一種新型皮托管支撐裝置在老石旦煤礦的實(shí)踐與應(yīng)用

郄峰

（神華烏海能源有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 烏海016000）

1 提出問(wèn)題

就目前國(guó)內(nèi)煤礦安全生產(chǎn)現(xiàn)狀而言，皮托管支撐形式在煤礦采煤工作面火區(qū)均壓通風(fēng)方式中仍然采用了自攻螺絲或者鐵釘把采煤工作面火區(qū)均壓風(fēng)門(mén)上方的皮托管進(jìn)行兩點(diǎn)一線的簡(jiǎn)單固定，針對(duì)當(dāng)下出現(xiàn)的這一問(wèn)題，我們積極探索新工藝、新技術(shù)，終于研制成功一種新型皮托管支撐裝置，并在神華烏海能源公司老石旦煤礦031601 工作面、031604 工作面進(jìn)行了多次的試驗(yàn)和應(yīng)用，取得了較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益，保證了采煤工作面安全、高效、穩(wěn)定生產(chǎn)。

2 分析問(wèn)題

我們研制的這種新型皮托管支撐裝置是在采煤工作面火區(qū)均壓通風(fēng)系統(tǒng)中來(lái)固定皮托該技術(shù)屬于煤礦“一通三防”的技術(shù)領(lǐng)域，重點(diǎn)在于對(duì)礦井采煤工作面火區(qū)均壓通風(fēng)皮托管支撐方式的深化研究。

3 解決問(wèn)題

3.1 031601 工作面概況

老石旦煤礦回采的031601 綜合機(jī)械化放頂煤工作面為該礦主采工作面，該工作面傾斜長(zhǎng)度280m，走向長(zhǎng)度為1370m（剩余長(zhǎng)度427m），煤層平均厚度8.5m，所采16# 煤層傾角5°～30°。工作面采用全部垮落法管理頂板，走向長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化放頂煤開(kāi)采方法，機(jī)采高度3m，放頂煤高度5.5m，采放比1：1.66。031601 工作面底板為砂質(zhì)頁(yè)巖，頂板為炭頁(yè)巖。

3.2 工作原理

3.2.1 該新型皮托管支撐裝置的設(shè)計(jì)目的

該種新型皮托管支撐裝置的設(shè)計(jì)目的就是解決礦井采煤工作面火區(qū)均壓風(fēng)門(mén)皮托管固定不牢靠引起的壓差數(shù)值不準(zhǔn)確導(dǎo)致的各類(lèi)問(wèn)題，主要目的如下：①該種新型皮托管支撐裝置結(jié)構(gòu)便于裝拆和運(yùn)輸，工作原理簡(jiǎn)單，該種新型皮托管支撐裝置使用起來(lái)比較方便；②該種新型皮托管支撐裝置大大降低因礦井采煤工作面火區(qū)均壓風(fēng)門(mén)皮托管固定不牢靠引起的壓差數(shù)值不準(zhǔn)確導(dǎo)致的人身傷亡事故或數(shù)額較大的經(jīng)濟(jì)損失等問(wèn)題，并且從根本上解決了礦井采煤工作面火區(qū)均壓風(fēng)門(mén)皮托管固定不牢靠引起的壓差數(shù)值不準(zhǔn)確；③該種新型皮托管支撐裝置的使用成本低廉，效果顯著。

3.2.2 該種新型皮托管支撐裝置工作原理的理論基礎(chǔ)和依據(jù)

通風(fēng)隊(duì)工作人員為了保障礦井采煤工作面火區(qū)均壓通風(fēng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性會(huì)定時(shí)對(duì)采煤工作面均壓通風(fēng)的壓差進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定壓差數(shù)據(jù)最重要的環(huán)節(jié)之一是均壓風(fēng)門(mén)安裝的皮托管的工作，由于傳統(tǒng)的皮托管固定方式不牢靠或者受到風(fēng)門(mén)開(kāi)閉過(guò)程中的震蕩，皮托管的位置發(fā)生偏移，容易影響U 型壓差計(jì)顯示數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致均壓通風(fēng)系統(tǒng)的不穩(wěn)定，影響采煤工作面均壓防滅火工作的正常開(kāi)展[1]。結(jié)合井下采煤工作面均壓通風(fēng)系統(tǒng)的實(shí)際需求，特發(fā)明了解決該問(wèn)題的皮托管支撐裝置。該支撐裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作。

