煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面通風(fēng)技術(shù)研究

王學(xué)峰

（山西陽(yáng)城陽(yáng)泰集團(tuán)西溝煤業(yè)有限公司，山西 晉城 048100）

引言

在現(xiàn)階段我國(guó)煤礦開采行業(yè)不斷發(fā)展中，伴隨著開采難度的不斷提升，相應(yīng)煤礦開采技術(shù)手段同樣也需要不斷創(chuàng)新優(yōu)化，以求維系較高的煤炭開采量。長(zhǎng)距離掘進(jìn)開采技術(shù)的應(yīng)用就是當(dāng)前不容忽視的重要技術(shù)手段，該技術(shù)的應(yīng)用能夠明顯提升煤礦開采效率，但是同樣也面臨著一些新的難題，尤其是在長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面中，環(huán)境極為惡劣，容易滋生安全隱患，需要采取恰當(dāng)適宜的策略予以優(yōu)化解決。針對(duì)煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面予以通風(fēng)處理成為比較關(guān)鍵的技術(shù)，要求營(yíng)造出安全適宜的空氣環(huán)境，確保煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)安全性。

1 煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面通風(fēng)的必要性

煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面因?yàn)槠渥陨硭幬恢玫奶厥庑裕諝赓|(zhì)量較差，作業(yè)環(huán)境較為惡劣，存在著較多的有害氣體，容易致使內(nèi)部工作人員受到嚴(yán)重傷害。從煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面空氣成分構(gòu)成上來看，除了氮?dú)?、氧氣、二氧化碳等成分，還包含大量有害氣體以及礦塵，比如一氧化碳、甲烷、二氧化硫以及硫化氫等，這些有害氣體不僅僅會(huì)直接損害人體健康，還會(huì)明顯增加出現(xiàn)火災(zāi)和爆炸事故的風(fēng)險(xiǎn)，成為當(dāng)前煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面生產(chǎn)作業(yè)中不容忽視的重要安全威脅因素[1]。

基于煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面在生產(chǎn)作業(yè)中面臨的惡劣空氣環(huán)境條件來看，為了營(yíng)造出更為安全健康的空間環(huán)境，切實(shí)做好空氣質(zhì)量的改善工作極為必要。這就對(duì)通風(fēng)工作提出了更高要求，應(yīng)該采取適宜合理的通風(fēng)技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)該方面危害因素的有效防控。因?yàn)槊旱V長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面的特殊性，通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用難度同樣也較大，不僅僅對(duì)于各個(gè)通風(fēng)設(shè)施的選用提出了更高要求，同時(shí)也需要結(jié)合實(shí)際狀況予以優(yōu)化布置，以求更好提升整體通風(fēng)優(yōu)化效果，在降低安全事故發(fā)生幾率的同時(shí)，確保作業(yè)人員的健康安全。

2 煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面常用通風(fēng)技術(shù)

2.1 大功率局部通風(fēng)機(jī)應(yīng)用技術(shù)

在煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面通風(fēng)處理中，如果掘進(jìn)距離在3 000 m 以內(nèi)，則可以只借助于一臺(tái)大功率局部通風(fēng)機(jī)進(jìn)行合理設(shè)置，如此便可以形成較為理想的通風(fēng)效果，確保掘進(jìn)工作面具備理想的空氣環(huán)境。當(dāng)然，因?yàn)樵摷夹g(shù)的應(yīng)用只涉及到了一臺(tái)通風(fēng)機(jī)，必然也就需要相應(yīng)通風(fēng)機(jī)具備較高的運(yùn)行功率，一般應(yīng)該達(dá)到2×28 kW 以上，以此更好形成長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面的有效通風(fēng)處理[2]。當(dāng)然，對(duì)于大功率局部通風(fēng)機(jī)的布置同樣也需要結(jié)合實(shí)際狀況合理布設(shè)，以求達(dá)到最優(yōu)通風(fēng)效果，尤其是對(duì)于瓦斯涌出量，更是需要作為重要關(guān)注指標(biāo)，如果相應(yīng)區(qū)域內(nèi)的瓦斯涌出量達(dá)到0.5 m3/min 以上，則需要重點(diǎn)設(shè)置相應(yīng)的通風(fēng)機(jī)設(shè)備，促使其可以將相應(yīng)瓦斯及時(shí)排出，如此才能夠切實(shí)解決煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面存在的相應(yīng)安全隱患和風(fēng)險(xiǎn)問題，維系煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面的安全生產(chǎn)。

