風網絡圖

從圖4中分析：6304巖石集中巷與6306巖石集中巷在并聯網路里，而6306采空區也在角聯網路里，根據上述6308采空區調壓理論分析，6306采空區同理可實現均壓狀態。

4.4 大面積調壓方法

當6306-l回采完畢聯絡巷及漏風點溜煤眼等全部封閉，這時采空區漏風點比較多（計18個），由于巷道風壓作用，可能產生采空區大量漏風供氧，采用大面積調壓方法（圖5）。

圖5 6306-1區段調壓圖（大面積調壓）

6306-1回采完畢，聯絡巷及漏風點溜煤眼全部封閉后，必須把6302軌中巷風門、6304巖石集中巷風門、6306巖石集中巷風門、6308巖石集中巷風門全部去掉。在三、五采區總回風巷建兩道調節風門。將調壓區域全部布置在進風流里，然后在上述巷道內進行調制配風量及風阻值（建調節風窗）使6306區段全部處于均壓狀態。

從通風網路里分析：上述的巖石集中巷全部布置在并聯的網路里，而且6304、6306、6308采空區，又處于角聯網路里，根據風壓平衡定律，并聯通風網路里：H總=H1=H2=···HN。

根據漏風阻力定律分析：在角聯網路里，可調制使漏風兩點HC=HD，實現均壓通風。

5 實踐應用效果分析

以6306-1“孤島”放頂煤綜采工作面為案例，以均壓通風技術為關鍵措施，開展了綜合防滅火的治理研究。采用多種辦法調節工作面與采空區風壓分布，控制了均壓范圍內的風壓差，對該工作面的防火問題進行了有效治理。盡管該種調風調壓措施有一些復雜，但是有效治理了6306-1工作面的防火問題，同時該技術措施改善了綜采工作面的作業環境，保障了井下煤層開采的安全性。