康守海 沈忠武 米會(huì)超

（1.中煤集團(tuán)山西華昱能源有限公司，山西 朔州 036900；2.鐵煤集團(tuán)煤氣發(fā)開利用公司，遼寧 調(diào)兵山 112700)

南陽(yáng)坡煤礦年產(chǎn)量300萬(wàn)t，隨著該礦進(jìn)入大產(chǎn)量時(shí)期，為滿足采掘接替需要，各采區(qū)順槽掘進(jìn)長(zhǎng)度在1000m以上、局部通風(fēng)距離超過(guò)1000m的長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面日益增多，巷道距離的增加同時(shí)也要求局扇必須提供相應(yīng)風(fēng)量保證安全生產(chǎn)，加之該礦為高瓦斯礦井，掘進(jìn)工作面瓦斯涌出量較高。因此，單巷掘進(jìn)長(zhǎng)距離供風(fēng)技術(shù)顯得尤為重要。

1 地質(zhì)概況

該礦主采4#煤層屬于低透氣、強(qiáng)吸附性、難抽放煤層。井田內(nèi)高瓦斯區(qū)域掘進(jìn)巷道普遍采用雙風(fēng)筒供風(fēng)，局部通風(fēng)機(jī)兩用兩備，型號(hào)為FBDNo7.1/2*45kW，配套風(fēng)筒Φ1m。該礦北風(fēng)井西翼、東翼采區(qū)五年規(guī)劃內(nèi)的采煤工作面順槽走向設(shè)計(jì)長(zhǎng)度普遍在1000m以上，最長(zhǎng)的約為1200m。

2 長(zhǎng)距離供風(fēng)技術(shù)應(yīng)用方案

由于井田內(nèi)4#煤層瓦斯含量較高，在長(zhǎng)距離掘進(jìn)過(guò)程中，經(jīng)常出現(xiàn)因迎頭風(fēng)量不足、回風(fēng)流瓦斯?jié)舛雀邔?dǎo)致掘進(jìn)速度減慢，嚴(yán)重影響全礦正常采掘銜接。目前，該礦超長(zhǎng)距離煤巷掘進(jìn)普遍采用雙巷掘進(jìn)局部風(fēng)機(jī)前移的方式進(jìn)行工作面供風(fēng)，但該種縮短通風(fēng)距離的方式存在太多缺點(diǎn)：（1）增加了輔助巷道的工程量；（2）增加倒風(fēng)機(jī)及附屬設(shè)備的工作量；（3）增加了全壓配風(fēng)量，影響采區(qū)采掘風(fēng)量銜接。

2.1 掘進(jìn)巷道施工距離、瓦斯涌出及配風(fēng)的關(guān)系

根據(jù)4#煤層高瓦斯區(qū)域原始瓦斯含量、巷道布置斷面、平均掘進(jìn)速度等基本參數(shù)及實(shí)際瓦斯涌出情況，得出該礦掘進(jìn)巷道施工距離、瓦斯涌出量及配風(fēng)需求之間的基本關(guān)系，見表1。

表1 掘進(jìn)巷道施工距離、瓦斯涌出與配風(fēng)關(guān)系表

由上表可得出以下結(jié)論：4#煤層高瓦斯區(qū)域掘進(jìn)巷道瓦斯涌出量及配風(fēng)量隨施工距離推進(jìn)而增加，因落煤瓦斯量基本保持不變，故增加瓦斯量可等同為煤壁瓦斯涌出增加量。

2.2 掘進(jìn)工作面長(zhǎng)距離供風(fēng)需要解決的問(wèn)題

根據(jù)掘進(jìn)工作面瓦斯涌出分源預(yù)測(cè)及表1可知，在原始瓦斯含量、巷道斷面和割煤速度保持不變的情況下，長(zhǎng)距離掘進(jìn)巷道主要的瓦斯涌出量增加部分為煤壁涌出量，因此需要保證足夠的供風(fēng)量。局部通風(fēng)機(jī)功率的增大，則不可避免帶來(lái)風(fēng)機(jī)尺寸、配套移變額定電壓及電動(dòng)機(jī)級(jí)數(shù)的變化，因此需要保證風(fēng)機(jī)的附屬設(shè)備的配套選型。

2.3 國(guó)內(nèi)局部通風(fēng)機(jī)型號(hào)、技術(shù)理論參數(shù)、附屬設(shè)施設(shè)備配套情況對(duì)比選型

