2236工作面開采風量計算及相關安全建議

李新建

摘 要：影響2236工作面開采通風的因素較多，采煤工作面風量應分別按瓦斯涌出量、同時工作人數、炸藥量和溫度進行計算，然后人們可以取最大的一項確定采煤工作面的需要風量，但其必須符合采煤工作面的最低允許風速和最高允許風速驗算要求。最后，本文確定2236工作面需要的風量值為236 m3/min。工作面試采取得的成功經驗對相似工作面的開采有較好的借鑒價值。

關鍵詞：工作面;開采;通風;安全建議

中圖分類號：TD823文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2021）02-0085-03

Air Volume Calculation and Related Safety Recommendations for 2236

Working Face

LI Xinjian

（Quanping Quarry，Lengshuijiang Hunan 417500）

Abstract： There are many factors affecting mining ventilation at 2236 working face， the air volume of the coal mining face should be calculated according to the gas emission volume， the number of people working at the same time， the volume of explosives and the temperature， then people can take the largest item to determine the required air volume of the coal mining face， but it must meet the minimum and maximum allowable wind speed verification requirements of the coal mining face. Finally， this paper calculated to determine the required air volume value of 2236 working face is 236 m3/min. The successful experience obtained in the job interview has a good reference value for the mining of similar working faces.

Keywords： working face;mining;ventilation;safety recommendations

2236工作面地面標高為+230～+310 m，運輸巷標高為-158～-153 m，回風巷標高為-121～-118 m。從地表來看，其位于鐸山鎮塘沖村地段，全為稻田、旱土和山地，工作面與地表的垂直高高平均約為350 m。工作面回采對地表狀況無影[1-2]。該工作面位于22采區-160～-120中石門的南翼，其上部的2233中、后段工作面已開采，但因地質構造的影響，局部開采不充分，另外，上覆二煤和下伏五煤均未開采。其走向長度為300 m，傾斜長度為70～120 m。

1 工作面煤層賦存、地質、水文和回采影響情況

1.1 工作面設計開采煤層

本工作面設計開采煤層為三煤層。下面結合地質資料，分析工作面煤層賦存情況。煤層厚度為1.0～2.8 m，煤層結構簡單，煤層傾角為10°～28°，煤層傾向為210°。開采煤層三煤層較穩定，該煤層上部一般為光亮型中條帶狀塊煤，厚度為0.5～1.0 m，下部為粉末煤，含矸1～2層，平均煤厚為2 m，構造影響地段全為粉末煤。本工作面煤層為三煤層，根據鄰近工作面煤質化驗資料分析其煤質化驗指標情況，如表1所示。

1.2 工作面地質構造

根據2236機和風巷所揭露的地質資料，該區域地質構造較為復雜，中小型斷層和褶曲發育;煤層走向平均為145°，傾角為20°（現機巷揭露的煤層傾角平均為16°，風巷揭露的煤層傾角平均為23°。2236機和風巷掘進過程嚴格落實《金竹山礦業有限公司三、五煤層間距鉆探技術管理規定》，根據鉆探資料，2236機、風巷三、五煤層間距介于5.2～6.5 m，平均為5.5 m。

1.3 影響回采的其他因素

工作面區域地質構造較為復雜，中小型斷層和褶曲發育，2236機、風巷斷層F2、F3、F4、F8對工作面回采有一定程度的影響，人們需要提前考慮掘補充巷。在斷層處，頂板比較破碎，應加強頂板管理[3-4]。該工作面煤層中部含矸1～2層，厚度為0.1～0.3 m，平均厚度為0.2 m，回采期間一定加強煤質管理。

2 采煤方法及巷道布置

2.1 采煤方法

根據歷史開采經驗、現場開采條件和現有支護材料等情況，2236工作面采用走向長壁后退式采煤法[5]。根據煤層賦存條件，煤層平均煤厚為2.0 m，經研究，2236工作面確定采用一次采全高方式，循環進度為0.8 m。工作面的支護材料為DW18—25m單體配2.2 m∏型梁。

2.2 采煤工藝設計

2.2.1 炮眼布置。根據煤層的結構特點，2236工作面采用雙排三花眼方式布置炮眼。頂眼布置在直接頂板下0.5 m處煤層內，斜向頂板方向打眼，夾角為8°，終孔位置與煤層頂板的垂直距離為360 mm;底眼布置在距煤層底部0.2 m的煤層內，夾角為10°，炮眼間距均為1.2 m。

2.2.2 爆破設計。2236工作面采用三級煤礦許用含水炸藥和煤礦許用毫秒延期電雷管爆破，連線方式為串聯。當頂板破碎時，要根據工作面實際情況，減少爆破量，并嚴格按爆破說明書規定進行裝藥爆破。

