煤礦建井期間井下臨時通風系統(tǒng)的應用技術研究

陳劍波

（山西冀中能源集團山西金暉隆泰煤業(yè)有限公司，山西 長治 046512）

1 工程概況

山西金暉隆泰煤礦設計能力為9.0×105t/a，2011年5月8日批準開工，采用立井、斜井混合開拓。主斜井井筒傾角18°，設計斷面15.2 m2，斜長665 m，裝備800 mm寬皮帶，鋪設單軌，設人行臺階，主要用途負責提煤、下大件和進風任務，兼安全出口；副立井擔負進風、下料、排矸和人員提升任務兼進風井，直徑為5.0m，凈斷面19.63m2，裝備雙罐籠；回風立井，裝備梯子間，直徑為5.0m，凈斷面19.63 m2，擔負先期開采地段回風任務兼作安全出口；主斜井通過9#煤回風大巷與回風立井相通，目前尚有近500 m的巖巷工程，副井通過車場聯(lián)絡巷與回風立井相通。目前，副立井和回風立井已在車場位置貫通。

2 副井、回風立井貫通前的通風系統(tǒng)

副井、回風立井貫通前，副井和風井區(qū)域各布置兩個掘進工作面，風機安裝在地面井口30 m以外的常年季風的上風側，壓入式通風，配以FBDNO6.3/2×22 kw的局部通風機，直徑800 mm的風筒，工作面風量300～450 m3/min。如圖1所示。

圖1 副井、回風立井貫通前的通風系統(tǒng)

3 副井、回風立井貫通后的通風系統(tǒng)

3.1 方案一

臨時主要通風機安裝在風井地面，關閉風井井口蓋，形成副井進風、風井回風的全風壓通風系統(tǒng)，如圖2所示。

圖2 副井、回風立井貫通后的通風系統(tǒng)方案一

3.2 方案二

利用副井車場已經(jīng)施工完成的消防材料庫作為通風繞道，安裝臨時主要通風機，在車場位置建立兩道正反風門，形成“副井進風—井下輔助通風機—風井—地面”的通風系統(tǒng)。如圖3所示。

圖3 副井、回風立井貫通后的通風系統(tǒng)方案二

4 方案的選擇

臨時主要通風機安裝在風井地面，管理方便，不會產(chǎn)生循環(huán)風，安全性能高；但是由于副井改絞，車場區(qū)域建設工程的回料、出渣全部由風井提升，井口封閉困難，漏風大，回風井中多為乏風，對多段平行作業(yè)不利。臨時主要通風機安裝在井下，井口不用封閉，不影響副井改絞期間風井提升，通風阻力小，漏風少，風量相對有保障，但瓦斯礦井需要控制風機進風流中瓦斯?jié)舛炔怀^0.5%。

鑒于礦井提升相對任務較重，礦井施工車場巖巷工程，瓦斯涌出量較小，通過有效的瓦斯監(jiān)控和閉鎖控制，能夠保證臨時主要通風機安裝在井下的通風安全，所以采用方案二進行礦井車場工程施工期間的通風。

4.1 臨時主要通風機的選型

副井改絞期間，井底車場區(qū)域共計劃安排4組掘進工作面，期中1組需要串聯(lián)通風，礦井的進風量必須滿足3組掘進工作面的風量需要，需要臨時主要通風機來負擔。

式中：Q——礦井進風量m3/min；

Qi——掘進工作面風量m3/min；

Km——礦井通風系數(shù)取1.5。

通過每個掘進工作面同時工作的最多人數(shù)、一次爆破的最大炸藥量、瓦斯和CO2涌出量和局部通風機的實際吸風量等確定工作面風量為350 m3/min。風機選型為FBDNO6.3/2*15 kW對旋風機，風量按3個工作面計算。

礦井總入風量為：

4.2 臨時主要通風機的選型

由于副井、車場聯(lián)絡巷、風井斷面規(guī)格較大，短路貫通，臨時通風機吸、回風風測距離較短，巷道風阻較小，所以臨時主要通風機只是用來克服巷道風阻。由于巷道斷面較大，網(wǎng)絡通暢，通風阻力很小，一般風機都能滿足。

根據(jù)所需風量，可選擇FBDNO10.0/55×2 kW風機（風量850～1 800 m3/min）滿足通風要求，同時必須安裝兩臺，一臺使用，一臺備用。

5 安全注意事項及措施

5.1 臨時主要通風機的安裝

臨時主要通風機下井以前，機電科必須認真檢修，運轉性能和防爆標準必須符合規(guī)定，井下臨時主要通風機安排專人管理，風機安裝地點要安裝專用電話，并建立運轉日志，定期檢修保養(yǎng)，保證正常運轉。

臨時主要通風機的電控部分必須供給新鮮風流（可安裝在副井底進風側）。主備風機要設置防逆風裝置，防止倒風提高運行扇風機的效能。

井下臨時主要通風機和各掘進工作面局部通風機必須嚴格執(zhí)行“雙風機、雙電源”，實現(xiàn)主風機向備用風機的自動切換，備機向主機手動切換功能，實現(xiàn)“三?！惫╇?。主風機電源取自522一路，備用風機和生產(chǎn)電源取自523一路，臨時主要通風機應與局部通風機取自不同的開關，保證風機的安全可靠運行。

井下臨時主要通風機停止運轉期間，各掘進工作面作業(yè)人員必須立即停止工作、切斷電源，工作人員先撤到副井底進風巷道中，要立即打開與風井隔開的風門，充分利用礦井自然風來暫時緩解一下井下無風的狀況。

