综采工作面通风系统优化应用.pdf

2020 年第 6 期2020 年 6 月 通风系统的安全稳定是保证综采工作面安全生产 的前提，在工作面回采前必须根据瓦斯涌出量、回采 长度等条件合理选择通风方式。目前，中国多数煤矿 综采工作面主要采用一进一回的“U”型通风方式，该 通风方式具有通风路线短、分支少、风阻小等优点[1]。 但是在煤矿实际生产过程中，由于工作面管理不到位、 瓦斯涌出量大等因素制约，工作面存在漏风量大、风 量不足以及上隅角瓦斯超限等现象，传统“U”型通风 方式不能满足工作面安全回采要求。本文以 8102 综采 工作面为例，分析了工作面前期回采过程中通风系统 主要存在的问题，并进行了相应的优化。 1概述 大同煤矿集团雁崖煤业公司 8102 综采工作面位于 三盘区东翼，工作面设计走向长度为 1 200 m，倾向长 度为 210 m。工作面以东西走向布置，西部为东翼大 巷，南部为 8103 工作面，北部为 8101 工作面。 8102 综采工作面回采煤层为山西组 4煤层，煤层 平均厚度为 3.5 m，工作面瓦斯分带为 N2带、N2-CO2 带、N2-CH4带。4煤层 8102 综采工作面绝对瓦斯涌出 量 1.66 m3/min，瓦斯爆炸指数 37，具有爆炸危险性。 8102 综采工作面采用“U”型通风方式，工作面新 鲜风流从东翼辅助运输巷进入 8102 综采工作面运输顺槽 （ 2102 巷 ） ，风流进入工作面后将瓦斯、粉尘排出，并沿 回风顺槽 （ 5201 巷 ） 进入辅助回风巷。 截至目前，8102 综采工作面已回采 370 m，工作 面回采期间配风量为 2 243 m3/min。受工作面回采工 艺、瓦斯涌出量以及安全管理等影响，工作面在前期回 采过程中漏风量大，上隅角瓦斯积聚现象严重，而且回 风顺槽粉尘质量浓度大，不利于工作面安全回采。 2综采工作面通风系统优化 2.1通风系统优化设计 为了保证 8102 综采工作面后期回采安全，减少工 作面漏风量，防止上隅角出现瓦斯超限现象，决定对 8102 综采工作面通风系统进行优化，采用“UL”型通 风系统。 a 由于 8102 综采工作面回风顺槽南部为 8103 工 作面回风顺槽 （ 5103 巷 ） ，两巷间隔煤柱宽度为 25 m， 因此决定将 5103 巷兼作 8102 综采工作面回风巷。b 在 5102 巷与 5103 巷每隔 50 m 施工一个联络巷，第一个 联络巷在距工作面 10 m 处，在工作面揭露联络巷前， 对所有联络巷进行密闭。c 当工作面回采至距第一个 联络巷 3 m 时，及时打开第一个联络巷并安装调节风 门，同时采用架设钢棚的方式对工作面上隅角进行加 固[2]。d 随着工作面的不断推进，在工作面采空区与第 一个联络巷之间进行沿空留巷，留巷断面规格为 4.0 m伊 3.5 m （ 宽高 ） ，沿空留巷段采用钢棚、挡矸装置以及 恒阻锚索进行联合支护。工作面回采期间一部分风流 从 5102 巷进入回风巷，一部分风流从沿空巷、联络巷、 5103 巷进入回风巷，从而形成“UL”型通风系统，如 图 1 所示。e 在沿空巷内对采空区安装瓦斯抽放管路， 预埋深度不得小于 50 m，抽放管间隔为 10 m，并将每 根抽放管与 5103 巷内主管路连接，从而对采空区瓦斯 进行预抽。f 当工作面回采至第二个联络巷时，及时 收稿日期2020-04-13 作者简介马晓东，1990年生，男，山西大同人，2016年毕业于中 国矿业大学采矿工程专业，助理工程师。 综采工作面通风系统优化应用 马晓东 （ 大同煤矿集团安监局监察五处，山西 大同 037001 ） 摘要 为了提高综采工作面通风效率，降低工作面漏风量，防止工作面上隅角出现瓦斯积聚现象，大同煤矿集团雁 崖煤业公司通风区通过技术研究，分析了 8102 综采工作面原通风系统主要存在的问题，并对原通风系统进行优化，提出 了“UL”型通风系统。通过实际应用，取得了显著应用成效。 关键词 综采工作面；“UL”型通风系统；系统优化 中图分类号 TD724文献标识码 A文章编号 2095-0802-202006-0167-02 Optimization Application of Ventilation System in Fully Mechanized Mining Face MA Xiaodong No.5 Supervision Department of Safety Supervision Bureau, Datong Coal Mine Group, Datong 037001, Shanxi, China Abstract In order to improve the ventilation efficiency of fully mechanized mining face, reduce the leakage air volume, prevent gas accumulation in the upper corner of the working face, through technical research, Ventilation