干河礦邊角遺煤開采工作面通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化

任海波

（山西焦煤霍州煤電干河礦，山西 霍州 031400）

研究表明，全國遺煤可采儲量達(dá)400 億噸[1]，這些遺煤資源主要有遺留煤柱、邊角煤、整層棄煤等[2-4]。相對于深部開采而言，這些儲量可觀的淺層遺留煤炭資源若能安全復(fù)采，則極大緩解我國煤炭資源儲量和消費(fèi)量之間的矛盾。 如何實(shí)現(xiàn)淺層遺煤資源的安全復(fù)采，日益成為廣大科研人員和煤礦科技工作者關(guān)注的焦點(diǎn)問題。 井下通風(fēng)系統(tǒng)相當(dāng)于“礦井之肺”，在原有巷道基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)遺留煤炭資源的安全復(fù)采，無疑會促使井下原有通風(fēng)系統(tǒng)更趨復(fù)雜，而確保井下通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，是實(shí)現(xiàn)遺煤安全復(fù)采的必要條件之一[5]。因此，以霍寶干河礦一采區(qū)邊角煤復(fù)采通風(fēng)系統(tǒng)為研究對象，基于對該礦現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)的分析，提出了邊角煤復(fù)采時(shí)通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化方案，并對優(yōu)化后的通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)場應(yīng)用效果進(jìn)行評價(jià)，以期為遺煤復(fù)采時(shí)井下通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化升級提供一定的借鑒。

1 工程概況

干河礦位于山西省洪洞縣城北23 km 處的堤村鄉(xiāng)，井田面積為35.56 km2。 采用立井開拓，有主井、副井和回風(fēng)井3 個(gè)井筒?？刹擅簩臃謩e為1#、2#、7下#、9#和11#煤層，其中2#煤層平均厚度為3.75 m，平均傾角為9°，埋深為485～540 m，為穩(wěn)定大部可采煤層。 但隨著機(jī)械化采煤水平不斷提高、構(gòu)造影響和其他條件影響導(dǎo)致2#煤回采過程中形成了大量大小不一且形狀不規(guī)則的邊角煤，而2#煤又屬資源稀缺煤種，必須精采細(xì)采，提高資源回收率。

2-126 工作面標(biāo)高+146.1～+172 m，位于+80 m水平一采區(qū)的右翼，北側(cè)為F14斷層，西側(cè)為2-112工作面采空區(qū)，南側(cè)為2-118C 工作面采空區(qū)，東側(cè)為F23斷層。2-126 工作面采用走向長壁后退式采煤法，綜合機(jī)械化一次采全高采煤工藝。

2 通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀

干河礦通風(fēng)方式為中央并列式，通風(fēng)方法為機(jī)械抽出式通風(fēng)，其中主立井、副立井為進(jìn)風(fēng)井，回風(fēng)立井為回風(fēng)井。 在回風(fēng)井地面安設(shè)了2 臺FBCDZ-10-№35 型對旋軸流通風(fēng)機(jī)， 其中1 臺工作1 臺備用。 2-126 工作面通風(fēng)系統(tǒng)采用“兩進(jìn)一回”，2-126工作面原設(shè)計(jì)通風(fēng)線路為：

進(jìn)風(fēng)路線： 右翼軌道巷→2-126 運(yùn)輸聯(lián)巷→2-1262 巷→2-126 綜采工作面。

回風(fēng)路線：2-126 綜采工作面→2-126 切巷→右翼皮帶巷和右翼軌道巷→2-126 皮帶聯(lián)巷→一采區(qū)回風(fēng)巷，見圖1。

圖1 2-126 工作面原計(jì)劃通風(fēng)線路

由于2-126 工作面邊角煤形狀不規(guī)則， 給邊角煤復(fù)采時(shí)工作面巷道布置帶來了諸多困難，導(dǎo)致通風(fēng)系統(tǒng)不易形成，通風(fēng)阻力增大，通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整需施工大量的通風(fēng)設(shè)施，且造成對現(xiàn)有巷道的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行完善時(shí)通風(fēng)線路易出現(xiàn)串聯(lián)、角聯(lián)巷道等問題。

3 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化方案及效果

3.1 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化方案

考慮到2-126 工作面回采期間會形成大量形狀不規(guī)則、尺寸大小不同的邊角煤，而利用原通風(fēng)系統(tǒng)對2-126 工作面邊角煤復(fù)采時(shí)存在諸多問題，為了充分利用現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)， 減少巷道施工量，分別從三個(gè)階段對2-126 工作面原通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，優(yōu)化改造后的2-126 回采工作面通風(fēng)線路見圖2。

