均压通风防治低氧在补连塔煤矿的应用.pdf

童 堪蕉 纠技 2 0 1 6 年 第 1 2 期 均压通风防治低氧在补连塔煤矿的应用 张运增 神东煤炭集团补连塔煤矿， 杨英兵 内蒙古鄂尔多斯0 1 7 2 0 9 摘要 本文分析了补连塔煤矿 2 2 3 0 6 综采工作面在回采过程中低氧产生的原因及其规律，采用均压通风技术进行低氧 防治后 。回风隅角氧气浓度均符合规定 ，确保 了工作面安全生产。 关键 词 工作面低 氧均压通风 中图分类号T D 7 2 4 文献标识码B d o i l O ． 3 9 6 9 ． i s s n ． 1 0 0 5 2 8 0 1 ． 2 0 1 6 ． 1 2 ． 0 4 0 Ap p li c a t i o n o f me a n p r e s s u r e v e n t i l a t i o n i n t he pr e v e nt i o n a nd t r e a t m e n t o f l o w ox y ge n i n t he c oa l m i ne Zha n g Yu n z e ng Ya n g Yi n g b i n g S h e n d o n g C o a l G r o u p B u l i a n t a c o a l mi n e ， O r d o s ， I n n e r Mo n g o l i a 0 1 7 2 0 9 Ab s t r a c t T h i s p a p e r a n a l y z e s t h e c a u s e a n d the l a w o f h y p o x i a i n 2 2 3 0 6 f u l l y me c h a n i z e d wo r k i n g f a c e i n t h e p r o c e s s o f mi n i n g p r o d u c t i o n ， a f t e r c o n t r o l l e d the h y p o x i a b y u s i n g u n i f o r m p r e s s u r e v e n t i l a t i o n t e c h n o l o g y ,the o x y g e n c o n c e n tr a t i o n i n r e t u r n c o rne r a r e i n c o n f o r mi t y wi th the p r o v i s i o n s ，a n d e n s u r e t h e s a f e ty p r o d u c t i o n o f wo r k i n gf a c e ． Ke y wo r d s wo r k i n g f a c e h y p o x i a me a l l p r e s s ure v e n t i l i o n 补连塔煤矿煤层埋藏深度较浅，且工作面采空 区面积较大，工作面在回采过程中受地面大气压变 化影响较为明显，采空区出现的 “ 呼吸”现象 ，导 致工作面回风隅角氧气浓度偏低，即出现回风隅角 低氧现象，成为补连塔煤矿 “ 一通三防”管理的难 点和重点。为了有效解决工作面回采过程中的低氧 问题，补连塔煤矿结合开采实际情况 ，在工作 面 回采期间，引用 了均压通风技术，以补连塔煤矿 2 2 3 0 6综采工作面为例，在采用均压通风技术防治 低氧后 ，减弱了采空区 “ 呼吸”现象对工作面回采 造成的威胁，回风隅角气体浓度基本维持正常，确 保了工作面安全高效回采。 