優(yōu)化工作面通風(fēng)方式瓦斯治理措施

摘 要：通風(fēng)在采煤作業(yè)中發(fā)揮出舉足輕重的作用，工作面風(fēng)量保證控制，采煤工作面通風(fēng)方式的最佳選擇，加強(qiáng)工作面嚴(yán)格的通風(fēng)管理工作，切實(shí)保證采煤工作面始終保持足夠的新鮮風(fēng)量，避免瓦斯超限導(dǎo)致事故發(fā)生，為此，要加強(qiáng)對采煤工作面通風(fēng)的深入研究。

關(guān)鍵詞：采煤工作面;通風(fēng)方式;技術(shù);瓦斯治理;措施

在煤礦開采生產(chǎn)過程中，采煤工作面的煤壁不斷的施放出瓦斯，其相鄰采空區(qū)同時(shí)會(huì)涌出大量有害氣體，這些氣體在流經(jīng)采場時(shí)，氣體組分會(huì)產(chǎn)生一定變化，溫度、濕度、壓力也一起發(fā)生變化，通風(fēng)是瓦斯治理的基礎(chǔ)和保障，建立起合理、穩(wěn)定、可靠、完備的通風(fēng)系統(tǒng)，這是防治瓦斯事故關(guān)鍵，采煤工作展開，各主要用風(fēng)點(diǎn)都必須配合通風(fēng)，必須在采區(qū)構(gòu)成完整通風(fēng)系統(tǒng)后，瓦斯?jié)舛葴y量合格，方可開采，確保采煤工作面安全、完善、可靠的通風(fēng)系統(tǒng)，結(jié)合煤礦生產(chǎn)實(shí)際情況，制定相應(yīng)措施。

1 通風(fēng)系統(tǒng)幾種形式以及通風(fēng)方式選擇上的優(yōu)化

煤礦采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)主要有以下幾種形式：兩條通風(fēng)上（下）山，輸送機(jī)上（下）山進(jìn)風(fēng)，軌道上（下）山回風(fēng);三條通風(fēng)上（下）山，輸送機(jī)上（下）山和軌道上（下）山進(jìn)風(fēng)。另一條是專用回風(fēng)上山。礦井進(jìn)、回風(fēng)井之間和主要進(jìn)、回風(fēng)巷之間的每個(gè)聯(lián)絡(luò)巷中，必須砌筑永久性風(fēng)墻，需要使用聯(lián)絡(luò)巷必須安設(shè)兩道聯(lián)鎖的正向風(fēng)門和兩道逆向風(fēng)門，井下機(jī)電設(shè)備硐室的通風(fēng)必須符合要求：①硐室應(yīng)設(shè)置在進(jìn)風(fēng)風(fēng)流中，溫度不超過30℃，其他硐室溫度不超過26℃;個(gè)別機(jī)電設(shè)備硐室，可以設(shè)置于回風(fēng)流內(nèi)，但瓦斯?jié)舛炔坏贸^0.5%，要求必須安裝甲烷斷電儀;采區(qū)變電所，必須有獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)，應(yīng)保證采區(qū)通風(fēng)中風(fēng)流流動(dòng)穩(wěn)定性，盡可能避免對角風(fēng)路，盡量減少采區(qū)漏風(fēng)量，有利于采空區(qū)瓦斯的安全排放及防止采空區(qū)內(nèi)遺煤自然發(fā)火，使新鮮風(fēng)流減輕升溫和污染的威脅。

