史俊偉

（刑礦集團(tuán)凱川礦，山西 呂梁 033000）

1 基本情況

凱川礦于2013年11月建成投產(chǎn)、井田面積3.621km2，核定年生產(chǎn)能力120萬噸、為證照齊全的生產(chǎn)礦井。

礦井采用斜立混合開拓方式，主立井井筒垂深206m，裝備雙鉤箕斗，主要擔(dān)負(fù)礦井的提煤、進(jìn)風(fēng)任務(wù)；副斜井井筒裝備架空乘人裝置，主要擔(dān)負(fù)礦井的下料、提矸、進(jìn)風(fēng)和礦井人員運輸任務(wù)；回風(fēng)立井井筒垂深193m，裝備梯子間，擔(dān)負(fù)礦井回風(fēng)任務(wù)和一個安全出口。礦井通風(fēng)方式為中央分列式通風(fēng)，為低瓦斯礦井；開采煤層均為焦煤，煤層自然傾向性為II級，屬自燃煤層、煤層具有爆炸性；礦井水文地質(zhì)和地質(zhì)類型均為中等。

2 立項依據(jù)及可行性分析

在礦井生產(chǎn)過程中，為了準(zhǔn)備新水平，新采區(qū)和回采工作面，都必須掘進(jìn)大量的巷道，在掘進(jìn)巷道時，尤其是掘進(jìn)巷道距離過長，為了供給人員呼吸新鮮的空氣，稀釋掘進(jìn)工作面的瓦斯和煤塵，并創(chuàng)造良好的氣候條件，必須對掘進(jìn)工作面進(jìn)行通風(fēng)。而隨著礦井機(jī)械化程度的提高和煤礦生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，長走向的采煤工作面得到了推廣，長距離的掘進(jìn)工作面已成為局部通風(fēng)的主要工作，解決長距離通風(fēng)的問題是解決輔助掘進(jìn)的工程量實現(xiàn)工作面優(yōu)化布置的前提條件之一，也是礦井安全生產(chǎn)的可靠保障。

長距離掘進(jìn)供風(fēng)為我礦第一次，長距離供風(fēng)研究，選擇配套的局部通風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒，做到長距離局部通風(fēng)系統(tǒng)的安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)。因此，要求其掘進(jìn)長距離通風(fēng)安全裝備系列化，對于保證掘進(jìn)工作面通風(fēng)安全可靠性具有重要意義。長距離掘進(jìn)安全技術(shù)系列化是在治理瓦斯、煤塵、火災(zāi)等災(zāi)害的實踐中不斷發(fā)展起來的多種安全技術(shù)裝備，是預(yù)防與治理相結(jié)合的防止掘進(jìn)工作面瓦斯、煤塵爆炸與火災(zāi)等災(zāi)害的行之有效的綜合性安全措施。

雙巷長距離掘進(jìn)在設(shè)計方案時，確保掘進(jìn)工作面供風(fēng)量的充足，科學(xué)計算并選取合理參數(shù)，通過2016年新版《煤礦安全規(guī)程》的要求，力求達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)、高效三統(tǒng)一。

3 主要技術(shù)創(chuàng)新點：

根據(jù)5#煤層二采區(qū)雙巷同時掘進(jìn)，走向長度確定所需風(fēng)量及局部通風(fēng)機(jī)全風(fēng)壓的值在各類通風(fēng)機(jī)的特性曲線上，確定局部通風(fēng)機(jī)長距離供風(fēng)風(fēng)量充足，選擇長期運行效率較高供風(fēng)的局部通風(fēng)機(jī)。

風(fēng)筒延接方法改進(jìn)。在原有的傳統(tǒng)正反壓邊延接風(fēng)筒接口方法的基礎(chǔ)上，在每節(jié)風(fēng)筒接口處進(jìn)行反壓邊后在安設(shè)一個風(fēng)筒防脫器進(jìn)行加固，大幅度減少了風(fēng)筒接口漏風(fēng)量，同時徹底消除了風(fēng)筒因接口不牢造成的脫節(jié)現(xiàn)象。

