栗達

(大同煤礦集團公司忻州窯煤礦，山西大同037021)

反向封堵回風立眼優(yōu)化通風系統(tǒng)新工藝應用

栗達

(大同煤礦集團公司忻州窯煤礦，山西大同037021)

針對忻州窯礦9#煤層與11#煤層的層間回風立眼因沖擊礦壓造成巷道炸幫嚴重，無法從上部封堵的問題，提出了反向封堵的方案。研究表明:反向封堵在9#煤層與11#煤層的層間回風立眼的下方施工反向鉆孔，由下向上對回風立眼灌注粉煤灰，封堵9#～11#層回風立眼，解決了周期來壓期間沖擊危險性對通風巷道的影響。同時結合本煤層自然發(fā)火期為3～6個月，反向封堵可實現(xiàn)通風系統(tǒng)的快速封閉優(yōu)化，有效防止了煤層自然發(fā)火，優(yōu)化了該礦305盤區(qū)通風系統(tǒng)。

反向封堵;回風立眼;自燃煤層;通風系統(tǒng)

大同煤礦集團公司忻州窯礦位于大同煤田北東邊緣，礦井開拓方式為立井石門盤區(qū)，礦井核定年生產能力為230萬t．通風方法為分區(qū)負壓抽出式，通風方式為混合式。目前，開采開掘301、303、305、309四個盤區(qū)的11－2#、14－2#、14－3#三個煤層。2013年礦井瓦斯等級鑒定為高瓦斯礦井。煤層經自燃傾向性鑒定屬于容易自燃煤層，自然發(fā)火期3～6個月，自燃傾向性為Ⅰ級，是一個自然發(fā)火比較嚴重的礦井。

1 優(yōu)化通風系統(tǒng)反向封堵回風立眼工程概述

忻州窯礦305盤區(qū)有4個煤層9#、11#、14#、14－3#，其中9#層2004年5月回采結束，為減小11#層通風阻力，在封閉9#層時，只將9#層軌道巷封閉，保留9#～11#層回風立眼和9#層回風巷。305盤區(qū)因沖擊礦壓造成9#層炸幫嚴重，采空區(qū)煤柱壓裂，存在漏風通道，有自然發(fā)火隱患;且9#層回風巷距風井底150 m處漏頂，難以維護。2010年305盤區(qū)14#層回采結束，為減少9#層回風巷維修費用，簡化通風網絡，優(yōu)化305盤區(qū)通風系統(tǒng)，封閉9#層回風巷，項目工程需在進、回風側施工2道防火密閉，封堵回風立眼1個。9#層回風巷長約900 m，回風立眼位于9#層東部尾，若采用常規(guī)工藝，由回風立眼的上口，即在9#層由上向下封堵該回風立眼，需重新恢復9#層回風巷運輸系統(tǒng)，因9#層回風巷道炸幫嚴重，恢復運輸系統(tǒng)所需費用高，工期長，工程量巨大。所以，采用反向封堵新工藝，在11#層東部軌道尾與回風尾聯(lián)絡巷，即9#層回風立眼的下方巷道南幫向立眼施工反向鉆孔，由下向上對回風立眼灌注粉煤灰，封堵回風立眼。

2 回風立眼支護形式

根據該礦施工經驗，封堵立眼需架設臨時支護施工背板，該工藝復雜，并且在施工永久支護前還得逐漸拆除臨時支護設施，勞動強度大，施工進度緩慢;充填立眼是應用澆灌混凝土，從立眼上部充填到封堵完畢。此回風立眼是9#與11#連通的，且9#層要優(yōu)化系統(tǒng)全部封閉，如果從9#立眼上部封堵就會造成系統(tǒng)封閉進度緩慢，或者存在封閉撤退期間的安全隱患，因此，提出了通風系統(tǒng)反向封堵回風立眼優(yōu)化工藝。

