矿井长距离掘进工作面通风技术研究_李晓东.pdf

2020年第10期西部探矿工程 * 收稿日期 2020-07-17 作者简介 李晓东 （1982-） ， 男 （汉族） ， 山西襄垣人， 助理工程师， 现从事矿井通风技术管理工作。 矿井长距离掘进工作面通风技术研究 李晓东* （潞安环能股份公司五阳煤矿， 山西 长治 046205） 摘要 为更好地保障矿井长距离掘进工作面的安全生产， 做好矿井长距离掘进工作面的通风工作 必不可少， 对此， 介绍了矿井长距离掘进工作面通风的主要形式， 提出了矿井长距离掘进工作面通风 方法的选取流程， 以期有助于矿井长距离掘进工作面更科学、 更合理地选取通风方式， 进一步提高矿 井长距离掘进工作面通风效果， 更好地保障矿井安全生产。 关键词 煤矿； 长距离掘进； 工作面； 通风； 方式； 流程 中图分类号 TD724 文献标识码 A 文章编号 1004-5716202010-0137-03 随着经济的不断发展， 我国对煤炭的需求也不断 增加。因此煤炭行业对煤炭的开采技术进行不断地探 究， 当前我国在采煤技术、 掘进技术以及相应的安全技 术方面都已经达到了先进的水平， 进而为煤炭的开采 注入活力。随着煤炭开采难度的不断增加， 在长距离 以及大断面掘进方面的通风问题成为急需解决的问 题。因此为了能够更好地实现井下开采工作， 必须选 择绝佳的长距离掘进工作面通风技术， 从而可以给井 下作业营造良好的工况环境， 因此能够保证煤炭开采 的有序进行。 1煤矿长距离掘进通风主要形式 通常情况下， 井下掘进工作面通风包括两部分 局 部通风机、 巷道全风压通风。其中， 局部通风机是一种 普遍使用的通风方式， 广泛的应用于井下开采环节。 由于煤矿开采行业选择长距离以及超长距离掘进的开 采方式， 为了能够有效地提高工况通风效果， 因此对开 采过程进行优化处理， 从而可以满足长距离掘进工作 面通风的工作需要[1]。 1.1单巷掘进长距离通风技术 对于单巷掘进长距离局部通风技术而言， 其广泛 地应用于堵头掘进工作面， 依据工况选用的通风技术 也存在一定的差异性。一般单巷掘进通风技术在如下 几个方面应用比较多。 （1） 风机联合风筒及多级风库接力通风技术。通 常当掘进距离超过 5000m 时， 为了能够实现较好地 通风效果， 往往选用大功率风机以及大直径风筒相 配合。可是在工程实践的过程中， 往往新鲜的空气 是借助风筒以及相应的风库的共同作用下被输送到 工作面。而对应的污风则来源于风筒外部的巷道排 放至回风大巷， 由此可以看出， 其能够为掘进工作面 提供必需的新鲜空气， 从而能够有效地优化掘进工 作面的环境。与此同时能够将掘进工作面位置的瓦 斯以及粉尘带走， 从而可以为掘进工作面提供安全 保障。 （2） 多台局部风机配合风库多条风筒通风技术。 由于掘进工作面距离逐渐加大， 对大断面通风技术提 出了严格的要求， 特别是对于大于 3000m 的掘进距 离。为了能够给井下提供良好的通风保障， 通常可以 将风库、 风机以及相应的长风筒景观性结合。这样可 以将风机所需产生的风量进行科学的分流， 因此能够 为掘进工作面提供有效的风量， 同时能够避免因风筒 大风量致使风筒膨胀断裂， 从而能够维护风筒的安全 性。此通风技术在单巷独头掘进工作面的工程实践中 取得了一定的效果。 （3） 大功率局部通风机配合长风筒通风技术。对 于掘进距离未超过3000m的工作面通风情况而言， 为 了有效地改善通风效果， 通常选用大功率局部通风机 与大直径风筒配合。