4 詳細(xì)科學(xué)技術(shù)內(nèi)容

1）按通風(fēng)方法和最大通風(fēng)距離，選擇風(fēng)筒類型與直徑；

2）計算風(fēng)機(jī)風(fēng)量和風(fēng)筒出口風(fēng)量；

3）按掘進(jìn)巷道通風(fēng)長度變化，分階段計算局部通風(fēng)系統(tǒng)總 阻力；

4）按計算所得局部通風(fēng)機(jī)設(shè)計風(fēng)量和風(fēng)壓，選擇局部通風(fēng)機(jī)；

5）按礦井災(zāi)害的特點，綜合計算、分析，確定采用技術(shù)先進(jìn)的低噪、高效型配套安全技術(shù)裝備。

6）優(yōu)化后的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計方案

優(yōu)化方案共計三種：

1）更改局部通風(fēng)機(jī)位置，調(diào)整局部通風(fēng)系統(tǒng)。

當(dāng)運輸順槽及軌道順槽掘進(jìn)至1500m時，在運順槽及軌道順槽中間掘進(jìn)第二個橫川，在運輸順槽二橫川向外50m處和運輸順槽與輔運順槽一橫川處各建筑一組風(fēng)門，然后將輔運順槽的局部通風(fēng)機(jī)移至風(fēng)門外。運輸順槽的回風(fēng)經(jīng)二橫川至軌道順槽二橫川外段，與軌道順槽的回風(fēng)匯合共用二橫川外段的巷道，回至回風(fēng)大巷。

2）更換大功率局部通風(fēng)機(jī)和大直徑風(fēng)筒。

更換大功率局部通風(fēng)機(jī)，配備大直徑的風(fēng)筒，從而增加掘進(jìn)工作面的供風(fēng)量，以達(dá)到降低掘進(jìn)工作面的瓦斯?jié)舛鹊哪康摹?/p>

兩種方案對比，如選用第二種方案，即更換大功率局部通風(fēng)機(jī)和大直徑風(fēng)筒，此種方案比較傳統(tǒng)，使用的大功率局部通風(fēng)機(jī)和大直徑風(fēng)筒費用較高，風(fēng)筒數(shù)量較多，無法保證風(fēng)筒的漏風(fēng)率，且日常管理工作繁多。故采用第一種方案，即更改局部通風(fēng)機(jī)位置，調(diào)整局部通風(fēng)系統(tǒng)，這種方案比較創(chuàng)新，經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠。如果采用第一種方案無法達(dá)到降低瓦斯?jié)舛鹊哪康?，可在更改局部通風(fēng)機(jī)位置的方案的基礎(chǔ)上更換大功率局部通風(fēng)機(jī)和大直徑風(fēng)筒。

3）效果分析及注意事項。

本次只選用了通過更改局部通風(fēng)機(jī)位置，調(diào)整局部通風(fēng)系統(tǒng)的方案在運輸順槽與軌道順槽雙巷掘進(jìn)期間的應(yīng)用，并有如下效果。（1）增加了迎頭的供風(fēng)量，降低掘進(jìn)工作面回風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛?，由原?.12%～0.10%降低至0.04%～0.03%，效果明顯；（2）減少風(fēng)筒使用量，節(jié)約了材料費用，減少了日常維護(hù)風(fēng)筒的工作量，做到了經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠；（3）風(fēng)筒數(shù)量減少，風(fēng)筒漏風(fēng)率降低，保證了掘進(jìn)工作面的有效供風(fēng)，改善了因風(fēng)量不足造成的工作環(huán)境溫度高、粉塵大、能見度低等工作條件。

5 經(jīng)濟(jì)效益分析

1）滿足了長距離掘進(jìn)巷道所需要風(fēng)量，節(jié)省3000米風(fēng)筒，及所需大功率局部通風(fēng)機(jī)，日常風(fēng)筒維護(hù)人員及精力。大幅度節(jié)省了人力、物力、財力。

2）經(jīng)與相關(guān)廠家溝通，一套大功率2x28KW局部通風(fēng)機(jī)售價3.8萬，3000米風(fēng)筒價格預(yù)算在10.5萬，此次雙巷長距離供風(fēng)方案的應(yīng)用，共節(jié)約資金約14.3萬元，經(jīng)濟(jì)效果明顯。

6 社會效益分析

經(jīng)過此次長距離掘進(jìn)巷道供風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用，解決礦井掘進(jìn)期間的遠(yuǎn)距離供風(fēng)問題，保證掘進(jìn)工作面的安全生產(chǎn)，為下一步雙巷掘進(jìn)更長距離的供風(fēng)提供了有力依據(jù)。

7 推廣應(yīng)用情況

凱川礦雙巷長距離掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，解決礦井雙巷同時掘進(jìn)期間的遠(yuǎn)距離供風(fēng)問題，保證掘進(jìn)工作面的安全生產(chǎn)，為下一步雙巷掘進(jìn)更長距離的供風(fēng)提供了有力依據(jù)。還解決了掘進(jìn)施工中搬家多，勞動強度大，貫通多，施工復(fù)雜的問題，提高了勞動效率，促進(jìn)了安全生產(chǎn)，大幅度地降低了萬噸掘進(jìn)率，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀，為今后礦井發(fā)展創(chuàng)造了有利條件，社會效益顯著。