3 工作一通三防

3.1 具體計算

首先，根據通風系統瓦斯涌出量計算采煤工作面風量，即

[Q采=100×q采×K采通=100×0.27×1.4=37.8 m3/min]? ? ? （1）

式中，[q采]為采煤工作面的瓦斯絕對涌出量，m3/min;[K采通]為采煤工作面瓦斯涌出不均勻的備用風量系數，炮采工作面[K采通]可取1.4～2.0。

然后，按同時工作的人數計算采煤工作面風量，即

[Q采=4×N采=4×19=76 m3/min]? ? ? ? ? ? ? （2）

式中，[N采]為采煤工作面同時工作的最多人數，人。

接著，按采煤工作面炸藥量計算采煤工作面風量，即

[Q采=10×A采=10×6.3=63 m3/min]? ? ? ? ? ?（3）

式中，[A采]為采煤工作面一次爆破的最大炸藥用量，kg;10為每千克二、三級煤礦許用炸藥需風量，m3/min。

最后，按氣候條件（溫度）計算采煤工作面風量，即

[Q采=60×65%×Scf×Kch×Kcl×Vcf=60×65%×5.5×1.1×1.0×1.0=235.95 m3/min] （4）

式中，[Scf]為采煤工作面平均有效斷面積，按最大和最小控頂有效斷面的平均值計算，m2;[Kch]為采煤工作面采高調整系數（見表2）;[Kcl]為采煤工作面長度調整系數（見表3）;[Vcf]為采煤工作面風速、溫度調整系數（見表4）;70%為有效通風斷面系數。

下面結合式（5），根據風速進行采煤工作面風量驗算。

[15S采≤Q采≤240S采]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （5）

采煤工作面平均斷面積[S采]=5.5 m2，將其代入式（5）可得：

[15×5.5≤235.95≤240×5.5]? ? ? ? ? ? ?（6）

經計算，可得：

[82.5≤235.95≤1 320]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（7）

3.2 通風方式及路線

工作面采用上行通風。新風路徑為：井口→南北隧道→主副井→-50下車場→-50西大巷→22采區上車場→22采區軌道下山→22-160中部車場→22-160中石門→2236機巷→工作面。泛風路徑為：工作面→2236風巷→22-120中石門→22-120回風聯絡巷→22-120北運巷回風通道→22采區回風上山→-50回風通道→-39風橋→西北翼風井→地面。

4 工作面開采相關安全建議

4.1 頂板管理

人們要嚴格執行“敲幫問頂”制度。進班后，班組長及工人應認真檢查各自工作地點的頂幫支架等情況，一旦發現問題，就要及時處理。煤壁要平齊，要處理掉傘檐（最大突出部分不超過200 mm）和松動的煤塊。支柱的迎山角為1°～3°，∏型梁中間支柱向采空區要有2°～3°的戧度，單體柱的初撐力不少于90 kN（11.5 MPa），支柱的柱窩深不小于100 mm，嚴禁上“丁”字棚。要保證支柱鉆底小于100 mm，支柱插底時必須穿鞋，其規格為300 mm×200 mm×100 mm。

4.2 防治水患

根據地質說明書，本工作面存在少量裂隙水，無其他水患危險，其在正常情況下完全可以通過水溝自行排放，不會對工作面造成危害。當工作面或其他地點出現異常情況時，首先必須保持頭腦清醒，不要慌亂，應根據具體情況進行處理，并及時與調度室取得聯系，在險情較大且不能自行處理的情況下，當班隊長應立即組織人員按水災避災路線進行撤退。

4.3 爆破管理

爆破作業必須執行“一炮三檢”和“三人連鎖爆破”制度，并在起爆前檢查起爆地點的瓦斯濃度。毫秒延期電雷管最后一段的延期時間不得超過130 ms。爆破工必須把炸藥、電雷管分開存放在專用的爆炸物品箱內，同時加鎖，嚴禁亂扔、亂放。電雷管必須由爆破工親自運送，炸藥應當由爆破工或者在爆破工監護下運送。爆炸物品箱必須放在頂板完好、支護完整且避開機械、電氣設備的地點，爆破時必須把爆炸物品箱放置在警戒線以外的安全地點。

4.4 一通三防

4.4.1 通風安全技術措施。通風設施必須牢固可靠，工作面必須配足風量。人員及運輸車輛過風門時，必須隨手關門，嚴禁兩道風門同時開啟。工作面回風巷風流中瓦斯濃度超過0.8%或二氧化碳濃度超過1.5%時，必須停止工作，切斷電源，撤出人員并采取有效措施，進行處理。要加強巷道維護及工作面進出口管理，斷面必須符合規定，保證風路暢通，風流穩定。根據工作面實際情況，要隨時測風，每次測風結果應當記錄并寫在測風地點的記錄牌上。要根據測風結果采取措施，進行風量調節。在日常管理中，通風隊按要求對主要測風站進行補足，對臨時測風站進行標定。測風員在測風時發現臨時測風站有變化時可根據現場情況重新選定測風站。

4.4.2 瓦斯防治措施。每班進班后，當班隊長必須對2236機、風巷及工作面進行一次全面檢查，發現因漏頂漏矸而造成巷道堵塞的，必須先將巷道扒通，使工作面達到足夠風量，然后才能進行生產。瓦斯檢查員必須每班按規定次數對工作面的瓦斯進行檢查。通風隊必須按規定為工作面安裝瓦斯傳感器。當工作面的頂板沒有完全垮落時，必須用風筒布將切頂線圍擋起來，防止工作面采空區漏風而影響工作面風量。

5 結語

研究表明，采煤工作面風量應分別按瓦斯涌出量、同時工作人數、炸藥量和溫度進行計算，接著，人們可以取最大的一項確定采煤工作面的需要風量，但其必須符合采煤工作面的最低允許風速和最高允許風速驗算要求。經計算和驗證，本研究確定2236工作面需要的風量值為236 m3/min。

參考文獻：

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