由于此通风技术在实践的过程中 并不需要太多的硬件设施， 同时可以取得良好的通风 效果， 不仅可以将掘进工作面产生的粉尘以及瓦斯带 走， 而且可以为掘进工作面的安全提供有效的保障。 将该项技术应用于潞安集团某矿的单巷掘进工作面， 137 2020年第10期西部探矿工程 该巷道长度可以达到2830m， 在进行掘进的过程中， 绝 对瓦斯涌出量可以达到0.51m3/min。通常情况下， 可 以在局部安装两台大功率局部通风机以及大直径风 筒， 这样可以有效的保证通风质量， 从而可以有效地推 进掘进工作面的工作， 为掘进工作面提供安全保障[2]。 （4） 通风钻孔与风库中转联合供风通风技术。由 于掘进工作面所具有的深度比较浅， 同时底面条件比 较好， 从而为通风提供良好的条件， 因此在布局时可以 依据工程实际设置通风效果， 选用钻孔以及相应的风 库联动形式进行通风。在进行施工时， 通常为了能够 有效地提高施工速度， 往往选用最近的巷道向施工面 开展施工， 从而可以极大地减少施工距离， 因此可以提 高工作效率。一般可以在巷道中设置合适的钻孔， 与 此同时设置几台风机， 从而可以有效地减少通风巷道 的长度， 同时可以减少掘进工作长度， 这样可以有效地 降低工程强度以及缩短工程时间。此外， 对掘进工作 面的环境进行有效的优化， 以及提高通风效果。此技 术广泛地应用于龙首矿中， 经过对该巷道进行探究发 现， 掘进距离达到2600m， 埋深可以达到858m。可以 在底面合适的位置安装1台通风机， 同时由钻孔向风库 供应风， 而设置1台通风机配合风筒可以给掘进工作面 提供给新鲜的空气， 这样满足井下对于空气的需要， 为 一线员工的生命安全提供保障。 （5） 间隔串连通风技术。当单巷掘进长度介于 3000～5000m时， 对于通风效果的选择， 为了能够有效 地保证风筒的正常工作， 因此必须选择合适的保护机 制， 这样才可以有效地降低所受到的风压， 从而选择 间隔串联的形式进行通风。在安装局部风机时， 两台 之间的距离必须不能大于风筒长度的1/3， 同时必须 保证两台风机的负压保持一致， 这样不会产生相互影 响。为了能够有效的优化通风效果， 同时需要满足井 下工作需要， 往往需要在底面上配置2台通风机， 这样 可以向井下持续地供应风量。接着， 可以选用风筒把 空气输送到上部联巷位置。最后可以还需要设置风 仓， 从而可以构建健全的通风网络， 实现通风的良性 运行。 1.2双巷掘进局部通风技术 对于双巷掘进局部通风技术而言， 在进行通过过 程中， 可以为两条不同的巷道实现通风。与此同时， 该 两条巷道掘进工作面并未存在交叉的现象。通常需要 设置两台大功率风机以及大直径长风筒， 这样可以实 现较好的通风效果。在工程实践中发现， 局部通风机 以及大直径风筒可以把空气运输到风库， 这时在风库 位置设置的风机可以把空气分别输送给对应的掘进工 作面， 其中污风可以借助其他装置将其排到风筒， 从而 可以保证掘进工作面时刻供给大量的新鲜空气， 同时 可以将瓦斯以及粉尘排出去， 这样能够给工作面提供 安全保障。 1.3多巷掘进局部通风技术 对于多巷掘进局部通风技术而言， 在风库内部设 置2台以上风机， 其他的都和双巷道局部通风方式类 似， 这样可以极大地提高通风效果。同时可以给多个 巷道实现通风， 可是随着风机的不断增加， 往往伴随着 产生大量的噪声， 以及风机之间往往也会产生相互影 响， 从而严重制约着通风效果， 不利于通风[3]。 