煤矿井下控风方法创新实践

2022-05-14 10:25:02 | 浏览次数：

【摘要】矿井通风系统是煤矿井下正常生產的重要组成部分，通风系统根据生产接续变化而变化时经常需要通过增阻或减阻等方法来调节不同地点的风速风量，进而使系统合理达标。大柳塔煤矿的测风员在多年的调风实践过程中总结出了许多实用而简便的调风控风方法，使得井下的风量调配更加迅速准确，通过总结这些好的方法将帮助更多矿井有效控风。

【关键词】煤矿；控风；实践；高效

大柳塔矿是神华神东煤炭集团下属的国内知名现代化矿井，2014和2015年核定生产能力均超过3000万吨，连续17年获得安全高效矿井的称号，可见其生产能力在国内首屈一指。目前大柳塔矿有两支通风队伍，分别负责大柳塔井和活鸡兔井的“一通三防”工作，在过去的几年内，矿井的产量不断提高，平均一年回采完一个综采工作面，使用快速掘进设备后2个月完成一个备采面的掘进准备工作，因此通风系统变化和调整的较为频繁，但两个通风队的人员不断摸索，及时总结，出色地完成了每一次的风量调配工作，也具有了过硬的规划和构筑控风设施和能力。下面将大柳塔矿两个通风队工作中自我创新设计的各类控风设施进行系统全面的介绍。

1、综采工作面控风设施介绍

1.1 52302综采工作面回风巷临时控风设施

1.1.1 52302综采工作面简介

52302综采工作面北侧为52303工作面（已回采），南侧为实体煤，西侧靠近52煤辅运大巷，东侧靠近井田边界；工作面对应上覆为大柳塔井22煤22304、22305综采采空区及月牙渠煤矿。工作面煤层自切眼至回撤通道为宽缓单斜构造，底板标高为985.55～1019.36m，最大相对高差为33.8m。工作面平均煤厚7.15m，回采率为93%，设计采高为6.6m，回采煤量为1150万吨。工作面利用白家渠主扇全风压风量供风，通风方式为U型后推式上行通风，其中52302运顺和52301回风巷为进风巷道，52302回风巷为回风巷到，52302运顺兼做煤炭运输巷道。

1.1.2 52302综采工作面回风巷控风设施介绍

52302综采工作面可采推进长度为4484.64m，回采至中段时由于52301切眼贯通，需增加700 m3/min的配风量。此时52302综采工作面回风量为3068 m3/min，而根据《煤矿安全规程》和《安全生产管理制度汇编》中的有关规定，工作面的实际需风量按照瓦斯、二氧化碳涌出量和爆破后的有害气体产生量以及工作面气象、风速和人数等规定分别进行计算，然后取最大值。经计算可知工作面风量为2660.54m3/min使即可满足要求，因此可以通过增阻法来调节风量以满足要求。具体做法为：在52302回风巷4-5联巷（回撤通道后1各联巷处）施工一道调节密闭，然后通过增加控风板或皮带挡风帘达到所需风量。调节密闭是由两道240mm厚，1600mm宽的红砖靠两帮砌筑而成，52302回风巷道为6.02m宽，所以中间留有2820mm宽的行人行车通道，而控风板是通风队制作的200mm宽，3100mm长的薄木板，皮带帘则是通风队用废旧运输皮带根据过风口宽度切割出来的，尺寸为3200mm长，400mm宽、20mm厚。危不影响行人和通车，安设控风板和挡风帘时从上往下依次进行，这次控风实际上只使用了6块控风板就足够了，此时的回风量为2682m3/min。而控风板下方还留有3000*2820的行人行车和过风通道。这些设施随着回采的接近和通风阻力的变化而变化，例如回采至14联巷时工作面风量有所增加，于是又加设了一块控风板，使回风量维持在2700m3/min左右。

1.2 52505备采工作面回风巷口临时控风设施

1.2.1 52505备采工作面简介

52505备采面回采位于大巷东侧，井田边界以西，南侧为52504工作面（未形成），北侧为未开发实煤体。地面标高1083.4～1229.3m，底板标高981.32～1032.76m，工作面平均煤厚7.2m，回采率为93%，设计采高为6.7m，工作面地质储量1191.46万吨，回采煤量为1108.1万t。工作面主要含水层为上覆中下侏罗统延安组J1-2y裂隙承压水，含水层岩性主要为各类砂岩，整体富水性弱，但厚度大且局部裂隙发育处富水，对工作面回采有一定影响。掘进工作由连采八队负责，回风巷设计长度为4408m，于2015年6月贯通，2015年12月开始试生产，预计服务年限为12.34个月。

1.2.2 52505备采面回风巷口控风设施介绍

52505备采面形成后由于距离白家渠进、回风井口近，回风风量达到2115 m3/min，远大于配风计划的风量：1159 m3/min，这使得与之相邻的52506回风巷掘进面全风压风量不足，局部通风机有吸循环风的危险，所以大柳塔矿通风队人员在该备采面的回风口创新使用了可调控风设施进行封堵，以便于如今和日后风量的灵活调节。这里的可调控风设施和之前52302回风巷的控风设施类似，也是由固定和可调节的两部分组成，固定部分是红砖砌筑的四个边框，平均宽度600mm，厚为400mm，其中上下边框都在中间留有150mm的凹槽，用来安插可调节部分的控风门板。这次试用的控风门板都是用井下之前使用过的废旧风门加工而来，并重新打磨上漆，并编号，这些门板都裁剪成2500mm高，其中最宽的门板宽为1100mm，最窄的只有200mm，而且边框的槽足够宽，门板重叠放置在一起也活动自如，毫不卡阻。初次调节时使用了7块宽度不一的调节风板，只留了800mm宽的过风口，使备采面风量将为1202 m3/min，其他用风地点的风量也都满足要求了。此控风设施的示意图见图2：