圖2 2-126 工作面優(yōu)化后的通風(fēng)線路

階段一：2-126 系統(tǒng)巷道掘進(jìn)期間。在2-126 軌道聯(lián)巷施工期間采用局部通風(fēng)方式進(jìn)行通風(fēng)。 在2-126 軌道聯(lián)巷與右翼軌道巷貫通后， 需在2-126軌道聯(lián)巷內(nèi)施工一道調(diào)節(jié)風(fēng)墻A， 見圖2。 確保2-126 軌道聯(lián)巷內(nèi)配風(fēng)達(dá)到200 m3/min。 在2-126軌道聯(lián)巷施工一組風(fēng)門4， 確保鄰近工作面風(fēng)量滿足生產(chǎn)需求。 此外，通過對2-126 工作面地質(zhì)報(bào)告分析發(fā)現(xiàn)，在2-126 工作面回采過程中遇到兩個(gè)需避開的無煤陷落柱，因此需在2-126 工作面施工兩個(gè)繞巷（一繞巷和二繞巷）進(jìn)行后期回采工作。 在一繞巷和二繞巷施工完成后，需分別施工密閉1 和密閉2，見圖2。 待2-126 工作面推進(jìn)剩余50 m 貫通前組織排放瓦斯，由2-126 工作面與一繞巷和二繞巷實(shí)現(xiàn)安全貫通以達(dá)到多回收煤量的目的。

階段二：在右翼軌道巷和右翼皮帶巷施工密閉3、密閉4 后，將2-126 切巷與2-1262 巷貫通，并同時(shí)拆除風(fēng)門4。 此時(shí)，通風(fēng)系統(tǒng)由右翼軌道巷進(jìn)風(fēng)，右翼皮帶巷和2-1262 巷回風(fēng)，工作面實(shí)現(xiàn)“一進(jìn)兩回”（回風(fēng)以2-1262 巷為主，以右翼皮帶巷為輔）。

階段三：在2-126 運(yùn)輸聯(lián)巷和2-126 皮帶聯(lián)巷施工風(fēng)門1、風(fēng)門2，調(diào)整右翼通風(fēng)系統(tǒng)。 此時(shí)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)風(fēng)線路為： 右翼軌道巷→126 運(yùn)輸聯(lián)巷→右翼皮帶巷→1262 巷→2-126 工作面； 回風(fēng)線路為：2-126 工作面→右翼軌道巷→2-126 皮帶聯(lián)巷→1121 巷→一采區(qū)回風(fēng)巷。

此外， 由于該工作面為盡量減少丟煤損失，而施工了兩條繞巷。 當(dāng)工作面推進(jìn)至繞巷處需組織回撤前半段支架， 故需將右翼通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整；工作面生產(chǎn)期間2-1121 聯(lián)巷存在一處排水點(diǎn)， 需采用局部通風(fēng)機(jī)送風(fēng)，故該工作面正常生產(chǎn)期間存在排水點(diǎn)污風(fēng)串入工作面的現(xiàn)象， 但不存在瓦斯、有害氣體超標(biāo)現(xiàn)象， 可滿足該工作面正常生產(chǎn)需要。待工作面推至距一繞巷、二繞巷剩余50 m 前，需組織對繞巷密閉啟封及排放瓦斯工作，確保工作面與繞巷安全貫通。

3.2 優(yōu)化效果評價(jià)

通過對2-126 進(jìn)、 回風(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)設(shè)施進(jìn)行調(diào)整后， 在2-126 工作面邊角煤復(fù)采期間通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了“二進(jìn)一回”通風(fēng)，減少了供風(fēng)距離，降低通風(fēng)阻力，確保了通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定。 實(shí)現(xiàn)了2-126 邊角煤開采通風(fēng)系統(tǒng)的全面降阻、先西后東、有降有增、先易后難、全面兼顧的通風(fēng)需求。 通過對暫時(shí)不用的聯(lián)巷等用風(fēng)地點(diǎn)構(gòu)筑風(fēng)墻，對長期不用（超過半年以上）的巷道構(gòu)筑永久密閉等措施，提高了風(fēng)量有效利用率，減少了漏風(fēng)；從而提高了邊角煤量的采出率，提高了工作面煤炭回采率，延長了礦井服務(wù)年限。

4 結(jié)語

通過對2-126 工作面原通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，確保了2-126 工作面邊角煤復(fù)采期間的用風(fēng)需求和通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，為邊角煤復(fù)采創(chuàng)造了良好的作業(yè)條件，提高了邊角煤量的采出率和煤炭資源回收率，延長了礦井服務(wù)年限。