基于高瓦斯煤巷掘进全负压通风技术研究

李卫强（中煤华晋能源有限责任公司王家岭矿，山西　运城　044000）



基于高瓦斯煤巷掘进全负压通风技术研究

李卫强
（中煤华晋能源有限责任公司王家岭矿，山西运城044000）

摘要：瓦斯又称煤层气，主要成分是甲烷和一氧化碳，具有易燃易爆的特点。由于瓦斯吸附在煤层中，随着采掘工作不断涌出，所以无论采用何种通风技术瓦斯都不会完全排除。而瓦斯一旦遇到明火或在一定的温度下就会发生燃烧和保障，严重危害旷工的人身安全，影响煤炭企业积极效益的提高，造成不良的社会影响。不过先进的通风技术能有效降低工作面的瓦斯浓度，使其维持规定浓度之下，尽可能确保生产过程的安全。

关键词：高瓦斯煤矿；采掘工作面；通风技术；探析

煤巷通风关系到采矿是否能安全高效进行，提高通风能力是未来矿井通风管理的主要内容。本文以甲煤矿为例，首先介绍了煤矿的概况和通风阻力的测定，接着指出通风系统优化的重点，并着重论述了通风阻力较高的解决途径，希望对大家相关课题的研究有所启发。

一、甲煤矿概况

甲煤矿矿井通风方式是中央并列式，有三个井口，进风井两个，分别是红土主斜井、副立井，回风井一个，是二号风井。风井安装主扇两台，一台工作，一台备用，型号FBCDZN026，功率2×280kW，风叶角度零度。矿井总进风量约为5468m3/min左右，矿井等积孔约为4.15m2，矿井负压约为152mm水柱。

二、通风阻力的测定

本次测定采用气压计法，选用的精密气压计的最小分度10Pa、测量是83.6 kPa ～114kPa。测量计具：皮尺、风表、干湿球温度计、秒表等。在测量之前，对风表、干湿球温度计、秒表以及精密气压计进行检定，确保测量结果真实可靠。

采用气压基点测定法进行测定，把调试好的精密气压计A放在井口，每隔10min测定一次井口的大气压力读数，并记录下来。把在井口调试好的精密气压计B放在第一个测试点上，然后每20min换一个测试定进行测定，记录各测点风流相对基点的静压。综合运用干湿球温度计、风表等仪器测定相关参数。经阻力校验，数据误差小于10%，因此测试结果可靠，具体数据如图1所示。

由表1可知，矿井718水平是全矿井的风流瓶颈，通风阻力最大，其次是570水平和460水平。718水平和570水平的巷道挖掘较早，其设计存有不合理的地方、施工质量也不高，是通风系统优化的主要对象。

三、减低通风阻力的解决途径

对于减低通风阻力的解决途径的选择，应遵循以下原则：在经济上，应在实现最大效益的基础上尽量降低材料的消耗；在技术上，应满足各用风地点的生产需要，确保风流稳定。

1 划定最大阻力路线图

最大阻力路线图的划定应根据具体的阻力数据进行，然后据此找出通风阻力异常的线路。矿井的通风阻力的有很大一部分由摩擦阻力产生，所以应采取针对性的技术手段来降低摩擦阻力。此外，在减低摩擦阻力的同时，也应注重降低特殊地点的局部阻力，更好地降低通风阻力。划定最大阻力路线图的具体方法如下：首先绘出矿井通风系统图和通风网络图，并把通风设施标准出来，确保能准确反应矿井实际用风状况。其次，根据相关文献，确定巷道阻力公式。最后，把测得的数据带入巷道阻力公式中计算出巷道阻力，划定最大通风阻力巷道。

2 通风现状分析

根据最大阻力路线图以及通风线路实际情况，在充分考虑实测数据的基础上，找出影响通风阻力的主要问题：①除了通风构筑物的不当设计和使用外，不合理的生产布局同样会影响通风系统。②根据各风路的功耗、风阻和阻力，对通风网络的阻力分布状况进行分析，找出高耗能、高风阻和高阻力的地点区域，

3 降阻措施

改善生产布局，减少对通风系统的影响。同时对通风系统进行改造，既要确保通风构筑物设计的合理性，也要做到规范操作和使用。改进巷道布置，减少通风构筑物的数量，不断简化通风系统，使通风系统处于最佳状态。综合运用多种举措，降低通风网络阻力，比如采取经济断面巷道、增加并联网络、开掘新风路、加强巷道维修、另打新风井、采用分区通风、改变流向等。井底车场、通风构筑物、井口、煤仓等地点易发生漏风，影响风量利用率，对此可在设计、施工以及后期管理上进行堵截，实现对漏风的综合治理。

结语

与炮采工作面相比，现有综采工作面和机采工作面对风量的需求更高，导致通风系统不能满足生产需要。此外，变化较快的用风地点、日益复杂的矿井通风系统又降低了风量利用率，进一步加剧了对风量需求。同时，复杂的矿井通风系统还导致新鲜风流到达用风地点距离较长，比如全矿井巷道长度在120km以上。一水平、二水平矿井通风阻力大、分布不平衡的主要原因是矿井在早期设计、施工以及管理上的缺陷。

表1　巷道特性及阻力参数表

参考文献

[1]边梦龙.刘家塔煤矿通风阻力测定与分析[J].内蒙古煤炭经济，2014（09）：176-177，181.

[2]丁焱.辛安煤矿通风阻力测定与分析[J].山东煤炭科技，2014（01）：85-88.

中图分类号：TD72

文献标识码：A