李衛(wèi)強（中煤華晉能源有限責任公司王家?guī)X礦，山西　運城　044000）

?

基于高瓦斯煤巷掘進全負壓通風技術(shù)研究

李衛(wèi)強
（中煤華晉能源有限責任公司王家?guī)X礦，山西運城044000）

摘要：瓦斯又稱煤層氣，主要成分是甲烷和一氧化碳，具有易燃易爆的特點。由于瓦斯吸附在煤層中，隨著采掘工作不斷涌出，所以無論采用何種通風技術(shù)瓦斯都不會完全排除。而瓦斯一旦遇到明火或在一定的溫度下就會發(fā)生燃燒和保障，嚴重危害曠工的人身安全，影響煤炭企業(yè)積極效益的提高，造成不良的社會影響。不過先進的通風技術(shù)能有效降低工作面的瓦斯?jié)舛?，使其維持規(guī)定濃度之下，盡可能確保生產(chǎn)過程的安全。

關(guān)鍵詞：高瓦斯煤礦；采掘工作面；通風技術(shù)；探析

煤巷通風關(guān)系到采礦是否能安全高效進行，提高通風能力是未來礦井通風管理的主要內(nèi)容。本文以甲煤礦為例，首先介紹了煤礦的概況和通風阻力的測定，接著指出通風系統(tǒng)優(yōu)化的重點，并著重論述了通風阻力較高的解決途徑，希望對大家相關(guān)課題的研究有所啟發(fā)。

一、甲煤礦概況

甲煤礦礦井通風方式是中央并列式，有三個井口，進風井兩個，分別是紅土主斜井、副立井，回風井一個，是二號風井。風井安裝主扇兩臺，一臺工作，一臺備用，型號FBCDZN026，功率2×280kW，風葉角度零度。礦井總進風量約為5468m3/min左右，礦井等積孔約為4.15m2，礦井負壓約為152mm水柱。

二、通風阻力的測定

本次測定采用氣壓計法，選用的精密氣壓計的最小分度10Pa、測量是83.6 kPa ～114kPa。測量計具：皮尺、風表、干濕球溫度計、秒表等。在測量之前，對風表、干濕球溫度計、秒表以及精密氣壓計進行檢定，確保測量結(jié)果真實可靠。

采用氣壓基點測定法進行測定，把調(diào)試好的精密氣壓計A放在井口，每隔10min測定一次井口的大氣壓力讀數(shù)，并記錄下來。把在井口調(diào)試好的精密氣壓計B放在第一個測試點上，然后每20min換一個測試定進行測定，記錄各測點風流相對基點的靜壓。綜合運用干濕球溫度計、風表等儀器測定相關(guān)參數(shù)。經(jīng)阻力校驗，數(shù)據(jù)誤差小于10%，因此測試結(jié)果可靠，具體數(shù)據(jù)如圖1所示。

由表1可知，礦井718水平是全礦井的風流瓶頸，通風阻力最大，其次是570水平和460水平。718水平和570水平的巷道挖掘較早，其設(shè)計存有不合理的地方、施工質(zhì)量也不高，是通風系統(tǒng)優(yōu)化的主要對象。

三、減低通風阻力的解決途徑

對于減低通風阻力的解決途徑的選擇，應(yīng)遵循以下原則：在經(jīng)濟上，應(yīng)在實現(xiàn)最大效益的基礎(chǔ)上盡量降低材料的消耗；在技術(shù)上，應(yīng)滿足各用風地點的生產(chǎn)需要，確保風流穩(wěn)定。

1 劃定最大阻力路線圖

最大阻力路線圖的劃定應(yīng)根據(jù)具體的阻力數(shù)據(jù)進行，然后據(jù)此找出通風阻力異常的線路。礦井的通風阻力的有很大一部分由摩擦阻力產(chǎn)生，所以應(yīng)采取針對性的技術(shù)手段來降低摩擦阻力。此外，在減低摩擦阻力的同時，也應(yīng)注重降低特殊地點的局部阻力，更好地降低通風阻力。劃定最大阻力路線圖的具體方法如下：首先繪出礦井通風系統(tǒng)圖和通風網(wǎng)絡(luò)圖，并把通風設(shè)施標準出來，確保能準確反應(yīng)礦井實際用風狀況。其次，根據(jù)相關(guān)文獻，確定巷道阻力公式。最后，把測得的數(shù)據(jù)帶入巷道阻力公式中計算出巷道阻力，劃定最大通風阻力巷道。

2 通風現(xiàn)狀分析

根據(jù)最大阻力路線圖以及通風線路實際情況，在充分考慮實測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，找出影響通風阻力的主要問題：①除了通風構(gòu)筑物的不當設(shè)計和使用外，不合理的生產(chǎn)布局同樣會影響通風系統(tǒng)。②根據(jù)各風路的功耗、風阻和阻力，對通風網(wǎng)絡(luò)的阻力分布狀況進行分析，找出高耗能、高風阻和高阻力的地點區(qū)域，

3 降阻措施

改善生產(chǎn)布局，減少對通風系統(tǒng)的影響。同時對通風系統(tǒng)進行改造，既要確保通風構(gòu)筑物設(shè)計的合理性，也要做到規(guī)范操作和使用。改進巷道布置，減少通風構(gòu)筑物的數(shù)量，不斷簡化通風系統(tǒng)，使通風系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)。綜合運用多種舉措，降低通風網(wǎng)絡(luò)阻力，比如采取經(jīng)濟斷面巷道、增加并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、開掘新風路、加強巷道維修、另打新風井、采用分區(qū)通風、改變流向等。井底車場、通風構(gòu)筑物、井口、煤倉等地點易發(fā)生漏風，影響風量利用率，對此可在設(shè)計、施工以及后期管理上進行堵截，實現(xiàn)對漏風的綜合治理。

結(jié)語

與炮采工作面相比，現(xiàn)有綜采工作面和機采工作面對風量的需求更高，導(dǎo)致通風系統(tǒng)不能滿足生產(chǎn)需要。此外，變化較快的用風地點、日益復(fù)雜的礦井通風系統(tǒng)又降低了風量利用率，進一步加劇了對風量需求。同時，復(fù)雜的礦井通風系統(tǒng)還導(dǎo)致新鮮風流到達用風地點距離較長，比如全礦井巷道長度在120km以上。一水平、二水平礦井通風阻力大、分布不平衡的主要原因是礦井在早期設(shè)計、施工以及管理上的缺陷。

表1　巷道特性及阻力參數(shù)表

參考文獻

[1]邊夢龍.劉家塔煤礦通風阻力測定與分析[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2014（09）：176-177，181.

[2]丁焱.辛安煤礦通風阻力測定與分析[J].山東煤炭科技，2014（01）：85-88.

中圖分類號：TD72

文獻標識碼：A