采煤工作面通風(fēng)系統(tǒng)主要由工作面進(jìn)風(fēng)平巷、回風(fēng)平巷和工作面組成，采煤工作面通風(fēng)系統(tǒng)主要有U形、Z形、Y形，W形、H形、U+L形和雙Z等形式。選擇何種方式應(yīng)根據(jù)工作面實(shí)際情況進(jìn)行判斷和實(shí)行。采煤工作面所需風(fēng)量按照如下方式準(zhǔn)確的計(jì)算：第一，每個(gè)采煤工作面實(shí)際所需風(fēng)量，應(yīng)按瓦斯，二氧化碳涌出量和有害氣體產(chǎn)生量，以及工作面氣溫，風(fēng)速和人數(shù)等規(guī)定，分別計(jì)算，取其中最大值，最后再按風(fēng)速驗(yàn)算;第二，全礦井采煤工作面所需風(fēng)量等于礦井各個(gè)采煤工作面實(shí)際需要風(fēng)量總和;第三，采煤工作面有符合規(guī)定串聯(lián)通風(fēng)時(shí)，應(yīng)按其中一個(gè)采煤工作面實(shí)際需要最大風(fēng)量計(jì)算;第四，備用采煤工作面的需要風(fēng)量也應(yīng)按第一項(xiàng)所規(guī)定的各項(xiàng)計(jì)算，且不得低于其采煤時(shí)實(shí)際風(fēng)量的50%。專用回風(fēng)巷是指在采區(qū)巷道中，專門用于回風(fēng)，不得用于運(yùn)料，安設(shè)電器設(shè)備的巷道，在煤與瓦斯突出區(qū)，專用回風(fēng)巷道內(nèi)還不得行人。對于高瓦斯礦井，在煤與瓦斯突出危險(xiǎn)的礦井的每個(gè)采區(qū)和開采容易自然煤層的采區(qū)，必須設(shè)置至少一條供專門使用的回風(fēng)巷，低瓦斯礦井開采煤層群和分層開采采用聯(lián)合布置的采區(qū)，也必須設(shè)置一條專用回風(fēng)巷，采用專用的排瓦斯巷時(shí)，通風(fēng)應(yīng)做到以下幾方面：①工作面風(fēng)量控制必須可靠;②專用排瓦斯巷內(nèi)風(fēng)速不得低于0.5m/s;③專用排瓦斯巷必須貫穿整個(gè)工作面推進(jìn)長度且不得有盲巷。通過采煤工作面長度的、最大與最小頂控距，平均頂控距，采高，平均斷面積，溫度，工作面同時(shí)作業(yè)需要的人數(shù)等，并根據(jù)一定的條件，如溫度，瓦斯涌出量等這一系列的要素，采用最適合的方式，對采煤工作面的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。

2 采區(qū)通風(fēng)技術(shù)

由于采區(qū)的生產(chǎn)人員多、有害氣體、粉塵生成集中，通風(fēng)質(zhì)量對確保工作人員的健康和安全起著決定性作用。為此，要求進(jìn)入礦區(qū)的氣流必須滿足呼吸和排除各種有害氣體和粉塵的需要。要求風(fēng)量必須穩(wěn)定，各種巷道及采礦、掘進(jìn)面風(fēng)速要符合《規(guī)程》的有關(guān)規(guī)定。需要制定合理的采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)，使風(fēng)沿采區(qū)巷道清掃工作面后進(jìn)入采區(qū)，才能進(jìn)行采區(qū)抽采?！睹旱V安全規(guī)程》第114條規(guī)定：生產(chǎn)水平和采區(qū)必須實(shí)行分區(qū)通風(fēng)。采煤工作面和掘進(jìn)工作面都應(yīng)采用獨(dú)立通風(fēng)。同一采區(qū)內(nèi)，同一煤層上下相連的兩個(gè)同一風(fēng)路中的采煤工作面、采煤工作面與其相連接的掘進(jìn)工作面，相鄰兩個(gè)掘進(jìn)工作面，布置獨(dú)立通風(fēng)有困難時(shí)，在制定措施后，可采用串聯(lián)通風(fēng)，但串聯(lián)通風(fēng)的次數(shù)不得超過1次。進(jìn)入串聯(lián)工作面的風(fēng)流中，必須裝有瓦斯（二氧化碳）自動(dòng)檢測報(bào)警斷電裝置，瓦斯和二氧化碳濃度都不得超過0.5%。

3 優(yōu)化采煤工作面通風(fēng)方式

在對工作面通風(fēng)方式進(jìn)行優(yōu)化的措施采用前，首先應(yīng)詳細(xì)了解采煤工作面各種通風(fēng)方式，以及各方式的優(yōu)缺點(diǎn)，以便有針對性的對采區(qū)工作面采用正確的通風(fēng)方式，保證工作面通風(fēng)良好。采煤工作面一般常用的通風(fēng)方式有：反向通風(fēng)、同向通風(fēng)及對拉工作面通風(fēng)等方式。①反向通風(fēng)方式的特點(diǎn)是工作面進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)巷的風(fēng)流方向相反，平行流動(dòng)，主要優(yōu)點(diǎn)是采空區(qū)漏風(fēng)量比較小;其缺點(diǎn)是工作面上隅角附近，由于風(fēng)流速度很低容易積聚瓦斯，影響安全生產(chǎn);②同向通風(fēng)方式特點(diǎn)是，工作面的進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)巷種的風(fēng)流方向相同平行流動(dòng)。工作面的回風(fēng)是由采空區(qū)回風(fēng)巷（沿空留巷）及采區(qū)邊界上山排出，優(yōu)點(diǎn)是利用采空區(qū)漏風(fēng)，將瓦斯帶到工作面回風(fēng)巷的風(fēng)流中，能有效避免采空區(qū)瓦斯涌到工作面或上隅角積存。缺點(diǎn)是采空區(qū)漏風(fēng)較多，容易引起自然發(fā)火;③對拉工作面通風(fēng)方式，其中對拉工作面是由三條巷道構(gòu)成的工作面通風(fēng)系統(tǒng)，它可分為兩進(jìn)一回或一進(jìn)兩回的兩種通風(fēng)方式。這種通風(fēng)方式與反向、同向通風(fēng)方式比較，具有通風(fēng)量大、阻力小和采空區(qū)漏風(fēng)少等優(yōu)點(diǎn);但都有一段下行通風(fēng)的缺點(diǎn)。采煤工作面上隅角是采空區(qū)風(fēng)流的匯合處，此處容易引起瓦斯積聚超限，上隅角的風(fēng)流狀態(tài)是瓦斯超限的重要原因，應(yīng)采取具體措施，對這一處工作面的瓦斯超限進(jìn)行防治和超限治理，圖1是對該處采用擋風(fēng)簾進(jìn)行通風(fēng)改善的示意圖。

