高瓦斯綜放工作面高效通風(fēng)技術(shù)應(yīng)用

常杉杉

（陽(yáng)泉煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司， 山西 陽(yáng)泉 045008）

1 通風(fēng)概況

8303 工作面是三采區(qū)布置的大走向高效工作面，采用大采高綜放工藝。工作面巷道布置有4 條，采用全風(fēng)壓通風(fēng)。進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷沿著15 號(hào)煤層頂板掘進(jìn)，低抽巷和高抽巷位于15 號(hào)煤上方巖層中，巷道均封閉接入抽采系統(tǒng)，瓦斯排放方式為抽放形式。8303 工作面（東部）瓦斯來(lái)源：小部分為工作面本煤層瓦斯，大部分為頂板垮落后的上鄰近層瓦斯涌出。

2 瓦斯及通風(fēng)分析

根據(jù)15 號(hào)煤南條帶三采區(qū)8303 工作面（西部）2015.07—2015.09，開(kāi)采期間瓦斯數(shù)據(jù)：工作面配風(fēng)平均為2 700 m3/min，平均瓦斯涌出總量為138.70 m3/min，工作面平均日產(chǎn)11 023 t，相對(duì)瓦斯涌出量為18.17 m3/min，二氧化碳涌出不均衡系數(shù)為1.49。

預(yù)計(jì)8303 工作面（東部）日產(chǎn)7 300 t，瓦斯涌出量參考8303 工作面（西部）2015.07—2015.09 正?；夭善陂g的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：8303 工作面瓦斯涌出總量為92.1 m3/min，抽放量為80.3 m3/min，風(fēng)排瓦斯量為11.8 m3/min，回風(fēng)巷瓦斯量為4.3 m3/min，低抽巷瓦斯量為7.5 m3/min。

高抽抽放純量平均為80.3 m3/min，抽放濃度按46%（根據(jù)8303 西部工作面正?；夭善陂g瓦斯平均濃度取值）計(jì)算，預(yù)計(jì)混合量平均為174.56 m3/min，預(yù)計(jì)高抽巷風(fēng)量為95 m3/min。

3 風(fēng)量計(jì)算

3.1 瓦斯涌出量計(jì)算

式中：Q采為采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量，m3/min；Q回為綜放工作面回風(fēng)巷實(shí)際需要風(fēng)量；q回為綜放工作面回風(fēng)巷流風(fēng)排瓦斯量，取平均值4.3 m3/min；Q低位抽采巷為綜放工作面低位抽采巷實(shí)際需要風(fēng)量；Q高抽巷為綜放工作面高抽巷的平均混合量-平均高抽巷純量，取平均值95 m3/min；q低位抽采巷為綜放工作面低位抽采巷瓦斯量，取平均值7.5 m3/min；KCH回為采煤工作面回風(fēng)巷風(fēng)流瓦斯涌出不均衡系數(shù)，KCH4回取1.43。

計(jì)算得：Q回＝100×4.3/0.6×1.43=1 025 m3/min；

Q低位抽采巷＝100×7.5/3.5×1.43=307 m3/min，

參照15 號(hào)煤南條帶四采區(qū)移動(dòng)泵站試運(yùn)行期間的抽放平均流量為400 m3/min；取Q低位抽采巷＝400 m3/min。

所以：Q采=Q回+Q低位抽采巷+Q高抽巷＝1 025＋400+95＝1 520 m3/min。

3.2 按工作面溫度選擇適宜的風(fēng)速進(jìn)行計(jì)算

表1 采煤工作面空氣溫度與風(fēng)速對(duì)應(yīng)表

式中：V采為適宜的采煤工作面風(fēng)速，取0.8 m/s；S采為采煤工作面的平均斷面積m2，工作面最大控頂距為5.88 m，工作面最小控頂距為5.08 m，采高為3.5 m，計(jì)算得S平均＝（5.88+5.08）÷2×3.5＝19.18 m2；K為采煤工作面長(zhǎng)度調(diào)整系數(shù)，取1.2。

Q采=60×0.8×19.18×1.2=1 104 m3/min。

表2 采煤工作面長(zhǎng)度風(fēng)量調(diào)整系數(shù)表

3.3 按綜采工作面同時(shí)作業(yè)人數(shù)計(jì)算需要風(fēng)量

每人供風(fēng)≥4 m3/min，則有

式中：N為工作面同時(shí)作業(yè)最多人數(shù)；即：Q采≥4×80=320（m3/min）。

3.4 按二氧化碳涌出量計(jì)算

掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量：

式中：qhc為采煤工作面回風(fēng)巷風(fēng)流中平均絕對(duì)二氧化碳涌出量，取0.39 m3/min；khc為采煤工作面二氧化碳涌出不均勻的備用風(fēng)量系數(shù)，取1.49。