2.2 多臺(tái)局部通風(fēng)機(jī)應(yīng)用技術(shù)

在煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面通風(fēng)處理中，如果掘進(jìn)距離超過了3 000 m，借助于單臺(tái)大功率局部通風(fēng)機(jī)往往就很難達(dá)到較為理想的通風(fēng)效果，對(duì)于內(nèi)部空氣質(zhì)量的維系效果不強(qiáng)，需要借助于多臺(tái)局部通風(fēng)機(jī)應(yīng)用技術(shù)，以此更好形成良好通風(fēng)處理效果。在多臺(tái)局部通風(fēng)機(jī)應(yīng)用中，需要重點(diǎn)結(jié)合煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面的生產(chǎn)狀況，合理設(shè)置多臺(tái)局部通風(fēng)機(jī)，以此逐步完成全面通風(fēng)處理效果，解決單臺(tái)通風(fēng)機(jī)應(yīng)用存在的明顯局限問題[3]。該技術(shù)手段應(yīng)用中的通風(fēng)機(jī)同樣也需要盡可能選擇一些大功率設(shè)施，促使其功率也能夠達(dá)到2×28 kW 以上，以此解決通風(fēng)機(jī)方面的運(yùn)行不當(dāng)產(chǎn)生的效果不佳問題。一般而言，當(dāng)煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面在5 000 m 以下時(shí)，設(shè)置兩臺(tái)大功率通風(fēng)機(jī)就可以達(dá)到較為理想的通風(fēng)處理效果，對(duì)于內(nèi)部瓦斯以及其它有害氣體都可以形成有效排出，解決了相應(yīng)安全隱患和危害。

2.3 風(fēng)機(jī)聯(lián)合風(fēng)筒通風(fēng)技術(shù)

煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面通風(fēng)技術(shù)在應(yīng)用中如果面臨距離特長(zhǎng)的掘進(jìn)工作面，長(zhǎng)度超過5 000 m，則上述兩種方式都難以形成較為理想的優(yōu)化處理效果，容易出現(xiàn)通風(fēng)不暢隱患，可以借助于風(fēng)機(jī)聯(lián)合風(fēng)筒通風(fēng)技術(shù)，以此體現(xiàn)出更強(qiáng)的風(fēng)力，形成多級(jí)風(fēng)，促使長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面能夠形成分流效果，促使內(nèi)部瓦斯氣體以及其它有害氣體可以得到及時(shí)排出。在風(fēng)機(jī)聯(lián)合風(fēng)筒通風(fēng)設(shè)置中，要求重點(diǎn)圍繞著多級(jí)風(fēng)庫(kù)的設(shè)置進(jìn)行分析，確保多級(jí)風(fēng)庫(kù)的形成可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面的有效兼顧，以此體現(xiàn)出更強(qiáng)的優(yōu)化通風(fēng)效果。為了促使風(fēng)機(jī)聯(lián)合風(fēng)筒可以達(dá)到較為理想的通風(fēng)處理效果，往往同樣需要高度關(guān)注功率方面的控制，促使聯(lián)合功率能夠達(dá)到2×55 kW 以上，同時(shí)結(jié)合實(shí)際狀況設(shè)定好風(fēng)筒直徑，以便體現(xiàn)出更為理想的多級(jí)風(fēng)庫(kù)構(gòu)建作用，促使其對(duì)于內(nèi)部瓦斯氣體以及其它有害氣體進(jìn)行及時(shí)排出，保障這一更長(zhǎng)距離內(nèi)的煤礦開采安全有序進(jìn)行[4]。

2.4 間隔串聯(lián)通風(fēng)技術(shù)

在煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面通風(fēng)處理中，如果掘進(jìn)工作面的長(zhǎng)度在5 000 m 以上，除了借助于風(fēng)機(jī)聯(lián)合風(fēng)筒方式進(jìn)行布置外，往往還可以借助于間隔串聯(lián)通風(fēng)技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用同樣也可以在長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面中發(fā)揮出理想的作用效果?；诿旱V長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用而言，因?yàn)轱L(fēng)量要求相對(duì)較高，進(jìn)而也就容易出現(xiàn)較高的風(fēng)壓，容易導(dǎo)致相應(yīng)風(fēng)筒設(shè)施受損，難以形成較為理想的穩(wěn)定通行效果，可以借助于間隔串聯(lián)通風(fēng)技術(shù)予以處理，將局部風(fēng)機(jī)分段，進(jìn)而也就可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)壓的有效控制，促使風(fēng)筒的穩(wěn)定性更高。當(dāng)然，為了達(dá)到較為理想的穩(wěn)定運(yùn)行效果，在間隔串聯(lián)通風(fēng)技術(shù)應(yīng)用中還需要高度關(guān)注各個(gè)參數(shù)的合理設(shè)置，尤其是對(duì)于局部通風(fēng)機(jī)設(shè)置距離，更是應(yīng)該保障其小于風(fēng)筒總長(zhǎng)度的1/3，以此促使風(fēng)壓在分擔(dān)后具備理想效果，解決以往常見的各類故障問題。當(dāng)煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面中出現(xiàn)聯(lián)巷道時(shí)，更是需要借助于該技術(shù)手段予以優(yōu)化布置，以求體現(xiàn)出更強(qiáng)的風(fēng)壓控制效果，優(yōu)化煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面生產(chǎn)安全性。

2.5 多巷掘進(jìn)通風(fēng)技術(shù)

在煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面通風(fēng)處理中，如果面臨多巷掘進(jìn)工作面，則需要在通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置中予以針對(duì)性處理，促使相應(yīng)通風(fēng)效果能夠契合掘進(jìn)巷道的具體狀況，能夠針對(duì)所有分支通道進(jìn)行有效通風(fēng)處理，以此發(fā)揮出通風(fēng)機(jī)以及風(fēng)筒的應(yīng)用價(jià)值。當(dāng)然，即使是多巷掘進(jìn)通風(fēng)系統(tǒng)的構(gòu)建，也需要重點(diǎn)關(guān)注掘進(jìn)距離以及工作面的大小，以此更好采取相適宜的通風(fēng)系統(tǒng)布置手段，解決局部供風(fēng)效果不足問題。比如在相應(yīng)掘進(jìn)距離在3 000 m 以上時(shí)，則需要優(yōu)先運(yùn)用風(fēng)機(jī)聯(lián)合風(fēng)筒布置方式，促使多級(jí)風(fēng)庫(kù)能夠解決局部供風(fēng)問題，如果相應(yīng)巷道分支較為繁雜，則需要結(jié)合實(shí)際狀況設(shè)置多臺(tái)風(fēng)筒，以便更好借助于獨(dú)立供風(fēng)方式，促使相應(yīng)工作面的通風(fēng)效果得到理想保障，同時(shí)避免風(fēng)筒受到嚴(yán)重?fù)p傷[5]。

3 煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面通風(fēng)技術(shù)要點(diǎn)

3.1 準(zhǔn)確計(jì)算需風(fēng)量

煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用需要首先高度關(guān)注需風(fēng)量的準(zhǔn)確計(jì)算，以此更好指導(dǎo)后續(xù)通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化布置。在煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面需風(fēng)量的計(jì)算分析中，技術(shù)人員需要考慮到多個(gè)方面的影響因素，要求準(zhǔn)確運(yùn)用所有相關(guān)參數(shù)信息，尤其是需要重點(diǎn)考慮到工作面以及工作人員的訴求，保障長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面具備更為理想的安全作業(yè)條件。比如從長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面中所有工作人員角度來看，相應(yīng)供風(fēng)量應(yīng)該保障在4 m3/min，如此才能夠較好保障工作人員的正常生產(chǎn)作業(yè)，解決因?yàn)橥L(fēng)不當(dāng)對(duì)于工作人員產(chǎn)生的影響和危害。對(duì)于煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面需風(fēng)量進(jìn)行計(jì)算分析還需要重點(diǎn)考慮到相應(yīng)工作面的實(shí)際狀況，尤其是對(duì)于工作面中的瓦斯涌出量，更是需要準(zhǔn)確測(cè)量掌握，進(jìn)而才能夠?yàn)楣╋L(fēng)提供有效指導(dǎo)，確保需風(fēng)量的計(jì)算較為準(zhǔn)確可靠，具備理想的可行性效果。

