李永利

(山西陵川崇安關(guān)嶺山煤業(yè)有限公司，山西 晉城 048300)

山西陵川崇安關(guān)嶺山煤業(yè)有限公司位于晉城陵川縣楊村鎮(zhèn)嶺北底村，2009年煤礦兼并重組后礦區(qū)總面積7.19km2，工業(yè)資源/儲量為34553.9kt，設計資源/儲量為28218.1kt，礦井設計可采儲量為17168.5kt，生產(chǎn)規(guī)模為60萬t/a，批準開采2、3、15號煤層。煤礦井下經(jīng)常因通風和各種災害需要將井下巷道密閉起來，特別是在高突瓦斯礦井和有煤炭自然發(fā)火的井巷需要密閉時，要求時間盡量短，速度盡量快，并且有瓦斯煤塵爆炸時既不能傷人也不能因密閉墻崩塌而二次傷人。因此基于快速密閉墻的構(gòu)建需要，同時考慮傳統(tǒng)密閉墻存在的問題，研制一種既能立刻封閉又能卸壓防爆的密閉墻是非常有意義的。

1 傳統(tǒng)密閉墻存在的問題分析

傳統(tǒng)臨時密閉墻的作用是暫時遮斷風流，防止火勢發(fā)展。該礦的傳統(tǒng)臨時密閉墻是用浸濕的帆布、料石、木板或木板夾黃土等構(gòu)筑而成，在實踐應用過程當中存在著以下問題：

（1）料石、立柱等在修正和安裝過程中容易發(fā)生傷人的安全隱患。

（2）傳統(tǒng)密閉墻的抗壓能力比較弱。料石、木板、黃土等都是剛性材料，構(gòu)建的密閉墻通風設施容易發(fā)生垮落、開裂等現(xiàn)象，造成了密閉墻的漏風，需要經(jīng)常進行維修作業(yè)。

（3）山西陵川崇安關(guān)嶺山煤業(yè)井下掘進巷道為直墻半圓拱形，寬度5.8m，高度3.5m，斷面面積為16.8m2。傳統(tǒng)密閉墻通風設施的構(gòu)建和拆除都極為不便，存在嚴重的安全隱患。

2 巷道快速密閉墻技術(shù)及裝備的設計

基于以上情況，該礦與陽泉新鑫科技研究所聯(lián)合開發(fā)了用于煤礦生產(chǎn)搶險救援的“巷道快速密閉墻技術(shù)及裝備”。該技術(shù)及裝備為一種通風設施，主要用于煤礦井下通風系統(tǒng)調(diào)改風量、堵截巷道風流、封閉采空區(qū)、密閉災區(qū)等。巷道快速密閉墻技術(shù)及裝備屬瓦斯煤塵爆炸防治技術(shù)和瓦斯事故應急救援技術(shù)，能封閉采空區(qū)和災區(qū)，救護人員可通過該裝置進出災區(qū)探明災情，發(fā)生災情時能隔斷爆炸火源，預防瓦斯災情擴大，同時保護密閉區(qū)不被破壞，保障通風系統(tǒng)可靠和穩(wěn)定。

2.1 基本結(jié)構(gòu)分析

通過檢索，目前最先進的快速防爆卸壓密閉為板墻上噴沫塑料，缺點是密閉厚度薄，漏風量大，不堅固，服務壽命短，抗災能力差，甚至影響日常通風工作，成為安全隱患。根據(jù)理論研究分析、設計實踐、實際施工、初步工業(yè)性試驗和煤礦實際應用，巷道快速密閉墻技術(shù)及裝備的開發(fā)是可行的。

該巷道快速密閉墻設備的基本結(jié)構(gòu)由鋼管骨架、卸壓密閉鋼板（鋼管骨架一端）、集氣罩和防火網(wǎng)（鋼管骨架另一端）三大部分構(gòu)成，整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 巷道快速密閉墻示意圖

其中鋼管骨架為穿越密閉墻中部的大直徑鋼管通道，如圖2所示。

圖2 巷道快速密閉墻設備基本結(jié)構(gòu)

2.2 工作原理

通過強力支護在巷道形成的段落空間中，利用高分子化學密閉材料進行填充形成墻體，起到隔絕密閉的作用。在通道鋼管的兩端頸部設有一道防護罩、防火金屬網(wǎng)和卸壓密閉鋼板，在非密閉區(qū)一側(cè)的端口上設置有卸壓密閉鋼板，在密閉區(qū)側(cè)安裝有氣樣、溫度等探測孔，可以實現(xiàn)密閉通道、日常檢測和防護等多樣化功能。

2.3 技術(shù)路線分析

（1）選用高強度腳手架和吸收沖擊波化學高分子材料，以及具有防爆卸壓功能的自動閉合蓋，特別是密閉區(qū)內(nèi)若出現(xiàn)爆炸火焰外泄，可通過防火網(wǎng)徹底隔絕，杜絕災情擴大，提高礦井的防災和抗災能力。