1 低氧现象产生原因分析 1 ． 1 工作面概况 补连塔煤 矿井 田地质构造简单 ，煤层倾角为 1 ～ 3 。。矿井通风方式为中央分列式，共布置五个 进风井，1 个回风井 ，通风方法为抽出式。2 2 3 0 6 综采工作面为 2 2煤层三盘区第六个综采工作面， 煤层平均厚度 7 ． 2 m，西北侧临近 2 2 3 0 5综采工作 收稿日期 2 0 1 6 0 9 1 9 作者简介张运增 1 9 8 7 一 ，男，河南项城人，2 0 1 1 年毕业于 太原理工大学安全技术及工程专业，硕士学位，工程师，主要研 究方向矿 井通风安全 。 面采空区，上覆为 1 2煤 1 2 2 0 1 工作面采空区，煤 层间距 3 0 ～ 6 2 m，平均 4 7 m，工作面长度 3 1 l m，推 进长度 4 6 8 4 m，地面标高 1 1 7 5 ～ 1 3 0 5 m，煤层底板 标高 1 0 2 5 ～ 1 0 6 6 m，埋深由切眼方 向向回撤通道方 向逐步变浅 ，采煤方法为一次采全高 、全部垮落后 退式综合机械化开采。， 回采期间 1 2煤、2 2 煤采空 区地表均出现裂隙。煤层 自燃倾向性为容易 自然 ， 最短发火期为 2 8 d 。工作面共布置三条顺槽，其中 2 2 3 0 7回风顺槽 、2 2 3 0 6 运输顺槽进风、2 2 3 0 6回风 顺槽回风 ， 通风方式为u型负压通风，如图 1 所示。 图 1 2 2 3 0 6综采工作面U型负压通风 系统示意图 1 ．2 低氧现象 2 2 3 0 6综采 工作 面在 回采初期 ，采 用 U型负 压通风方式 ，通过观测分析 ，回风隅角氧气浓度 每天呈现出一个规律性的变化 ，在每天的下午 l 2 2 0 1 6年第 1 2 期 童 媳晨 科 技 9 5 0 0 - 2 0 0 0 时范围内， 氧气浓度呈现明显的下降趋势， 最低氧气浓度能低至 1 3 ． 1 5 ％，在每天下午 2 0 0 0以 后的时间内 ， 氧气浓度开始逐渐上升至 1 8 ％ 以上， 这种氧气浓度规律性的下降诱发的低氧现象严重威 胁了工作面的安全生产。 1 ． 3 低氧原 因分析 1 采空区气体赋存状况矿井井 田地质报 告中显示 ，2 2 3 0 6工作面采空区内气体成分如下 N 2 为 9 1 - 9 6 ％，C O 2 为 2 ． 1 9 ． 5 ％，C H 4 为 0 ． 1 - - 4 ． 5 ％， O 2 为 2 ． 2 - 5 ．4 ％，瓦斯赋存处于 C O 2 2 带，N2 涌出 是 2 2 3 0 6 综采工作面瓦斯涌出的主要表现形式。 2 采空区面积较大2 2 3 0 6工作面属于 2 2 煤三盘区第六个工作面，采空区面积较大，且根据 S 漏风测试，与 1 2 煤上覆大面积采空区已存在导 通现象，采空区面积的不断增大，导致采空区空间 变大，采空区漏风通道增多，氧气通过漏风通道进 入采空区，与采空区遗煤结合，在遗煤大面积 自燃 形成之前，间接导致了采空区氮气浓度增高。 3 采空区 “ 呼吸”现象的影响当矿井地 表大气压力发生变化时，回采空间、巷道及采空区 气体压力均随之变化，但回采空间、巷道压力变化 较采空区气体变化明显 ，导致采空区内外产生压差， 当工作面及巷道压力高于采空区压力时，气体就会 由采空区外部向内部流动，反之，气体向外部流 动，产生 “ 呼吸”现象。补连塔煤矿 2 2 3 0 6 工作面 属于浅埋深开采，且采用 U型负压通风，以上两个 方面共同导致了采空区 “ 呼吸”现象受地表大气压 力变化影响较为明显。