孤島工作面采空區防火通風技術研究

仵鵬程

（山西汾西礦業集團水峪煤業有限責任公司，山西 孝義 032300）

近年來，煤礦火災事故頻繁發生，引起了社會的廣泛關注。由于煤礦生產環境復雜，如果發生火災事故，那么會造成很大的損失，因此必須要做好有效的防范。采空區防火通風尤為關鍵，需結合實際情況，構建完善的防火通風系統，實現嚴格的控制，保障生產的安全。

1 孤島工作面采空區的特點

一般來說，煤礦孤島工作面的情況復雜，尤其是大量的采空區存在，受到各類因素的影響，比如地壓因素，將會產生一定的風險，因此要高度重視。例如，在壓力因素的作用下，采空區煤柱隨時都可能發生破裂情況，加之空氣的影響，促使內部遺煤在氧氣的作用下產生熱量，帶來了很大的風險，容易出現自燃的情況。如果可以實現孤島工作面與采空區之間的風壓差的平衡，那么可以促使煤柱兩側空氣流通量減少，達到降低遺煤自燃率的效果。為保證煤礦開采的安全，保障通風的有效性。傳統的通風設計和建設，主要是依靠人員憑借相關知識與經驗設計。隨著新技術的應用，能夠給采空區防火通風設計提供支持，保障生產的安全，降低安全事故的發生率。

2 采空區防火通風的技術要點

2.1 做好基本調查

為構建高質量的采空區防火通風系統，設計前期需要做好基本調查，掌握采空區的實際情況，了解礦井通風的方式，確定入風井數量和排風井情況等，獲得完整的資料信息，為后續的建設工作開展提供依據和支持，保證采空區防火通風的使用效果，避免安全事故的發生。

2.2 建立全礦通風模型

基于高質量建設防風通風系統的目的，使用三維仿真系統，建立全礦通風模型，可以獲得貼近真實的通風模擬效果，并且支持和DXF 文件交換。實際應用中，既可以單獨使用，也支持和其他軟件的有效兼容。例如，Ventsim 三維通風仿真系統，極大程度上能夠滿足采空區防火通風的模擬需求，設計了界面顯示模塊、動態模擬模塊、高程數據路模塊等，支持模擬工作的開展。實際應用中，支持模擬礦井采掘過程的風流動情況，結合生產的需求科學合理分配巷道風量。借助科技的手段展開全面的分析，了解不同情況下的通風效果，同時還可以分析各類通風構筑物，比如風門風窗等，從經濟性和有效性的角度分析，最終設計合理的通風系統，助力采空區防火通風的高效運行。

實際應用中，結合煤礦的情況構建三維模型，形成采掘工程平面圖，同時繪制巷道中線，也可以生成DXF 文件，為更好地的掌握實際情況，之后導入到相應的軟件，展開深度的分析，再利用二維原始模型開展分析，獲得高質量的工程平面圖坐標。按照模擬分析的流程，設置獨頭巷道，并且完整風門風窗的安設后，完成模擬圖的建設。為保證分析結果的準確性，借助各類測量工具，比如精密數字氣壓計和溫濕度計量工具，實現對各類通風數據的測量，包括風壓、溫濕度等。利用采集的各類數據信息，展開深度的分析，識別潛在的風險。將各類數據信息輸入到三維通風仿真系統，包括通風機數據、巷道摩擦力組數等，通過調整與優化分析，最終獲得貼合實際的三維模型。

2.3 工作面均壓系統模擬實施和驗證

為有效發揮均勻通風系統的應用價值，在設計環節需充分利用通風數據搭建貼合實際的三維仿真軟件，輔助模擬工作的開展，編制科學合理的采空區均壓通風方案，提出合理的安全技術措施，強化采空區防火通風效果，保障生產的安全。通過運用均壓通風技術，并且合理調整各項參數，比如風量和風壓等，結合通風效果監測數據，實現全面有效的防護，保證建設的均壓通風系統安全穩定運行。為檢驗設計的采空區防火通風系統運行效果，組織開展通風實驗，采集相關參數，比如通風與局部通風機性能參數，驗證系統的應用有效性。需要注意的是，反算各類時期風機性能，必須要精準測定局部通風機單級運行工況與雙極運行工況下的性能情況，再開展局部通風機工況點的計算分析。完成后，開展相關數據的測量，并且開展數據分析，獲得可利用的數據。例如，分析回風巷風門開啟局部通風機單級或者雙級運行數據等。從數據的應用來說，可為安全管理提供很大的支持。例如，通風數據可進行事前的通風莫比分析，識別潛在的隱患與風險，也能夠為通風方案的選擇提供依據。一般來說，構建的三維通風仿真模型，能夠實現礦區通風變化的精準把握，進而保證均壓的效果，提高通風的效率[1]。