Area of Yanya Coal Industry Co., Ltd. of Datong Coal Mine Group analyzed the main problems existing in the ventilation system of 8102 fully mechanized mining face, and optimized the original ventilation system, put forward the “UL“ type ventilation system. Through practical application, remarkable results have been achieved. Key words fully mechanized mining face; “UL“ type ventilation system; system optimization （总第 177 期） 实践运用 167 2020 年第 6 期2020 年 6 月 （上接 152 页） 参考文献 ［1］ 吕军林.煤矿矿井通风系统优化策略研究 ［J］ .石化技术， 2020， 271 192. ［2］ 武进宝.煤矿矿井通风系统优化策略探讨 ［J］ .石化技术， 2019， 269 180. ［3］ 李源.煤矿矿井通风系统优化策略探析 ［J］ .化学工程与装备， 20198 235-236. ［4］ 张国枢.通风安全学 ［M］ .徐州 中国矿业大学出版社， 2011. （ 责任编辑刘晓芳 ） 图 18102 综采工作面 “UL” 型通风系统平面布置图 密闭第一个联络巷和沿空巷，同时打开第二个联络巷 并安装调节风门；工作面过第二个联络巷后同样在工 作面与联络巷之间进行沿空留巷。以此类推，直至工 作面完全回采结束。 2.2优化后通风系统优缺点 2.2.1优点 a 防止出现上隅角瓦斯积聚现象。采用“UL”型 通风系统后，工作面风流一部分进入上隅角并从 5103 巷进入回风巷，从而可将上隅角积聚瓦斯排出，有效 防止了上隅角瓦斯积聚现象，降低了上隅角瓦斯治理 难度[3]。b 便于采空区安全管理。采用“UL”型通风 系统后，可直接在沿空留巷段安装瓦斯抽放管路，对 采空区瓦斯进行预抽，防止采空区瓦斯涌出；同时提 高了采空区 CO 监测效率，采空区出现煤层自燃现象时 可及时对采空区进行注氮处理，加大了采空区安全管 理力度[4]。c 降低回风顺槽瓦斯体积分数和粉尘质量浓 度。采用“UL”型通风系统后，工作面污风分别从 5102 巷、5103 巷进入回风巷内，与传统“U”型通风 方式相比，降低了回采工作面回风顺槽内瓦斯体积分 数、粉尘质量浓度，保证了工作面回采安全。 2.2.2缺点 a 巷道掘进量大。采用“UL”型通风系统时需对 5102 巷和 5103 巷施工 20 条联络巷，巷道掘进总长度 为 500 m，工作面巷道掘进量大，增加了巷道掘进成 本。b 沿空巷预留难度大。采用“UL”型通风系统 后，需进行沿空留巷，不仅增加了沿空巷支护成本，而 且预留巷难度大，不利于顶板的安全管理。c 通风阻 力大。采用“UL”型通风系统后，风流分路数量增 加，从而加大了通风阻力，需定期对工作面风阻进行 调节[5]。 2.3实际应用效果分析 2018 年 4 月，对 8102 综采工作面进行了通风系统 优化，2018 年 5 月 22 日，通风系统优化完成。截至 2018 年 11 月 13 日，8102 综采工作面已回采至 930 m， 通过观察 6 个月的实际应用效果发现，8102 综采工作 面采用“UL”型通风系统后，消除了上隅角瓦斯积聚 现象，上隅角瓦斯体积分数控制在 0.2以下，同时降 低了回风顺槽粉尘质量浓度，使其由原来的 127 mg/m3 降低至 42 mg/m3，保证了工作面的安全快速回采。 3结语 针对 8102 综采工作面原“U”型通风方式主要存 在的问题，通风区根据实际生产情况对工作面通风系 统进行优化，采用“UL”型通风系统。从实际应用效 果来看，优化后的通风系统没有出现上隅角瓦斯积聚 现象，提高了采空区安全管理水平，保证了工作面安 全快速回采。“UL”型通风系统可用于高瓦斯及煤与 瓦斯突出矿井，为其他高瓦斯煤矿综采工作面通风系 统优化提供了实践经验，取得了显著的应用成效。 参考文献 ［1］ 刘晋隆.综采工作面通风系统优化及瓦斯治理技术 ［J］ .煤， 20198 30-31. ［2］ 张玉刚.煤矿通风系统优化研究 ［J］ .机械管理开发， 201810 133-134. ［3］ 董卫峰.凉水井煤矿综采工作面风桥优化设计研究 ［J］ .陕西 煤炭， 20186 36-39. ［4］ 石振华.义城煤矿过空巷矿井通风系统优化 ［J］ .煤炭与化工， 20189 116-119. ［5］ 孙世彪.浅析矿井通风系统优化设计研究与应用 ［J］ .山东煤 炭科技， 20166 72-73. （ 责任编辑刘晓芳 ） 5102巷 5103巷 2102巷 采空区瓦斯 抽放管路 沿空留巷 采空区 新鲜风流 污风 168