通过观察发现，补连塔煤矿 地表大气压的最高值一般在 2 ～ 5时，最低值一般在 1 4 - 1 8时，这种大气压由高到低的变化易诱发低氧 现象发生，当一天之内大气压呈下降趋势且下降压 差超过 4 0 0 P a 时，开始出现回风隅角低氧现象。当 大气压变化趋势平缓时，对采空区涌出影响不明显 ， 回风隅角氧气浓度也无大的变化。 2 均压通风技术应用 2 ． 1 均压通风 系统构成 均压通风技术是应用均压风机、均压风 门等手 段实现工作面采空区内外压力趋于平衡状态从而控 制减弱采空区 “ 呼吸”现象的一门技术。 补连塔煤矿 2 2 3 0 6综采工作面 u型均压通风在 2 2 3 0 7主回撤通道距 2 2 3 0 7回顺 口 1 5 m位置安设 2 台7 5 k W 的轴流式均压风机；在 2 2 3 0 7回顺主辅通 道之间、2 2 3 0 6回顺 口分别设置风门，在 2 2 3 0 6运 顺 2 ． 3 联巷间设置调节密闭，墙体为 0 ． 5 m砖闭，密 闭墙体与皮带交接处设置挡风帘，在 2 2煤三盘区 尾巷、2 2 3 0 5 运顺分别设置二道均压调节风门，通 过调节 2 2 3 0 5运顺的均压风 门调节 2 2 3 0 6综采工作 面的风量及压力。如图 2 所示。 图 2 2 2 3 0 6综采工作面u型均压通风系统示意图 2 ． 2 均压风机选型 根据 工作 面配 风量 和 工作 风压 ，选 择 两 台 F B C Z ． 6 一 N01 6 ／ 7 5型 7 5 k W 对旋轴流式风机即可满 足工作面供风要求，风机参数见表 1 。 表 1 风机技术特征表 功率 型号 电压 V 全风压 P a 全 风量 m3 ／ mi n k W F BCZ． 6 ． 7 5 k W 3 8 0 ／ 6 6 0 2l O ． I 3 4 0 l 2o o ． 3 4 8 0 NO 1 6 ／ 7 5 2 - 3 均压通风注意事项及应急处置 1 每天由测风员核实均压工作面的风量和 压差，一旦发现异常必须及时进行调配，确保工作 面风量满足要求 ，有害气体不超限。必须做好风量、 压差、气体等参数的记录和分析对 比工作，以掌握 瓦斯涌出量与它们之间的规律。每班派一名专职瓦 斯员负责检查 2 2 3 0 6工作面的气体情况。瓦斯检查 点为工作面头、中、尾 、回风隅角及 回风流处 ，并 做好记录。 2在风机处、风 门处设立专线电话 ，指派 专人看管均压风门，严禁两道风门同时敞开。当发 生均压风机无法运转时 ，风机维护人员立即汇报调 度室，并立即打开 2 2 3 0 7回顺主辅通道之间大风门、 2 2 3 0 5运顺均压风门，使 2 2 3 0 6工作面形成并立即 恢复负压通风系统，并立即通知工作面断电，由瓦 检员 、安监员、跟班队长组织将工作面所有人员沿 避灾路线撤出。 2 ． 4 均压效果考察 在 2 2 3 0 6 工作面采用均压通风技术后 ，每天对 工作面均压通风参数进行了测定 ，均压参数数据如 下转第 9 8页 9 8 童 媳茬 斜 枝 2 0 16 年 第 12 期 的效果和质量 ，提升煤矿开采和生产的安全性。 图 l 数字化通风系统结果图 4 结束语 煤矿企业在生产过程中，矿井通风安全管理工 作是必须把握的一个重要内容。矿井通风安全管理 过程 中，要注重对工作要点予以明确，能够保证矿 井内部进行通风，实现气体有效置换 ，保证矿井内 具有充足的氧气，并对有毒气体进行排除，为工作 人员创造一个安全的工作环境。在具体管理过程中， 要针对于现阶段存在的问题 ，采取有效措施进行解 决 ，切实满足煤矿生产实际需要。 