陳 旋

(山西省長治經(jīng)坊煤業(yè)有限公司， 山西 長治 047100)

1 前言

3-807工作面位于經(jīng)坊煤業(yè)八采區(qū)，底板標高+470～+560m，工作面傾向長200m，走向長1 968m，煤層平均厚度6.3m，煤層傾角2°～6°，煤層為黑色、塊狀、粉末狀，以亮煤為主，賦存穩(wěn)定。工作面直接頂為泥巖，厚度1.28m，基本頂為砂巖，厚度6.83m；直接底為泥巖，厚度0.57m，基本底為細粒砂巖，厚度2.93m。工作面最大涌水量預(yù)計120m3/h，工作面正常涌水量預(yù)計80m3/h。工作面采用走向長壁后退式綜合機械化放頂煤工藝回采，采用全部垮落法控制頂板，工作面采高2.8m,放頂高度3.5m，采放比為1：1.25，底煤回收率為97%，頂煤回收率為93%，“一采一放”為一循環(huán)。

煤層無自燃傾向，工作面絕對瓦斯涌出量為15.25m3/min，噸煤瓦斯涌出量為4.9m3/t，工作面初采期間低負壓瓦斯抽采濃度為2.9%，瓦斯抽采標況純流量為1.23m3/min，高負壓瓦斯抽采濃度為11.16%，瓦斯抽采標況純流量為3.52m3/min，工作面配風量為3 000m3/min，回風巷道當日最大實測值為0.35%,工作面瓦斯抽采率為31.1%。

2 通風方式及通風路線

該工作面采用U型通風方式，上行通風。

新鮮風流：進風立井→北集中運輸大巷→西二集中運輸大巷→八采區(qū)運輸大巷→3- 807運輸巷道→3- 807綜放工作面

污風流：3- 807綜放工作面→3- 807回風巷道→八采區(qū)回風巷→北翼總回風巷→北翼回風立井→地面

3 工作面需風量計算

3.1 按氣象條件確定需風量

Q采=60×70%×Vcf×Scf×K采高×K采面長

(1)

式中：Q采——采煤工作面需要風量，m3/min；

Scf——采煤工作面平均有效斷面，按最大和最小控頂有效斷面的平均值計算，分別取5.663m3、4.863m2；

K采高——采煤工作面采高調(diào)整系數(shù)，根據(jù)《煤礦通風能力核定標準》(AQ 1056—2008)[1]取1.2；

K采面長——采煤工作面長度調(diào)整系數(shù)，根據(jù)《煤礦通風能力核定標準》(AQ 1056—2008)取1.4；

70%——有效通風斷面系數(shù)；

Vcf—— 采煤工作面風速，根據(jù)《煤礦通風能力核定標準》(AQ 1056—2008 )取1.5。

Q采=60×70%×Vcf×Scf×K采高×K采面長=

60×70%×1.5×(5.663+4.863)/2×2.8×1.2×1.4=1 559.7m3/min

3.2 按工作面瓦斯涌出量計算

Q采=100qCH4×K采涌

(2)

式中：qCH4——工作面回風流中平均瓦斯絕對涌出量；

K采涌——采煤工作面瓦斯涌出不均衡備用風量系數(shù)，取1.7。

工作面回風流中絕對瓦斯涌出量為15.25m3/min。參照3- 807工作面初采期間瓦斯抽采標況純流量為3.52m3/min，qCH4為11.73m3/min，則Q采為1 994.1m3/min。

3.3 按采煤工作面同時作業(yè)人數(shù)計算需風量

每人供風量約為4m3/min。則Q采為

Q采>4N

(3)

式中：N——工作面同時作業(yè)最多人數(shù),根據(jù)3- 807綜放工作面勞動組織表，零點班、四點班與八點班交接班時，工作面人數(shù)最多，為80人。

則Q采=4×80=320m3/min。

3.4 按礦用防爆柴油機車需風量

Qdl=4×Ndl×(Pdl1+Pdl2)×kdl

(4)

式中：Qdl——該地點礦用防爆柴油機車尾氣排放稀釋需風量，m3/min；

4——單位功率供風指標，取4m3/min；

Ndl——該地點礦用防爆柴油機車的臺數(shù)，防爆柴油機車臺數(shù)共2臺；

Pdl——該地點礦用防爆柴油機車的功率，共有2臺，分別為90kW、32kW；

kdl——配風系數(shù)，該地點是用1臺礦用防爆柴油機車運輸時，kdl為1.0；該地點使用2臺礦用防爆柴油機車運輸時，kdl為0.75；該地點使用3臺及以上礦用防爆柴油機車運輸時，kdl為0.5。

則Qdl為732m3/min。

綜上所述，采煤工作面需風量最大為1 994.1m3/min。

4 需風量檢驗

1) 工作面最小需風量

Qcf≥60×0.25S=

60×0.25×14.7=

220.5m3/min

(5)

2) 工作面最大需風量

Qcf≤60×4.0S=

60×4×14.7=

3 528m3/min

(6)