2通风方法选取流程 在对风机进行综合分析发现， 当前并未存在一种 通用的风机技术， 每一种风机仅仅能够适应相应的工 作需要， 唯有结合相应的通过需要， 才可以选用对应的 通风技术， 这样不仅可以保证有效的通风效果， 而且可 以降低成本， 从而能够极大地提高公司的经济效益。 在工程选择通风机时， 必须对掘进工作面的工况进行 充分地考察， 这样才可以保证通风机能够实现良好的 通风效果。在对通风技术进行全面的探究发现了选择 通风机的流程图， 如图1所示， 这样可以极大地缩短选 择工作， 从而可以有效地缩短工期。 图1掘进面局部通风方法选取流程图 3结束语（下转第142页） 138 2020年第10期西部探矿工程 覆盖层的存在， 浅部电阻率普遍较低； 中深部主要呈 中、 高阻电性特征。点号50～200和点号400～500间， 海拔标高600m处电阻率等值线上凸。根据电阻率等 值线形态和变化规律， 突然变陡的高阻异常为炭质板 岩和灰岩的岩性界面， 灰岩高阻带内的低阻异常推测 为含矿断裂带， 从电阻率剖面图推测， 点号220～250及 点号420～450之间可能存在规模较大且连续性较好的 工业矿体， 如图3的1号线中红色椭圆所示。 在2号线点号360～480间地表为菜籽地， 其余均 为草地。从2号线的电阻率剖面图可以看出， 浅部电阻 率普遍较低， 中深部主要呈中、 高阻电性特征， 点号 240～390处， 海拔标高650m以下存在电阻率等值线高 阻上凸。根据电阻率等值线形态和变化规律， 并结合 地质条件， 突然变陡的高阻异常为炭质板岩和灰岩的 岩性界面， 灰岩高阻带内的低阻异常推测为含矿断裂 带， 从电阻率剖面图推测， 点号340～440之间可能存在 规模较大且连续性较好的工业矿体， 如图3的2号线中 红色椭圆所示， 标高635m处有已知坑道位置所在。 在3号线点号380～420处为1号竖井位置， 该处有 多个钻孔、 探槽及坑道等。从3号线的电阻率剖面图可 以看出， 浅部存在较缓的低阻带； 中深部存在陡立高阻 电性特征， 仅局部呈低阻特性。根据电阻率等值线形 态和变化规律， 并结合地质条件， 判断矿区以灰岩以高 阻为主， 炭质板岩为低阻为主， 浅部较缓低阻带与地表 炭质板岩的风化碎石出露范围一致， 突然变陡的高阻 异常为炭质板岩与灰岩的岩性界面。灰岩高阻带内的 低阻异常推测为含矿断裂带， 从电阻率剖面图看出， 高 阻异常呈透镜体状分布， 与已知矿体的特征较为吻合， 如图3的3号线标记所示。 综合考虑现场已有坑道和地表钻孔施工条件， 在 已知坑道内设计2个坑内钻孔揭露该异常矿体的存在 性和准确位置； 根据坑内钻孔揭露的地质特征及矿头 位置， 在地表布设钻孔揭露深部矿体以控制矿体深度， 所设计的钻孔如图3中2号测线剖面中的虚线段。 根据该矿区施工方钻孔验证， 在标高283m处见 矿， 钻孔揭露与物探推测基本吻合， 说明了OCTEM方 法的有效性。 4结论 通过对内蒙某矿区铅锌矿开展等值反磁通瞬变电 磁法勘探， 根据探测结果并结合矿区地质情况布设钻 孔， 验证了勘探结果的有效性。结合地质情况总结找 矿规律， 为后续在该矿区开展地球物理勘探工作提供 了依据， 对于类似的工作也有一定的参考意义。 参考文献 [1]席振铢，龙霞，周胜，黄龙，宋刚，侯海涛，王亮.基于等值反磁通 原理的浅层瞬变电磁法[J].地球物理学报，2016，5993428- 3435. 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