高河礦綜采工作面偏“Y”型通風(fēng)系統(tǒng)改造應(yīng)用

郝志博

（山西潞安集團(tuán)高河能源有限公司，山西 長治046000）

高河煤礦是由山西潞安集團(tuán)與亞美大陸煤炭有限公司合作建設(shè)，潞安集團(tuán)控股的現(xiàn)代化大型礦井，設(shè)計產(chǎn)能6.0Mt／a。礦井主采3＃煤層，開采標(biāo)高為＋300m～＋580 m，目前開采標(biāo)高為＋410m～＋500m，采深超過400m。目前正開采區(qū)域瓦斯壓力為0.14～0.61MPa，瓦斯相對涌出量為5.8～7.7m3／t，由于3＃煤層瓦斯含量高、瓦斯壓力大，在井下打鉆作業(yè)過程中時常出現(xiàn)噴孔現(xiàn)象，煤與瓦斯突出危險性越來越嚴(yán)重，瓦斯問題已成為制約高河煤礦生產(chǎn)的主要因素之一。因此，改造工作面通風(fēng)系統(tǒng)，解決工作面瓦斯超限問題已成為保證礦井安全生產(chǎn)的重中之重。

1 問題的提出

高河煤礦是高瓦斯礦井，在W1309工作面回采過程中采取預(yù)抽、高抽巷抽放采空區(qū)瓦斯的方法治理工作面瓦斯。該工作面原采用兩進(jìn)兩回的雙“U”型通風(fēng)方式，輔運(yùn)順槽和膠帶順槽進(jìn)風(fēng)，2條回風(fēng)順槽回風(fēng)。工作面總風(fēng)量為4550m3／min，輔運(yùn)順槽1820m3／min，膠帶順槽1260 m3／min，進(jìn)風(fēng)順槽1470m3／min，切眼2170m3／min，設(shè)備安裝巷910m3／min。工作面生產(chǎn)期間，平均風(fēng)排瓦斯量為14.11m3／min，最大風(fēng)排瓦斯量為20.48m3／min，回風(fēng)順槽回風(fēng)流瓦斯?jié)舛葹?.35%。由于目前該工作面已推進(jìn)660m，工作面回風(fēng)流經(jīng)沿空留巷和回風(fēng)順槽回風(fēng)距離較長，通風(fēng)阻力大，為降低工作面通風(fēng)阻力，將原“兩進(jìn)兩回”的雙“U”型通風(fēng)方式改為“三進(jìn)一回”的偏“Y”型通風(fēng)，即回風(fēng)順槽改為進(jìn)風(fēng)順槽，其與工作面的輔運(yùn)、膠帶順槽共同進(jìn)風(fēng)，原外U回風(fēng)巷單獨(dú)回風(fēng)。

2 W1309工作面通風(fēng)系統(tǒng)的改造

2.1 改造前通風(fēng)設(shè)施狀態(tài)

W1309工作面回風(fēng)順槽口風(fēng)門全閉，南輔側(cè)開有5個調(diào)節(jié)窗，進(jìn)風(fēng)側(cè)開有6個調(diào)節(jié)窗；W1309回風(fēng)順槽回風(fēng)聯(lián)巷兩道風(fēng)門全開，W1309進(jìn)風(fēng)回聯(lián)巷風(fēng)門全部關(guān)閉，回風(fēng)順槽正頭板閉上部開有400mm×400mm的通風(fēng)孔，下部留有1.2m×0.6m的行人板門，處于關(guān)閉狀態(tài)。

2.2 通風(fēng)系統(tǒng)的改造過程

準(zhǔn)備工作完成后，同時將W1309回風(fēng)與進(jìn)風(fēng)14＃貫內(nèi)的臨時板閉拆除、在回風(fēng)與進(jìn)風(fēng)23＃貫內(nèi)打設(shè)臨時板閉、在回風(fēng)順槽內(nèi)27＃貫往東10m打設(shè)一道調(diào)節(jié)板閉、調(diào)整回風(fēng)順槽正頭板閉過風(fēng)面積（見表1、圖1）。

準(zhǔn)備工作完成后，同時將W1309回風(fēng)與進(jìn)風(fēng)14＃貫內(nèi)的臨時板閉拆除、在回風(fēng)與進(jìn)風(fēng)23＃貫內(nèi)打設(shè)臨時板閉、在回風(fēng)順槽內(nèi)27＃貫往東10m打設(shè)一道調(diào)節(jié)板閉、調(diào)整回風(fēng)順槽正頭板閉過風(fēng)面積。

表1 W1309工作面通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整通風(fēng)設(shè)施變化情況

圖1 改造后的W1309工作面通風(fēng)系統(tǒng)

2.3 改造后通風(fēng)設(shè)施狀態(tài)及通風(fēng)指標(biāo)