4 加強(qiáng)煤礦通風(fēng)安全管理工作

成立專門的通風(fēng)安全領(lǐng)導(dǎo)班組，由專人領(lǐng)導(dǎo)負(fù)責(zé)，小組成員，管理嚴(yán)格，分工明確，責(zé)任到人，切實(shí)保證采煤工作面必須有完整的通風(fēng)系統(tǒng)，安排專人，每天都要對井下所有的通風(fēng)設(shè)施進(jìn)行一次全面的檢測與維護(hù)工作，如發(fā)現(xiàn)異常情況，要及時(shí)采取措施，保證采煤工作面有充足的風(fēng)量，保持穩(wěn)定且可靠的通風(fēng)。對于綜采工作面回風(fēng)端頭供風(fēng)的風(fēng)機(jī)，要有專門的人員進(jìn)行管理，確保做到“雙風(fēng)機(jī)、雙電源”，并且必須保證自動(dòng)切換功能的可靠性，每天專人做檢查，認(rèn)真觀察作業(yè)面的氣體和各種稍有變化情況，定期做試驗(yàn)，對風(fēng)量進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，如有問題出現(xiàn)，及時(shí)跟蹤落實(shí)。

5 通風(fēng)設(shè)施的安全保障

采煤工作面的風(fēng)量經(jīng)過科學(xué)合理的計(jì)算，應(yīng)保證工作面有足夠的風(fēng)量，風(fēng)量能得以保證的關(guān)鍵就是通風(fēng)設(shè)備的安全合理使用。全面管理好瓦斯抽放系統(tǒng)，確保系統(tǒng)通暢，達(dá)到良好抽放效果。井下主通風(fēng)機(jī)都要配備一臺(tái)備用通風(fēng)機(jī)，并對兩臺(tái)風(fēng)機(jī)做好調(diào)試，使風(fēng)機(jī)達(dá)到最佳工況。主扇風(fēng)機(jī)出現(xiàn)停止運(yùn)轉(zhuǎn)的狀況，調(diào)度人員應(yīng)立即通知切斷工作面所有電源，將人員撤離到安全的地點(diǎn)，待主風(fēng)機(jī)開啟，風(fēng)流穩(wěn)定后，由瓦斯檢驗(yàn)員檢測工作面各部位氣體均符合標(biāo)準(zhǔn)后，瓦斯?jié)舛鹊偷?%以下，才可以恢復(fù)送電。端頭風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)、上下端頭的風(fēng)障、下端頭的風(fēng)筒，都要做好管理與維護(hù)，根據(jù)作業(yè)面在實(shí)際工作中各種情況變化來變更完善，徹底保證作業(yè)面實(shí)際的安全狀況。

綜上所述，煤炭作為寶貴的不可再生的礦產(chǎn)資源，安全高效的開發(fā)、利用、保護(hù)好礦山，是我們煤炭企業(yè)在開采作業(yè)施工與對礦山管理的過程中，始終應(yīng)樹立的理念。做好采煤工作面通風(fēng)工作符合國家對節(jié)能環(huán)保的要求，運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)對通風(fēng)方式、管理等措施進(jìn)行優(yōu)化，使企業(yè)實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，科學(xué)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏國山，曹士瀅，朱亞彪."U"型通風(fēng)采煤工作面上隅角瓦斯治理技術(shù)[J].煤礦安全（11）：34-36，39.

[2]國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局.2019年新版煤礦安全規(guī)程[Z].2019-2-25.

作者簡介：

呂立斌（1988- ），男，本科，通風(fēng)工程師，通風(fēng)工區(qū)抽采隊(duì)長，陽煤一礦通風(fēng)工區(qū)。