取以上三種計(jì)算的最大值為：Q采=1 520 m3/min。

3.5 按斷面進(jìn)行驗(yàn)算

式中：S最大為工作面最大控頂斷面積，m2（S最大＝5.88×3.5＝20.58 m2）；S最小為工作面最小控頂斷面積，m2（S最?。?.08×3.5＝17.78 m2）。

即：308.7 m3/min＝15×20.58＜Q采=1 520 m3/min＜240×17.78＝4 267.2 m3/min，符合規(guī)定。

由以上計(jì)算得：8303 工作面（東部）需風(fēng)量為1 520 m3/min。

4 通風(fēng)路線

新鮮風(fēng)流：吳家掌進(jìn)風(fēng)井→15 號(hào)煤南條帶三采區(qū)輔助軌道巷（皮帶巷）→8303 工作面（東部）進(jìn)風(fēng)巷→S8303 工作面（東部）。

污風(fēng)：S8303 工作面（東部）→15 號(hào)煤南條帶三采區(qū)輔助回風(fēng)巷→楊坡堰回風(fēng)井。

5 瓦斯管理措施

1）加強(qiáng)工作面通風(fēng)設(shè)施管理，確保通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。因冒頂、積水造成工作面低位抽采巷或回風(fēng)巷落山側(cè)角瓦斯?jié)舛犬惓５?，必須停止該工作面生產(chǎn)，直至恢復(fù)正常系統(tǒng)為止。

2）工作面初采期間嚴(yán)格控制機(jī)組割煤速度不超過(guò)2.5 m/min，割煤半小時(shí)，停止半小時(shí)，割煤時(shí)不能同時(shí)移架放頂，以降低工作面瓦斯涌出量。

3）工作面初采期間，采高控制在3.5 m，每推進(jìn)4.8 m，進(jìn)行探頂一次，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)一次采高，液壓支架高度不得低于3.5 m，不得高于4.0 m，嚴(yán)禁支架超高，防止低位抽采巷塌透。

4）一旦工作面落山瓦斯異常時(shí)，采用全風(fēng)壓配風(fēng)方法不能有效處理時(shí)，需設(shè)置風(fēng)障采用引風(fēng)法進(jìn)行處理。嚴(yán)禁丟底煤，防止底板出瓦斯。

5）低位抽采巷與工作面實(shí)現(xiàn)“瓦斯電閉鎖”，當(dāng)?shù)臀怀椴上锕苈穬?nèi)瓦斯超過(guò)3.5%時(shí)，能夠及時(shí)切斷工作面及回風(fēng)巷內(nèi)一切非本安型電器設(shè)備電源，只有低位抽采巷管路內(nèi)瓦斯降至2.5%以下時(shí)，方可恢復(fù)工作面及回風(fēng)巷內(nèi)一切非本安型電器設(shè)備電源，當(dāng)?shù)孛姹谜景l(fā)生突發(fā)狀況停運(yùn)時(shí)，必須立即通知隊(duì)組及時(shí)停止工作面生產(chǎn)作業(yè)，待地面抽放泵站恢復(fù)正常運(yùn)行時(shí)，工作面方可恢復(fù)生產(chǎn)。

6）作面回采期間，每班按規(guī)定設(shè)置巡回瓦斯檢查工和專職瓦檢工，并嚴(yán)格按計(jì)劃圖表進(jìn)行檢查。特別是在工作面初采期間工作面專職瓦斯檢查工與巡回瓦檢工要詳細(xì)檢查工作面各處瓦斯、掛汗、一氧化碳、溫度等情況并落實(shí)工作面初采期間頂班垮落情況詳細(xì)匯報(bào)通風(fēng)工區(qū)調(diào)度，發(fā)現(xiàn)瓦斯涌出異常等現(xiàn)象必須立即匯報(bào)，研究制定瓦斯治理措施，并嚴(yán)格執(zhí)行工作地點(diǎn)交接班，采空側(cè)后部溜設(shè)點(diǎn)檢查，專職瓦檢工割煤期間要在機(jī)組下風(fēng)側(cè)檢查瓦斯。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)8303 工作面進(jìn)行有效通風(fēng)管理，科學(xué)的風(fēng)量計(jì)算，合理的調(diào)配風(fēng)量，為工作面通風(fēng)和瓦斯抽采創(chuàng)造了條件。工作面生產(chǎn)期間，瓦斯監(jiān)控有效，未出現(xiàn)超限情況，瓦斯抽采效果良好，解決了工作面瓦斯大對(duì)正常生產(chǎn)的影響，為安全高效生產(chǎn)提供了通風(fēng)保障。