王云飛

(神華神東煤炭集團(tuán)公司榆家梁煤礦，陜西 神木 719316)

0 引言

神東礦區(qū)煤層埋藏淺，工作面回采時(shí)地表塌陷漏風(fēng)嚴(yán)重，工作面風(fēng)量不能滿足要求，也給礦井防滅火工作帶來很大困難。神東礦區(qū)普遍采用加強(qiáng)地表回填減少采空區(qū)漏風(fēng)措施，但地表回填具有一定的局限性，尤其是在冬季泥土凍結(jié)時(shí)，回填效果不明顯，達(dá)不到良好的封堵效果，使工作面的安全生產(chǎn)受到極大威脅。

1 概述

神華神東煤炭集團(tuán)公司榆家梁煤礦地處陜西省神木縣店塔鎮(zhèn)，煤層埋藏淺，瓦斯含量低，處于CO2—N2帶。礦井通風(fēng)方式為分區(qū)式，通風(fēng)方法為抽出式，風(fēng)井?dāng)?shù)量為四進(jìn)三回，綜采工作面通風(fēng)方式采用“U”型通風(fēng)。綜采工作面進(jìn)風(fēng)量小、回風(fēng)量大，造成工作面機(jī)頭段風(fēng)量較小機(jī)尾段風(fēng)量較大，配風(fēng)困難且造成安全隱患。榆家梁煤礦52211工作面地表最淺處只有10.29 m，隨工作面推采造成的采空區(qū)漏風(fēng)影響工作面的正常安全生產(chǎn)，采用均壓通風(fēng)將是解決這個(gè)問題的一個(gè)辦法。

2 均壓通風(fēng)

均壓通風(fēng)是指采用通風(fēng)技術(shù)措施，調(diào)節(jié)漏風(fēng)風(fēng)路兩端的風(fēng)壓差，使之減小或趨于零，使漏風(fēng)量降至最小的通風(fēng)方法。

2.1 工作面漏風(fēng)

隨工作面的推采，工作面地表塌陷裂縫會(huì)造成漏風(fēng)。圖1為“U”型通風(fēng)方式下綜采工作面漏風(fēng)示意圖。

圖1 “U”型通風(fēng)方式下綜采工作面漏風(fēng)示意圖

在漏風(fēng)嚴(yán)重的情況下，采空區(qū)成了工作面的進(jìn)風(fēng)通道，一部分漏風(fēng)經(jīng)進(jìn)風(fēng)順槽串入其它用風(fēng)地點(diǎn)；另一部分漏風(fēng)經(jīng)回風(fēng)巷進(jìn)入總回大巷，給礦井安全生產(chǎn)帶來極大的隱患。

2.2 均壓通風(fēng)技術(shù)

采用均壓減少采空區(qū)漏風(fēng)主要是通過設(shè)置調(diào)壓裝置或調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，改變工作面空氣壓力的分布狀態(tài)，盡可能減小或消除漏風(fēng)通道兩端的風(fēng)壓差，從而達(dá)到減小或消除漏風(fēng)的目的。均壓技術(shù)管理復(fù)雜，技術(shù)含量較高，如果控制不當(dāng)，不僅達(dá)不到防漏風(fēng)的效果，還可能加重漏風(fēng)，造成嚴(yán)重后果。

采煤工作面地表塌陷，利用地表回填堵漏的方法不能解決問題時(shí)，采用均壓方式可以減少采空區(qū)漏風(fēng)，增加綜采工作面進(jìn)風(fēng)順槽風(fēng)量，而且可防止工作面有害氣體超標(biāo)及保證足夠的風(fēng)量。圖2為“U”型通風(fēng)方式下綜采工作面均壓通風(fēng)示意圖。

圖2 “U”型通風(fēng)方式下綜采工作面均壓通風(fēng)示意圖

從工作面風(fēng)流系統(tǒng)圖中可以看出，工作面的進(jìn)風(fēng)量幾乎全部是由均壓通風(fēng)機(jī)來提供，漏風(fēng)量較小。該系統(tǒng)中風(fēng)機(jī)的供風(fēng)量必須滿足工作面的需風(fēng)量，用調(diào)節(jié)風(fēng)窗來調(diào)整工作面的回風(fēng)量以及壓力，使工作面的回風(fēng)量等于或接近進(jìn)風(fēng)量，采空區(qū)漏風(fēng)通道兩端的壓差降低或接近零。

2.3 均壓通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用

52211工作面位于榆家梁井田中南部，地屬石窩溝村和青草溝村，工作面長(zhǎng)度為351.6 m，推進(jìn)長(zhǎng)度為3 906 m。52211綜采工作面從切眼開始有青草溝貫穿整個(gè)工作面，最薄基巖為10.29 m，地面塌陷回填難度大，從工作面中部漏風(fēng)到機(jī)尾2 300 m3/min，漏風(fēng)到機(jī)頭1 400 m3/min，造成工作面風(fēng)流紊亂。