（1）風(fēng)機(jī)選型

經(jīng)國(guó)內(nèi)局部通風(fēng)機(jī)生產(chǎn)單位及煤礦使用單位調(diào)研、討論，可供4#煤層高瓦斯掘進(jìn)工作面采用的風(fēng)機(jī)型號(hào)有3種，具體技術(shù)性能參數(shù)對(duì)比情況見表2。

表2 局部通風(fēng)機(jī)選型參數(shù)對(duì)比情況表

目前，該礦采用的風(fēng)機(jī)型號(hào)為FBDNo7.1/2×45kW，相對(duì)于該種型號(hào)風(fēng)機(jī)，將后兩種型號(hào)風(fēng)機(jī)稱為大功率風(fēng)機(jī)。

（2）風(fēng)機(jī)及配套風(fēng)筒有效供風(fēng)距離計(jì)算

三種不同型號(hào)風(fēng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)風(fēng)壓分別為5600Pa，5840Pa和7100Pa，通過(guò)計(jì)算可知，三種不同型號(hào)風(fēng)機(jī)配套選型1m風(fēng)筒的最遠(yuǎn)額定供風(fēng)距離和有效供風(fēng)距離均可基本確定，具體見表3。

表3 風(fēng)機(jī)選型配套1m風(fēng)筒供風(fēng)距離對(duì)比表

通過(guò)分析計(jì)算可知，相對(duì)于45kW風(fēng)機(jī)，功率為55kW和75kW的風(fēng)機(jī)最大額定供風(fēng)量增大150～430m3/min，全壓增大 300～2000Pa。若配套選用1m風(fēng)筒，則相對(duì)于45kW風(fēng)機(jī)，功率為55kW和75kW的風(fēng)機(jī)有效供風(fēng)距離分別增加600m和800m。對(duì)于功率為75kW的風(fēng)機(jī)，因風(fēng)機(jī)出口直徑大于1m，故Φ1m的風(fēng)筒不能滿足要求，若采用Φ1.2m風(fēng)筒，則巷道斷面尺寸需進(jìn)行擴(kuò)大設(shè)計(jì)。

3 型號(hào)2×55kW風(fēng)機(jī)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

鑒于大功率風(fēng)機(jī)試驗(yàn)的工程量較大，通風(fēng)部門決定對(duì)N2103回順修巷工作面進(jìn)行初次試驗(yàn)，若效果較好，則進(jìn)行延伸掘進(jìn)。2015年3月，于N2103回風(fēng)順槽首次試驗(yàn)使用FBD-No8.0/2×55kW大功率風(fēng)機(jī)，并配套使用Φ1000mm風(fēng)筒。N2103回順設(shè)計(jì)長(zhǎng)度1200m，其中復(fù)用N2105進(jìn)風(fēng)順槽修巷距離500m，切眼反掘距離約150m。

試驗(yàn)結(jié)果可知，工作面55kW風(fēng)機(jī)初次供風(fēng)距離600m，出口風(fēng)量約為1700m3/min；6月底貫通時(shí)，終端供風(fēng)距離1200m，出口風(fēng)量約為1400m3/min，回風(fēng)量約 1700m3/min，可滿足 13.6m3/min的瓦斯涌出需求。超出預(yù)期目標(biāo)。經(jīng)濟(jì)效益上，N2103回順的55kW風(fēng)機(jī)的選型應(yīng)用，成功完成了N2103回順延伸段的掘進(jìn)施工，避免了N2105外圈巷道修巷所造成的工程損耗。N2103回順的55kW風(fēng)機(jī)的選型應(yīng)用及時(shí)完成了N2103工作面的貫通，保證了N2103工作面的正?；夭摄暯印?/p>

4 結(jié)論

南陽(yáng)坡煤礦高瓦斯礦井決定引進(jìn)大功率風(fēng)機(jī)供風(fēng)技術(shù)，來(lái)解決高瓦斯區(qū)域掘進(jìn)工作面長(zhǎng)距離供風(fēng)問(wèn)題。相對(duì)于45kW風(fēng)機(jī)，功率為55kW和75kW的風(fēng)機(jī)最大額定供風(fēng)量增大150～430m3/min，全壓增大300～2000Pa，有效供風(fēng)距離分別增加200m和500m。但對(duì)于功率為75kW的風(fēng)機(jī)，Φ1m的風(fēng)筒不能滿足要求，因此選用功率為55kW的風(fēng)機(jī)。

N2103回順2×55kW風(fēng)機(jī)的初次應(yīng)用，供風(fēng)壓力、終端風(fēng)量、終端供風(fēng)距離均超出預(yù)期要求，能夠滿足2500m長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面的供風(fēng)需求，F(xiàn)BD-No8.0/2*55kW大功率風(fēng)機(jī)選型基本成功。