3 采空區防火通風的管理方法

3.1 做好初期的防火工作

為保障煤礦生產的安全，需采取綜合防火技術措施。初采時，頂板未完全跨落，移走架子后，現開采煤層上覆煤被丟入到采空區，很容易發生自燃的風險，注入氮氣難以發揮作用，需使用阻化劑用于滅火。與此同時，還要合理控制推進的速度，盡量縮短采空區浮煤氧化暴露時間，實現有效的防火滅火效果。在工作面回采之前，選擇適宜的位置設置防滅火液壓泵站，當完成工作面頭尾兩端采空區、工作面支架后采空區浮煤噴灑氣霧阻化與組化液。與此同時，為了保證生產作業的連續性，要求做好推進速度的有效控制，保障生產的安全性。正常回采作業時，膠帶巷頂板要求提前退錨，確保進入采空區之后頂板可以及時冒落，作業期間做好端頭封堵處理，保證封堵的效果，避免采空區漏風問題的發生，保障生產的安全[2]。

3.2 做好正常期間采空區的防火

為實現有效防火效果，可采取以下措施：注氮。為保證防火滅火的有效性，可選擇邁步式埋管注氮的方式，合理設置管道，實施多點同時注氮，同時遵循科學合理的原則，靈活調整各項參數，比如步距和流量等，增強注氮的防火效果。根據采空區氧化帶氧含量的有效控制，保證防火的效果。噴灑阻化劑。利用霧化發生器，通過高壓的作用噴出阻化汽霧，使得溶液可被分散為細小的霧粒，并且經過風流帶向采空區。為保證生產的安全，需每日都使用氣霧阻化泵噴灑一次阻化劑，保證噴灑的均勻性，保障全面有效覆蓋，科學合理控制噴灑量。灌漿。利用高水平的灌漿系統，選擇合理的位置設置灌漿站，做好系統的建設，在非正常推進或者采空區產生異常情況時，進行灌漿作業，消除潛在的隱患，保證生產的安全[3]。

3.3 做好日常的防火檢查

對采空區防火通風系統的運行情況，做好運行監測預警，實時化采集數據信息，進行相應的分析，掌握防火通風的效果，為安全生產管理提供支持。利用各類溫度傳感器，比如溫度傳感器和CO 傳感器等，獲得采空區的溫度與CO 含量情況，經過數據分析后及時準確預警預報，滿足安全管理的需求。此外，采取人工取樣的方法，進行預測預報分析。組織人工進行現場化驗分析，掌握數據信息，評估生產現場的安全性，進而采取相應的措施，做到有效的防護。配置專門的人力資源，負責采空區防火通風現場巡視檢查。通過全面嚴格的檢查，及時發現不合理的情況，督促相關人員進行整改，避免存在安全隱患與問題，保證生產的安全，防范安全事故的發生[4]。結合煤礦孤島工作面采空區的生產環境，利用通風系統的全程自動化，達到智能調控目標。在實際應用中，采用大數據、人工智能以及物聯網等，構建多功能的防火通風管理系統，深度挖掘采空區的各類數據信息，為防火通風工作的開展提供支持。利用建設的智慧化管理系統，實現對礦山通風的智能化控制，進行全面的分析，支持防災減災工作的高效化開展，做到全自動控制，極大程度上提高防護的效果，保障生產的安全，降低事故的發生率。

4 結語

煤礦孤島工作面采空區防火通風的實施，需引入科技手段，落實各項防護措施，實現全面有效的防護，保障防火通風的效果，避免安全事故的發生。文中結合實踐，對采空區防火通風系統的構建和運行管理進行了分析，提出具體的方法，以期為有關人員提供參考借鑒。