3.2 優(yōu)選通風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒

在煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面通風(fēng)技術(shù)應(yīng)用中，通風(fēng)機(jī)以及風(fēng)筒的應(yīng)用是關(guān)鍵要素，這些通風(fēng)設(shè)施的準(zhǔn)確運(yùn)用才能夠有效提升最終通風(fēng)效果，要求規(guī)避因?yàn)樵O(shè)施選型不當(dāng)或者是運(yùn)行不理想，產(chǎn)生較為嚴(yán)重的通風(fēng)不暢問題。在通風(fēng)機(jī)以及風(fēng)筒的選擇時(shí)，技術(shù)人員應(yīng)該充分關(guān)注多方面影響因素，在條件允許的背景下，優(yōu)先選擇一些大功率設(shè)備，如此也就可以促使其在后續(xù)運(yùn)行中提供較為理想的供風(fēng)量，滿足煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面通風(fēng)訴求[6]。一般而言，煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面中的通風(fēng)機(jī)應(yīng)該均選擇功率在2×28 kW 以上的設(shè)施，以此更好促使其適應(yīng)該類項(xiàng)目通風(fēng)訴求。通風(fēng)機(jī)以及風(fēng)筒的選擇還應(yīng)該表現(xiàn)出較強(qiáng)的協(xié)調(diào)性，尤其是對(duì)于一些同時(shí)使用通風(fēng)機(jī)以及風(fēng)筒的煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面通風(fēng)系統(tǒng)，更是需要確保兩者較為協(xié)調(diào)一致，能夠最終更好優(yōu)化通風(fēng)效果，解決設(shè)施運(yùn)行不暢問題。

3.3 改進(jìn)風(fēng)筒接頭

在煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面通風(fēng)技術(shù)應(yīng)用中，漏風(fēng)問題以及風(fēng)阻問題同樣也需要高度關(guān)注，以便更好實(shí)現(xiàn)通風(fēng)效果的切實(shí)優(yōu)化，促使供風(fēng)量能夠滿足預(yù)期要求，解決通風(fēng)過程中的損耗問題?；谕L(fēng)過程中出現(xiàn)漏風(fēng)以及風(fēng)阻問題的原因入手分析，風(fēng)筒接頭是比較關(guān)鍵的一個(gè)影響因素，因?yàn)轱L(fēng)筒接頭選用不當(dāng)或者是設(shè)置連接不合理，都可能造成漏風(fēng)或者風(fēng)阻過大。針對(duì)風(fēng)筒接頭予以優(yōu)化改進(jìn)極為必要，技術(shù)人員應(yīng)該重點(diǎn)結(jié)合不同風(fēng)筒應(yīng)用需求，合理選擇插接、羅圈接或者是反邊接等方式，確保風(fēng)筒接頭可以形成較為理想的穩(wěn)定密封效果，切實(shí)解決該方面出現(xiàn)的隱患問題，尤其是對(duì)于一些較大的風(fēng)筒設(shè)施，更是需要從接頭入手予以嚴(yán)格控制，最終更好提升有效風(fēng)量。

3.4 優(yōu)化運(yùn)行管理

煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用除了要重點(diǎn)關(guān)注于前期布置工作，還應(yīng)該切實(shí)做好后續(xù)長(zhǎng)期維護(hù)管理，以便促使所有設(shè)施均可以發(fā)揮出較為理想的持續(xù)運(yùn)行效果，解決運(yùn)行過程中各類故障問題出現(xiàn)產(chǎn)生的不良影響[7]。在長(zhǎng)期運(yùn)行管理中，要求技術(shù)人員能夠?qū)崟r(shí)掌握通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)關(guān)注長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面實(shí)際狀況，如此也就可以及時(shí)調(diào)整異常問題，時(shí)刻保持最優(yōu)通風(fēng)效果。

4 結(jié)語(yǔ)

煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面通風(fēng)至關(guān)重要，該項(xiàng)工作直接關(guān)系到煤礦開采安全性和可持續(xù)性，要求技術(shù)人員能夠在全方位了解煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面實(shí)際狀況的基礎(chǔ)上，設(shè)置較為適宜合理的通風(fēng)系統(tǒng)，并且做好長(zhǎng)期維護(hù)管理，最終營(yíng)造安全適宜的煤礦長(zhǎng)距離掘進(jìn)工作面。