實(shí)施步驟：①按照設(shè)計(jì)要求將兩臺(tái)相同能力的2×75 kW均壓風(fēng)機(jī)(實(shí)測(cè)單臺(tái)風(fēng)機(jī)風(fēng)量為1 700～1 900 m3/min)并排安裝在52211運(yùn)順機(jī)頭，在風(fēng)機(jī)位置施工一道0.5 m磚閉和風(fēng)機(jī)自動(dòng)切換風(fēng)道；②通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整前，在52211輔運(yùn)繞道施工4道4.2 m×2.8 m的行車風(fēng)門，在52211回風(fēng)措施巷施工3道3.7 m×2.7 m的行車風(fēng)門，風(fēng)門保持開啟狀態(tài)；且在回風(fēng)巷安設(shè)1 m×2 m調(diào)節(jié)風(fēng)窗進(jìn)行壓力調(diào)整；③均壓風(fēng)機(jī)進(jìn)回風(fēng)風(fēng)門處安設(shè)開關(guān)報(bào)警裝置，并利用監(jiān)控系統(tǒng)能遠(yuǎn)程啟動(dòng)；④采用均壓通風(fēng)時(shí)，工作面進(jìn)風(fēng)主要由均壓風(fēng)機(jī)提供，均壓風(fēng)機(jī)要求一臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)、一臺(tái)備用，均壓風(fēng)機(jī)必須實(shí)現(xiàn)“三專兩閉鎖”，并且必須實(shí)現(xiàn)“自動(dòng)切換”功能，當(dāng)主要運(yùn)轉(zhuǎn)風(fēng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)，能自動(dòng)切換到備用風(fēng)機(jī)；同時(shí)工作面安設(shè)有風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行后語音報(bào)警裝置；⑤均壓措施的啟動(dòng)。下達(dá)工作面斷電、撤人命令，安排專人啟動(dòng)均壓風(fēng)機(jī)，同時(shí)關(guān)閉52211輔運(yùn)和52211回風(fēng)措施巷的風(fēng)門，此時(shí)52211工作面均壓系統(tǒng)初步形成，待測(cè)風(fēng)員根據(jù)風(fēng)量分配計(jì)劃對(duì)52211回風(fēng)措施巷的調(diào)節(jié)風(fēng)窗斷面進(jìn)行調(diào)整，確保風(fēng)量與計(jì)劃保持一致；⑥當(dāng)均壓風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，風(fēng)門看護(hù)人員立即打開52211輔運(yùn)3聯(lián)巷和52211輔運(yùn)3-4聯(lián)巷的風(fēng)門，并通知52211回風(fēng)措施巷的風(fēng)門看護(hù)人員打開52211回風(fēng)措施巷的風(fēng)門，然后匯報(bào)調(diào)度室，52211工作面恢復(fù)負(fù)壓通風(fēng)，如圖3所示。

安全注意事項(xiàng)：①均壓系統(tǒng)設(shè)施未按照設(shè)計(jì)施工或布置不合理，均壓設(shè)施施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，均壓系統(tǒng)穩(wěn)定性差，造成均壓系統(tǒng)紊亂，均壓區(qū)域壓力失衡；②均壓風(fēng)機(jī)未按照要求檢修、維護(hù)，設(shè)備穩(wěn)定較差，故障率高，易對(duì)均壓系統(tǒng)造成破壞，無法提供所需壓力和風(fēng)量，均壓區(qū)域壓力回失衡；③測(cè)風(fēng)員未定期對(duì)均壓設(shè)施內(nèi)外壓力進(jìn)行測(cè)定，無法準(zhǔn)確掌握均壓區(qū)域壓力變化情況，均壓區(qū)域易出現(xiàn)壓力失衡，氣體外溢；④測(cè)風(fēng)員沒有根據(jù)均壓區(qū)域與采空區(qū)壓力均衡度來調(diào)試風(fēng)機(jī)風(fēng)壓，導(dǎo)致均壓系統(tǒng)壓力失衡；⑤未將均壓系統(tǒng)調(diào)整方案和安全技術(shù)措施貫徹到位，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員無法確認(rèn)均壓設(shè)施的重要性，設(shè)施被損壞，均壓區(qū)域易出現(xiàn)壓力失衡，氣體外溢。

a-調(diào)整后通風(fēng)系統(tǒng)；b-調(diào)整前通風(fēng)系統(tǒng)圖3 52211綜采工作面的均壓通風(fēng)示意圖

3 均壓數(shù)據(jù)及效果評(píng)估

52211綜采工作面采用均壓通風(fēng)前后各項(xiàng)參數(shù)見表1。

表1 52211綜采工作面均壓通風(fēng)前后參數(shù)比較

通過上述測(cè)定數(shù)據(jù)可以看出，采用均壓通風(fēng)技術(shù)后，工作面進(jìn)、回風(fēng)量基本一致，保證了工作面正常安全回采。

4 結(jié)語

均壓通風(fēng)是解決淺地表煤層回采工作面漏風(fēng)的有效方法之一，能保證工作面風(fēng)量，減少采空區(qū)漏風(fēng)，確保礦井安全高效生產(chǎn)。