W1309回風(fēng)順槽口風(fēng)門開5個窗、回風(fēng)順槽內(nèi)27＃貫往東10m處的調(diào)節(jié)板閉留有600mm×600mm的通風(fēng)孔、回風(fēng)23＃貫板閉全閉并在調(diào)整后及時進(jìn)行密閉。通風(fēng)系統(tǒng)改造調(diào)整后，W1309工作面總回風(fēng)量為5000m3／min，輔運(yùn)順槽2000m3／min，膠帶順槽1180m3／min，進(jìn)風(fēng)順槽1400 m3／min，設(shè)備安裝巷1300m3／min，沿空留巷（14＃貫至27＃貫之間）700m3／min，回風(fēng)順槽（27＃貫至14＃貫之間）600 m3／min，切眼2300m3／min?；仫L(fēng)順槽回風(fēng)流瓦斯?jié)舛葹?.30%，W1309工作面通風(fēng)系統(tǒng)改造前后通風(fēng)設(shè)施的技術(shù)參數(shù)見表2，W1309工作面通風(fēng)系統(tǒng)改造前后指標(biāo)見表3。由表2分析可知：W1309工作面通風(fēng)系統(tǒng)改造后，通風(fēng)設(shè)施的技術(shù)參數(shù)明顯優(yōu)化。由表3可知：進(jìn)行偏“Y”型通風(fēng)方式改造后，工作面的總配風(fēng)量較改造前有小幅度下降，基本可忽略不計，但工作面的風(fēng)排量明顯下降，主要是切眼配風(fēng)量的減少，有效降低了采空區(qū)內(nèi)瓦斯的涌出，為工作面日均產(chǎn)量的提高提供了有效保障。

表2 W1309工作面通風(fēng)系統(tǒng)改造中通風(fēng)設(shè)施變化情況

表3 W1309工作面通風(fēng)系統(tǒng)改造前后指標(biāo)對比

3 改造后的效果

1）有效地解決工作面上隅角瓦斯問題，減少了瓦斯事故。在采用“兩進(jìn)兩回”通風(fēng)系統(tǒng)時，工作面生產(chǎn)期間上隅角瓦斯?jié)舛绕骄鶠?.68%，易造成瓦斯報警事故。將原回風(fēng)順槽改為進(jìn)風(fēng)順槽后，工作面原上隅角位置變?yōu)檫M(jìn)風(fēng)順槽的新鮮風(fēng)和工作面的污風(fēng)混合流，瓦斯?jié)舛绕骄抵?.42%，效果明顯。

2）“三進(jìn)一回”有效減小切眼內(nèi)的風(fēng)速，降低煤塵飛揚(yáng)，利于防塵工作開展。工作面切眼在改造前風(fēng)速平均為3.89m／s，風(fēng)速較高，采煤機(jī)等噴霧出來的水霧無法有效地濕潤生產(chǎn)期間的揚(yáng)塵，降塵效果非常差，可見度低；改造后切眼的風(fēng)速降至2.06m／s，有效地降低了煤塵的飛揚(yáng)，可見度增高，有利于提高防塵工作的效果。

3）改善工作面及端尾區(qū)域工作環(huán)境。在系統(tǒng)改造前，工作環(huán)境全部位于污風(fēng)流內(nèi)且煤塵飛揚(yáng)，可見度低，存在較大的安全隱患；將回風(fēng)順槽改為進(jìn)風(fēng)順槽后，使得大部分工序的作業(yè)環(huán)境處于進(jìn)風(fēng)流內(nèi)，極大地改善了環(huán)境的可適度，提高了安全保障。

4）解決生產(chǎn)期間原回風(fēng)順槽（現(xiàn)進(jìn)風(fēng)順槽）物料運(yùn)輸受限問題。在系統(tǒng)改造前，原回風(fēng)順槽的物料運(yùn)輸受瓦斯等的制約，只能在工作面檢修期間（8點(diǎn)班）進(jìn)行，無法滿足工作面的生產(chǎn)需求；改造后，原回風(fēng)順槽的污風(fēng)變成新鮮風(fēng)流，實(shí)現(xiàn)了三班可連續(xù)運(yùn)輸，減少了對工作面生產(chǎn)的制約。

4 結(jié)語

工作面“雙U”型通風(fēng)方式布置改為偏“Y”型方式布置后，將原“一面四條順槽”設(shè)計改為“一面三條順槽”，減少了巷道布置數(shù)量和通風(fēng)設(shè)施等的建設(shè)，掘進(jìn)工程量降低，緩解了采掘銜接，同時減少了巷道護(hù)巷煤柱的留設(shè)，降低了成本，同時節(jié)約了煤炭資源，促進(jìn)了煤礦的可持續(xù)發(fā)展，在煤炭行業(yè)特別是高瓦斯礦井中具有廣泛的推廣應(yīng)用價值。