每次啟動井下臨時主要通風機時，都要先檢查風機附近20 m范圍內瓦斯?jié)舛仍?.5%以下，方可啟動風機。

5.2 通風設施的管理

風門至少設置兩道，門扇必須向壓力大的方向開啟，兩道風門間距應大于一列車的長度，不妨礙運輸，要安裝風門自動連鎖裝置，保證兩道風門不同時開啟，防止風流短路。

通風設施要明確專人管理，通風科當班瓦斯員要定期檢查該處的通風設施，每班至少3次，發(fā)現(xiàn)損壞的通風設施要及時匯報、進行維修。

風門、封閉墻、防火密閉墻等通風設施的施工要統(tǒng)一按照“一通三防”質量標準進行，墻體厚度符合有關規(guī)定，四周必須掏槽，通車風門要有防撞裝置。

風門的墻體兩側要預留足夠數(shù)量的電纜孔和管子孔。

調節(jié)窗必須預留在墻體上方，并應能根據(jù)需要風量的大小進行調節(jié)。

需要過風筒的風門，應在墻體上安設等直徑的鐵質風筒，并要設置防漏風裝置。

5.3 瓦斯檢查及安全監(jiān)控管理

瓦斯員要嚴格按規(guī)定的檢查次數(shù)進行瓦斯巡回檢查，特別要檢查風機入風側的瓦斯?jié)舛?、通風設施的完好情況、風機的運行情況、檢測裝備的完好運行情況，發(fā)現(xiàn)問題及時匯報處理。

井下所有掘進工作面，必須裝備瓦斯監(jiān)測報警斷電裝置，風機入風側安裝瓦斯監(jiān)控裝置，并且保證設備運行正常。

安全監(jiān)測裝置的設置：①輔扇風機入風側安裝1臺瓦斯監(jiān)控裝置，其報警和斷點值≥0.5%。斷電范圍為輔扇和其回風側的所有非本質安全性電氣設備的電源。②掘進工作面安設兩個傳感器，串入工作面風機進風側加裝一臺瓦斯傳感器，其中：T串入代表掘進工作面進風流的瓦斯傳感器，瓦斯報警濃度≥0.5%、斷電濃度≥0.5%，復電濃度<0.5%；斷電范圍為串入工作面所有非本質安全型電器設備的電源。T1代表掘進工作面風流中的瓦斯傳感器，瓦斯報警濃度≥0.8%、斷電濃度≥0.8%，復電濃度<0.8%；T2代表掘進工作面回風流中的瓦斯傳感器，瓦斯報警濃度≥0.8%，斷電濃度≥0.8%，復電濃度<0.8%；斷電范圍為T1、T2掘進巷道內及其回風側全部非本質安全型電氣設備。③掘進巷道T1探頭、瓦斯便攜儀懸掛在距迎頭3～5 m的范圍內，并要避開風筒出風口處。瓦斯傳感器應垂直懸掛，距頂不得大于300 mm，距巷道側壁不少于200 mm，T2探頭應設在距巷道回風口10～15m范圍內，距頂不得大于300 mm，距巷道側壁不少于200 mm。

測風員、瓦斯員、安監(jiān)員負責監(jiān)督檢查瓦斯傳感器的安設、吊掛和風電、瓦斯電閉鎖情況，發(fā)現(xiàn)違章現(xiàn)象立即停止工作，并向調度室和礦領導匯報。

礦監(jiān)測系統(tǒng)管理人員每7天對裝置進行一次調試校核，使調試各項指標符合規(guī)定，并認真做好調校記錄。

由于臨時主要通風機裝在井下，通風系統(tǒng)的可靠性較差，抗災能力不強，因此要加強瓦斯的管理、通風設施管理和礦井安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)管理。

隨著巷道的掘進和貫通，要根據(jù)不同施工階段，合理設置控風設施，不斷調整局扇位置，縮短回風路線，滿足施工需要，此方案服務到風井永久主扇投入使用為止。

井下各掘進頭局扇要完善“風電、瓦斯電”閉鎖裝置，臨時輔助風機必須裝設瓦斯監(jiān)控斷電裝置。

副井與風井通道的風門設施非常重要，要盡量保持密閉不漏風，提高輔助扇風機的有效風量。

由于該通風系統(tǒng)存在較多薄弱環(huán)節(jié)，要盡快安裝地面永久主要通風機，早日形成礦井正規(guī)通風系統(tǒng)，以解決后顧之憂。

6 結論及建議

利用井下臨時主要通風機，有效地解決了地面局部通風機壓風通風距離長，風筒過井筒影響副井改絞等安裝工程，風井臨時提升不能關閉井口等困難，實現(xiàn)了井底車場建設施工的安全通風，保證了施工進度，收到了良好的效果，不失為一種解決低瓦斯礦井建設期間井底車場通風的有效措施。

建議：礦井建設期間應首先完善礦井風硐及風機連接和安全出口通路等礦建、土建工程設施，根據(jù)礦井不同建設時期的需要，建立合理的通風系統(tǒng)，實現(xiàn)礦井通風安全。

[1]國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局，國家煤礦安全監(jiān)察局.煤礦安全規(guī)程[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2011.

[2]李遠昆.煤礦通風綜合技術手冊[M].北京：煤礦科技出版社，2011.

[3]袁河津.《煤礦安全規(guī)程》專家解讀[M].徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2010.

[4]張國樞.通風安全學[M].徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2000.

[5]楊大明.煤礦通風與安全技術[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1989.