4个月后，该工作面开始回采生产，于是将回风口的可调风板全部拆除，只留边框，使得回风量变为2668 m3/min，大于计划风量：2318 m3/min，于是增加一块800mm宽的调节风板，风量即降为2406 m3/min，满足要求。

2、连采队控风设施介绍

2.1 52504回风巷掘进面简介

52504回风巷巷道位于52煤辅运大巷以东，井田边界以西，F2断层北侧，南侧为F2断层，北侧为未开发实体煤。设计掘进区域地面位置位于D188和J168孔连线的南侧，D180和J169孔连线的北侧。设计巷道在52煤层中，煤层直接顶厚0～2.8m，以泥岩为主，靠近切眼处相变为粉砂岩，直接底以粉砂岩、泥岩为主。52504回风巷在本次掘进中用作运输巷道，兼作供电、进水、排水巷道；调车硐室为了方便行人、行车而设计。掘进完毕后52504回风巷作为52504综采工作面的回风顺槽。设计长度为52504回风巷：4432m，调车硐室及水仓：330m。掘进时采用掘锚机落煤，桥式转载机运煤，再经过系统皮带运输到地面。工作面的浮煤人工清理。选用一台MB670/163型掘锚机来完成割煤、装煤和支护工序。从而形成掘进工作面割煤、装煤、运煤、支护、材料设备搬移等工序全部机械化作业的施工方法。掘进工作面采用“长压短抽”的通风方式，采用一台压入式局部通风机保证工作面正常通风，另外安装一台抽出式湿式除尘风机降低工作面粉尘浓度并配合压入式风机通风。局部通风机和启动装置必须安设在全风压系统进风巷道风流中，距巷道回风口大于10m，离地高度大于0.3m，挂牌管理，专人负责。通风系统风流流动路径为：进风流：白家渠进风立井→52煤辅运大巷→52煤辅运大巷延伸段→局部通风机→掘进工作面。污风流：工作面乏风流→52504回风巷→52504回撤通道→52504运顺→52煤回风大巷→白家渠回风立井→地面。工作面风流设设施布置见图3。

2.2 52504回风巷掘进工作面控风设施介绍

由上可知，52504回风巷掘进时回风通过52504回撤通道进入52504运输巷道，而且连采六队的运顺皮带也从这里通过，2015年上半年期间，由于连采一队的回风也通过52504回撤通道，所以此处的控风设施上除了留有皮带过洞，还有2.7m高，0.95m宽的回风口，总回风量达到：1854 m3/min，后来连采一队的回风独立出去，此处只是连采六队的回风，所以需要堵塞皮带过洞旁边的回风过洞，但在多次尝试后发现，皮带过洞的回风量就达到了618 m3/min，所以需要将回风过洞堵塞至320mm高即可，但此处还是皮带检修人员的必经之路，留下300mm的过洞将给人员通行造成极大不便，于是通风队人员创新地在过洞中间立起一根截面积为200*200mm的木柱，然后将0.8m以上的过洞用0.8m的控风板堵死，0.8m以下的空间只堵立柱靠皮带侧的一半，而将另一半作为回风口和行人过洞，这样人员只要弯腰就可以方便行走，同时大大降低了控风设施被破坏掉的危险。此处控风设施的示意图如下：

3、结论

大柳塔煤矿通风队的人员在工作中独立思考，善于观察和解决遇到的控风需要，采用创新思维，开放式地处理不同地点，不同要求的控风难题，为今后通风系統调整积累了丰富经验，提供了很好的思路。这些控风设施的创新主要有一下特点：

第一、因地制宜，使用的都是井下司空见惯的原材料，进行简单的加工改造；

第二、灵活多变，这些设施基本上都是可调节类型的，而且调节时一个人就可以完成，调节范围也从几十立方米每分钟到以前多立方米每分钟不等，基本能够满足井下所有调风情况的需要。

第三、抓住重点，这些设施都在回风巷和其他巷道交汇处，可以说是回风流的“交通要道”，而且在施工时也能够兼顾行车或行人等的需求，而不是单纯的控制风量。

通过以上总结，我们不难看出工作中处处可以创新，人人可以创新，今后大柳塔矿通风队人员将从以下几方面努力，将“一通三防”工作做得更好，更高效：

首先：结合增阻和降阻两种方法进行风量调节，而且更偏向于降阻的方法。

其次：将调风工作量化程度、精确程度进一步提高，主要是应用好计算机技术做好数据的统计和测算，调风设施进一步细小化，是风量可以在更小的范围内变动。

最后：继续学习有关理论知识，关注通风知识的最新动态，与时俱进，多学习其他矿井的做法经验，并实践应用。

参考文献：

[1]王德明.矿井通风与安全[M].徐州：中国矿业大学出版社，2007.

[2]国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[S].国家安全生产监督管理局，2011.03.