2.1 反向充填9#～11#回風立眼工藝

1)在11#層回風立眼下部將2塊鋼板(2 000 mm ×1 100 mm×10 mm)用錨索固定在下立眼的頂部，鋼板覆蓋回風立眼底部全斷面。

2)在東三11#回風立眼下口的11#層軌道巷尾部，由南向北以方位角100°，仰角33°向立眼北幫施工1個垂深10 m、孔徑75mm的鉆孔，并套入2英寸PEP管。

3)由安放在11#層東部軌道巷尾部的注漿泵經PEP管向回風立眼噴注10 m厚的粉煤灰高水速凝材料。溜煤眼封堵示意圖見圖1．

圖1 溜煤眼封堵示意圖

2.2 優(yōu)化通風系統(tǒng)工程項目

305盤區(qū)9#層回風與回風斜井連接處施工1#永久密閉和2#永久密閉，并在1#、2#密閉之間充填2 m厚的粉煤灰。在305盤區(qū)第一材料斜井30 m處施工4#永久密閉和3#永久密閉，3#、4#密閉之間充填2 m厚的粉煤灰。在第一材料斜井與11#層回風巷之間的聯(lián)絡橫峒施工2道雙反調節(jié)門(5#)．封堵9#～11#回風立眼并灌注粉煤灰，14#回風小斜井以西分別施工7#、8#、9#防火密閉，及10#雙反調節(jié)門。忻州窯礦東三9#、14#層封閉方案示意圖見圖2．

2.3 優(yōu)化通風系統(tǒng)

305盤區(qū)未改造前系統(tǒng)復雜，通風線路長，通風阻力大且漏風通道多，回風巷道維護困難，通風隱患大;改造后系統(tǒng)大大簡化，通風阻力下降約450 Pa，且通風能力有所提高，能完全滿足今后采掘要求。另外，完全隔絕了9#煤層和11#煤層，礦井綜合抗災能力大幅度提高，使整個礦井的通風系統(tǒng)更趨完善，礦井安全生產更有保障。優(yōu)化通風系統(tǒng)前后技術參數(shù)對比見表1．

圖2 忻州窯礦東三9#、14#層封閉方案示意圖

表1 優(yōu)化通風系統(tǒng)前后技術參數(shù)對比表

3 結束語

利用反向封堵回風立眼新工藝實施305盤區(qū)通風系統(tǒng)優(yōu)化，使礦井通風能力完全滿足生產需求，通風系統(tǒng)得以優(yōu)化，礦井全面降阻，11#與9#層實現(xiàn)隔離，14#采空區(qū)與未采區(qū)域實現(xiàn)隔離，若9#層、14#層采空區(qū)發(fā)生事故不會波及其它正常生產區(qū)域，礦井綜合抗災能力提高，使礦井通風系統(tǒng)更合理、可靠。同時，充分利用了11#層現(xiàn)有的生產條件，避免了設施、設備、人力、物力的重復投入。節(jié)省了大量的施工經費，縮短了施工周期。并且施工期間，工作人員安全得到保障，減少了設崗人員。

［1］趙俊杰，楊宗泉．施工回風立眼解決采區(qū)延伸階段礦井串聯(lián)通風的應用研究［J］．內蒙古煤炭經濟，2015(2):177－178.

［2］宋愛花．改造采區(qū)通風系統(tǒng)提高經濟益［J］．煤炭技術，2008，27(2):97－98.

App lication of New Technology of Reverse Sealing Return Air Outlet to Optim ize Ventilation System

LIDa

The return air outlet between 9#and 11#coal seam can＇t be sealed from the top，because rock burst leads to seriousness explosion of roadway two sides．The scheme of reverse sealing is put forward．The research shows that the reverse drilling is performed at the bottom of the return air outletbetween 9#and 11#coal seam，and the fly ash is poured into the return air outlet from bottom to top to seal the return air outlet．The influence of rock burst to ventilation roadway during the period of periodic pressure is solved．At the same time，combineswith the spontaneous combustion period for 3～6 months，reverse sealing technology can optimize the fast sealing of ventilation system，effectively prevents the spontaneous combustion of coal seam and optimizes the 305 panel ventilation system．

Reverse sealing;Return air outlet;Spontaneous combustion coal seam;Ventilation system

TD72

B

1672－0652(2015)09－0018－02

2015－07－06

栗達(1987—)，男，山西原平人，2011年畢業(yè)于太原理工大學，助理工程師，主要從事煤礦通風管理工作(E－mail)505269221@qq．com