【 参考文献 】 [ 1 ] 李俊辉 ． 煤矿矿井通风安全管理措施分析 [ J ] ．内 蒙古煤炭经济 ， 2 0 1 4 ， 1 1 6 1 6 3 ． [ 2] 闰奕颖 ． 煤矿矿井通风安全管理措施分析 [ J ] ． 内 蒙古煤炭经济 ， 2 0 1 5 ， 0 4 1 ． 2 ． [ 3] 肖雪枫 ． 矿井通风安全管理措施分析 [ J ] ． 技术与 市场 ， 2 0 1 5 ， 0 4 1 1 1 ． [ 4] 赵建会 ， 屈永利 ， 袁晓翔 ， 任宏安 ， 贾海龙 ． 老矿 井通风系统评价指标体系及其应用 [ J ] ． 煤炭科学 技 术 ， 2 0 1 1 ， 0 8 6 0 6 3 ． [ 5] 翟艳鹏 ． 矿井通风可视化仿真系统的改进分析 [ J 】 ． 科技创 新与应用 ， 2 0 1 2 ， 2 4 6 1 ． 上接 第 9 5页 表 2 所示。通过表 2可以看出，均压风门内外压差 在 4 0 0 P a 左右，大大削弱了地表大气压变化对采空 区 “ 呼吸”现象的影响，降低了回风隅角低氧几率。 表 2 2 2 3 0 6工作面均压通风参数观测表 检测地点 绝对压力 湿度℃ 温度 ％ 检测时间 2 2 3 0 7回顺 风门内 8 8 9 ． 8 2 0 ． 2 6 3 9 2 0 2 2 3 0 7回顺风门外 8 8 6 ． 1 2 0 ． 5 6 2 9 2 2 2 2 3 0 5 运 顺调节闭外 8 8 9 ． 1 2 1 ． O 6 8 1 0 4 0 2 2 3 0 5运顺调节闭 内 8 8 5 ． 2 2 1 ．2 6 8 l 6 4 2 2 2 3 0 6回顺风门内 8 8 9 ． 2 2 1 ． 2 6 2 l 0 3 0 2 2 3 0 6回顺风1“ 7 1- 8 8 5 ． 9 2 1 ．5 5 5 1 0 3 2 尾巷调节风 门内 8 9 4 ． 3 2 1 ． 0 6 6 9 3 5 尾巷调节风 门外 8 9 0 ． 0 2 1 ．0 6 5 9 4 0 根据每天对 回风隅角气体观测数据显示 ，回风 隅角氧气浓度基本维持在 1 8 ． 5 ％以上 ，C O浓度维 持在 2 1 p p m以下，其他气体情况均符合 煤矿安全 规程 规定。 3 结语 1 补连塔煤矿2 2 3 0 6 综采工作面回风隅角 氧气浓度偏低的原因主要是采空区 “ 呼吸”现象诱 发 的。 2补连塔煤矿 2 2 3 0 6 综采工作 面埋深浅 、 采空区面积大，容易受地表大气压力变化影响，当 大气压下降趋势明显时，即同时出现低氧现象。 3均 压通风技术 防治低氧在 补连塔煤 矿 2 2 3 0 6综采工作面成功运用表明，均压通风能够有 效解决浅埋深、大采空区工作面在回采过程中，受 地面大气压变化综合影响造成的回风隅角氧气浓度 偏低的难题，可以确保工作面安全高效回采。 4补连塔煤矿均压通风技术对其他煤矿 同 等开采条件下回采过程中均压通风系统的使用有着 较强的借鉴意义。 【 参考文献 】 [ 1 ] 杨俊 哲 ． 大柳 塔煤矿 1 2 6 1 2工作面回风 隅角氧 [ 2] [ 3] 气浓度 异 常原 因分析 与 治理措 施 [ J ] ． 中 国煤 炭 ， 2 0 0 9 ， 7 3 5 9 4 - 9 6 ． 丁楠 ． 探 究火区采煤 中均压通风的应用 [ J ] ． 山东 煤炭科技 ， 2 0 1 4 ， 7 8 5 ． 8 6 ． 翟春宝 ， 李慧 ， 李玉福 ． 神 东矿 区近距离煤层开 采工作面隅角低氧防治技术研究 [ J ] ． 山东煤炭科 技 ， 2 0 1 5 ， 4 7 1 - 7 2 ．