3.2.3 該新型皮托管支撐裝置的工作原理

首先，加工一塊長(zhǎng)度為57cm、寬為6.2cm 的鋼板，在鋼板的平面上焊接三根厚度為0.4cm、高度為1.5cm 的鋼條，將鋼板平面分為兩個(gè)區(qū)間，在上部區(qū)間打兩個(gè)固定自攻螺絲的小孔，在下部區(qū)間靠右側(cè)打一個(gè)半徑0.5cm 的采樣孔。

按照上述規(guī)格的支撐裝置準(zhǔn)備好后，將皮托管按照自下而上的方向加裝在該新型皮托管支撐裝置上后，可以準(zhǔn)確、穩(wěn)定的對(duì)采煤工作面均壓通風(fēng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。當(dāng)采煤工作面均勻通風(fēng)需要對(duì)該處進(jìn)行正壓采集時(shí)，將手動(dòng)連接閥左側(cè)連接皮托管中的正壓管；當(dāng)采煤工作面均勻通風(fēng)需要對(duì)該處進(jìn)行靜壓采集時(shí)，將手動(dòng)連接閥左側(cè)連接皮托管中的靜壓管。

通過(guò)該裝置的應(yīng)用，可以對(duì)采煤工作面均壓系統(tǒng)的正壓和靜壓進(jìn)行準(zhǔn)確、可靠地監(jiān)測(cè)，這樣就避免了因皮托管固定方式不牢靠或者受到風(fēng)門(mén)開(kāi)閉過(guò)程中的震蕩，皮托管的位置發(fā)生偏移，導(dǎo)致均壓通風(fēng)系統(tǒng)的不穩(wěn)定，影響采煤工作面防滅火工作正常開(kāi)展。

3.3 安裝施工該新型皮托管支撐裝置的注意事項(xiàng)

①新型皮托管支撐裝置原則上在采煤工作面火區(qū)每組均壓風(fēng)門(mén)布置1 個(gè)，這樣能夠穩(wěn)定地進(jìn)行壓差數(shù)值監(jiān)測(cè)，保障人員的生命安全；②新型皮托管支撐裝置應(yīng)該安排專(zhuān)人對(duì)該裝置進(jìn)行定期檢查，發(fā)現(xiàn)該裝置有故障或損壞無(wú)法正常使用，必須立即進(jìn)行更換，確保采樣器能夠正常發(fā)揮作用；③加強(qiáng)員工安全教育力度，使員工都能夠做到愛(ài)護(hù)新型皮托管支撐裝置，嚴(yán)禁閑雜人員移作他用或者損壞該裝置，應(yīng)該建立嚴(yán)格的獎(jiǎng)懲制度，對(duì)破壞新型皮托管支撐裝置的人員進(jìn)行嚴(yán)懲。

4 應(yīng)用案例

2015 年11 月份烏海能源公司老石旦煤礦在031601 工作面開(kāi)始采用均壓通風(fēng)的方法來(lái)抑制采空區(qū)遺煤自燃。初始階段利用鐵釘或者自攻螺絲來(lái)固定皮托管效果極差，均壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)非常困難，采空區(qū)20m 處氧氣濃度達(dá)到14.3%，很容易造成采空區(qū)煤層自燃，使用新型皮托管支撐裝置后均壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)起來(lái)變得比較簡(jiǎn)單，最后將回采時(shí)調(diào)節(jié)運(yùn)輸順槽風(fēng)量為769m3/min，壓力為10Pa，回風(fēng)順槽風(fēng)量為799m3/min，壓力為60Pa 時(shí)，采空區(qū)20m 處氧氣濃度達(dá)到2.7%，效果非常明顯，收到了良好的安全效益。

5 結(jié)論

①該新型皮托管支撐裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，易上手，井下綜掘工作面操作人員無(wú)需專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)即可上手；②該新型皮托管支撐裝置在使用過(guò)程中，能夠最大程度地解決采煤工作面火區(qū)均壓風(fēng)門(mén)皮托管固定不牢靠引起的壓差數(shù)值不準(zhǔn)確導(dǎo)致的各類(lèi)問(wèn)題；③該新型皮托管支撐裝置工作原理簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)便于裝拆和運(yùn)輸，使用比較方便。