式中：h——采煤工作面實際采高，取2.8m；

l——采煤工作面實際寬度，取7.5m；

0.25——采煤工作面允許的最小風速，m/s；

4——采煤工作面允許的最大風速，m/s；

70%——有效通風斷面系數(shù)；

S——采煤工作面有效斷面積，S=l×h×70%=7.5×2.8×70%=14.7m2。

根據(jù)以上計算得出工作面的最小需風量為220.5m3/min，最大需風量為3 528m3/min，采煤工作面配風量滿足要求。

5 工作面瓦斯抽采

為保證3- 807綜放工作面的安全回采，現(xiàn)采用3種方法對工作面進行瓦斯抽采。

5.1 工作面預(yù)抽

工作面兩巷掘進過程中，施工工作面瓦斯抽采管路、預(yù)抽鉆孔，提前進行瓦斯抽采。在工作面回采前，當工作面瓦斯?jié)舛冗_標后，才可進行后續(xù)回采工作。

根據(jù)《煤礦瓦斯抽采基本標準》(AQ 1026—2006)的規(guī)定，日產(chǎn)量在8 000～10 000t的工作面回采時期可解吸瓦斯含量不大于4.5m3/t。

5.2 高位鉆孔抽采采空區(qū)瓦斯

高位鉆孔抽采采空區(qū)瓦斯技術(shù)就是采用沿回風巷道布置鉆場，在裂隙帶內(nèi)施工高位鉆孔抽采瓦斯,抽采半徑為1.5m。

在3- 807綜放工作面回風巷道第一個鉆孔距開切眼3m，順著回風巷道依次布置，施工395個鉆孔。運輸巷道第一個鉆孔距開切眼4.5m，施工397個鉆孔(其中運輸巷道、回風巷道各有約410m的斷層帶，未施工鉆孔)。施工工程量具體內(nèi)容見表1。

表1 施鉆工程量

由于施工過程中部分鉆孔到達一定深度時遇到矸石，所以鉆孔施工并未完全達到設(shè)計要求。

5.3 采空區(qū)瓦斯抽采

在工作面回風巷道，每隔35m布置一個抽采鉆場，第一個抽采鉆場距開切眼35m，其他鉆場每隔35m一個，共布置32個鉆場。

3- 807運輸巷道：φ325mm瓦斯管路安裝工程量1 890m。

3- 807回風巷道：φ325mm瓦斯管路安裝工程量1 922m；

φ426mm瓦斯管路安裝工程量1 930m；

φ325mm自動監(jiān)測和孔板流量計二套；

φ426mm自動監(jiān)測和孔板流量計一套；

φ325mm除渣器二套；

φ426mm除渣器一套；

φ325mm變φ108mm三通73個；

φ426mm變φ108mm三通37個；

自動放水器10個。

6 瓦斯防治

6.1 工作面上隅角瓦斯防治

(1) 端尾支護工隨工作面推進及時回撤端尾支柱，縮小控頂距。

(2) 端尾支護工當班每隔10 min要向上隅角噴壓力水一次，確保及時沖淡瓦斯。

(3) 加強瓦斯監(jiān)測，當瓦斯?jié)舛冗_到0.8%時，必須切斷電源，采取措施進行處理，否則，不得做其他任何工作。

6.2 工作面開切眼使用擋風簾管理措施

結(jié)合工作面瓦斯治理狀況，為加強3- 807綜放工作面開切眼擋風簾的安全管理，防止工作面上隅角瓦斯積聚，特制定本措施。

(1) 根據(jù)3- 807綜放工作面上隅角、回風流中瓦斯?jié)舛群侠碓O(shè)置擋風簾，稀釋采空區(qū)涌出的瓦斯，防止瓦斯積聚。

(2) 擋風簾位置設(shè)置在工作面機尾頂板完好區(qū)域內(nèi)，支護有效的區(qū)域，防止設(shè)置擋風簾時掉矸傷人。

(3) 擋風簾要使用完好的風筒布，懸掛要密實牢靠，嚴禁撕、撤擋風簾，人員經(jīng)過設(shè)置擋風簾的地點，必須及時復(fù)原狀。每班設(shè)專人檢查、維護，班后及時沖洗煤塵。嚴禁人員有意損壞擋風簾，否則將對責任者進行責任追究。

(4) 每班安排一名人員配合專職瓦檢員檢測工作面回風流、上隅角瓦斯?jié)舛?，以便采取有效措施設(shè)置風簾指導(dǎo)安全生產(chǎn)，做到班前、班中(割煤至機尾調(diào)頭時)、班后三檢測。

(5) 工作面遇到過地質(zhì)構(gòu)造帶、瓦斯涌出量異常等特殊情況時，由班長現(xiàn)場管理，提高擋風簾引導(dǎo)風流效率。

(6) 各跟班副隊長要對當班工作面通風情況、安全生產(chǎn)狀況全面掌握，發(fā)現(xiàn)影響通風狀況及時處理。

(7) 3- 807綜放工作面風流中瓦斯?jié)舛冗_到0.8%或CO2濃度超過1.5%時，必須停止工作，切斷電源，查明原因，及時進行處理。

(8) 工作面出現(xiàn)無風、微風等異常通風狀況時，跟班副隊長或班組長有下達撤人的決策權(quán)及指揮權(quán)，合理組織，撤出工作面作業(yè)人員。

7 結(jié)論

采用4種方式對工作面的通風風量進行了研究，并進行了風速核驗，3- 807工作面需風量為1 994.1m3/min；同時對3- 807工作面瓦斯防治進行了研究，對開切眼處擋風簾的使用進行了規(guī)范，為工作面的安全生產(chǎn)提供了保障。