（2）該技術(shù)及設備已在河北等地使用，特別是在井下火災治理過程中效果顯著。

（3）達到煤礦通風質(zhì)量標準中的永久密閉墻標準→選擇密閉墻位置→掏糟→搭腳手架→固定防爆卸壓管→兩腳手架內(nèi)側(cè)上擋板→充填黃土或高分子化學材料→實現(xiàn)目標。

2.4 技術(shù)優(yōu)點

（1）該快速密閉墻技術(shù)及裝備的質(zhì)量可達到永久密閉墻質(zhì)量標準，施工時間僅為永久密閉墻施工時間的1/9～1/6，大幅度節(jié)約了施工時間，創(chuàng)造了較好的經(jīng)濟安全效益。

（2）該快速密閉墻技術(shù)及裝備中應用的金屬管道、端頭蓋、擋板等進行拆裝后能回收使用，安裝、拆裝、運輸都比較方便。

（3）該快速密閉墻裝備整體上比較輕便、堅固，不漏氣，可以長時間使用。

（4）該快速密閉墻裝備使用的端頭蓋具有防止爆炸、隔斷火焰、抗沖擊波的作用，一定程度上可以降低安全事故發(fā)生后的損害，提高抗災防災能力，在處理巷道瓦斯爆炸、煤層自燃時的應用效果較好。

2.5 技術(shù)指標

（1）該技術(shù)設備的適用性廣，可應于各種斷面及各類復雜的巷道中。

（2）該技術(shù)設備具有防水、阻燃、抗靜電等性能特點。

（3）該技術(shù)設備設有順穿密閉區(qū)的開閉可控制的大直徑鋼管通道，在有需要時可以開通密閉區(qū)進入災區(qū)查明相關(guān)事故情況。

（4）該技術(shù)設備漏風情況近于零值，密閉墻的構(gòu)筑時間短，在0.5～3h內(nèi)可以快速實現(xiàn)密閉墻的構(gòu)筑。

整體來講，該巷道快速密閉墻技術(shù)及裝備優(yōu)于傳統(tǒng)密閉墻，具有工期短、功能多等優(yōu)點，適合在搶險救災中推廣應用，具有很高的安全和經(jīng)濟效益。

3 巷道快速密閉墻技術(shù)的應用及效果分析

3.1 在瓦斯引燃事故中的應用

2014年4 月，關(guān)嶺山煤業(yè)重組的基建礦井發(fā)生了電焊引燃瓦斯的重大事故，掘進大巷斷面16.8m2巷道著火50余米，火煙2m，每封堵一次，火煙向外延伸一次，15d未能封閉。

此時，針對掘進大巷斷面的情況采用巷道快速密閉墻技術(shù)，僅用1.5h通過高分子化學密閉材料進行填充形成墻體，起到隔絕密閉的作用，封閉了掘進頭，有效地控制了火勢的蔓延，經(jīng)過3d的努力成功完成了滅火任務。

3.2 煤塵自燃事故中的應用

2016年2 月15 日，關(guān)嶺山煤業(yè)3號煤層因自燃引起工作面煤塵瓦斯爆炸，由于已構(gòu)建了巷道快速密閉墻裝備，該裝備具有防爆卸壓密閉器，因此無論是封閉過程還是火區(qū)管理過程，均未造成人員傷亡和財產(chǎn)損失，并安全、高效、快速地實現(xiàn)了搶險救災。

巷道快速密閉墻裝備能安裝到該煤礦正在使用的密閉墻上，不但解決了煤礦井巷“一通三防”日常管理中通風設施施工難、施工慢，通風密閉墻漏風，通風系統(tǒng)不穩(wěn)定等重大難題，同時該密閉墻還具有防止瓦斯爆炸、隔斷爆炸火焰、卸壓防止密閉墻損壞的作用，提高了“一通三防”的管理水平，增強了礦井防災能力和抗災能力。

4 總結(jié)

針對山西陵川崇安關(guān)嶺山煤業(yè)公司的實況，研制一種既能立刻封閉又能卸壓防爆的巷道快速密閉墻技術(shù)及裝備，該技術(shù)可以有效實現(xiàn)通風系統(tǒng)調(diào)改風量、堵截巷道風流、封閉采空區(qū)、密閉災區(qū)的作用。從關(guān)嶺山煤業(yè)的兩次生產(chǎn)搶險救援的實踐應用情況來看，該快速密閉墻技術(shù)應用效果良好，解決了煤礦井巷“一通三防”日常管理中通風設施施工難、施工慢，通風閉墻漏風，通風系統(tǒng)不穩(wěn)定等重大難題。