超长距离掘进巷道通风安全保障技术研究

司海微

贵州盘江恒普煤业有限公司  贵州 六盘水 553006

摘要：巷道掘进是实现煤炭开采基础，随着矿井开采技术不断提高，工作面布置长度不断增大。巷道掘进进尺不断增大，局扇风筒长度不断增大，通风阻力随之增大。现阶段矿井常用的掘进巷道通风技术包括有单巷掘进通风、双巷掘进通风等类型，其中单巷掘进通风包括有双风机并联通风、双风机集中/串联通风等；双巷掘进通风一般采用“全负压通风+局部通风”方式。现阶段矿井回采巷道掘进以单巷为主，主要通风方式仍为局部通风机、风筒组合方式。

关键词：超长距离掘进;巷道通风;安全保障技术

引言

我国煤炭资源储量大、分布广，但由于不可再生，应注重可持续发展，控制开采量，考虑矿井生命周期。目前，许多矿井巷道年久失修，矿井通风条件差，风机容量无法满足当前生产能力，工作效率低，存在一定安全隐患，成为制约煤矿生产的主要因素。为了提升安全生产、提高井下工作环境，控制井下小气候，促进煤矿经济效益，应注重风流调控设施、通风动力及通风网络，优化各改造井下通风系统，提高煤矿生产能力。

1长距离掘进巷道通风分析

1.1通风系统布置

3200支架专用运输巷采用压入式通风，将局部通风机布置在3200支架专用运输巷靠近在运输大巷开口位置。巷道掘进迎头污风流动路线为:3200支架专用运输巷—3201辅助回风巷—3盘区回风巷—南翼回风大巷—回风井。

1.2矿井通系统测定与分析

应对通风阻力测定方法确定。主要有差压法和气压计法[3]。差压法，优点是精准、计算工作量小；缺点是由于收放胶皮管，需要现场铺设，工作量较大，适用于整个矿井。气压计法，现场测量工作快速，仪器测量省时省力；缺点是受到标高影响，测定方法不精准。适用于部分巷道。采用气压计法，对副井口读取大气压力变动，另一气压计沿着图纸测量路线行走，对个监测点进行测量，避免受到大气压力变动影响测量精准度。对大气参数、巷道参数、风俗参数、通风系统阻力、风门压差等全面记录。

1.3掘进巷道需风量确定

3200支架专用运输巷掘进期间当班作业人员人数最多为45人，掘进期间巷道瓦斯涌出量为0．17m3/min，同时运输采用2台防爆柴油机车，单台机车功率为45kW。按照相关要求对3200支架专用运输巷掘进时需风量进行计算。根据相关规范要求，煤巷掘进时工作面内最低风速应不小于0．25m/s，3200支架专用运输巷宽、巷高分别为6．0m、5．8m，则最低通风风量Qmin=522m3/min。

2贯通通风系统调整技术

根据掘进工作面风速场运移规律模拟研究结果可知，掘进工作面迎头风速最大位置点位于断面上部和下部，巷道中部出现涡流低速带。当巷道贯通过程中，一旦两股风流迎面对冲，便会产生更大的风速涡流现象，造成通风系统紊乱。但如果立即停风，掘进工作面便会出现瓦斯超限、工人供养不足等问题。为解决该问题，需要对风路系统进行调节。根据分析，造成贯通过程中通风系统紊乱主要因素为，通风过程中局扇出风速度过大。为解决该问题，可将运输顺槽、回风顺槽局扇风速适度降低。但回风顺槽风速降低之后必须比运输顺槽风速更低，这样贯通后区域产生风流涡流场比较小。由于运输顺槽风压比较大，风流可以自然转化为运输顺槽到回风顺槽，最终流向回风大巷，衔接平稳，同时可以保证现场有新鲜风流，防治瓦斯灾害发生，保证工人供氧要求。根据人体工程学研究，风速为1m/s时，人体可以接受；风速为3m/s时，对人体会产生一定伤害。为保证人体安全，调整后的风速保证断面距离底板2m范围内风速低于3m/s。现场根据以上措施实施后，2506工作面顺利完成贯通后风流变换衔接。整个工作面通风系统未出现紊乱，运输顺槽未出现风流反向运移的现象，整个风路系统安全可靠。

3安全防范措施

3.1建立健全通风系统安全管理制度

企业在生产的过程中，主要的任务就是构造出有效的通风系统以及瓦斯控制系统来提高井下工程的安全性，因此在实践的过程中，需要将针对性的通风系统安全管理制度构建出来同时对于制度的构建内容，需要考虑到通风的合理化以及科学性，并且在相关工作开展时要求人员能够将安全通风管理制度落实到实践当中。最后还需要做好矿山通风管理系统的完善，并且在后续工作的开展中能够做好井下的管理控制，将通风系统合理的布置严格按照规定要求的标准量，从整体上提高通风效果[4]。

3.2安全保障措施

1)通过变频调速调整输入到电机电流频率，使得局部通风机处于最佳工况点。通过变频系统可实时监控局部通风机工作参数，以便根据需要进行调节，若在掘进前期通风距离小，可适当降低电机转速，在满足通风基础上降低电机能耗;在掘进后期通风路线长、柔性风筒漏风量大，局部通风机需要提供更大风量，因此可通过变频系统适当增加钻机转速，增大供风量。2)通风采用双边柔性风筒，筒径1200mm。在风筒内部粘贴一层风筒布覆盖针眼，以便减少通风期间漏风量。每天安排专人对柔性风筒进行检查，当发现问题时及时上报并处理，确保风筒始终处于完好状态。3)安排专人对局部通风机进行维护并实现“三专两闭锁”，提升局部通风机运行保障能力;在靠近迎头的第二节风筒侧布置风速传感器，当发现掘进迎头风量不足或者出现停风时会立即发出报警信号。4)在巷道内配备有应急压风自救器、无轨胶轮车，当巷道内出现微风或者无风等情况时，巷道内作业人员通过乘车可在10min内全部撤离，提高应急安全保障能力。5)在掘进巷道内，布置各类喷雾降尘系统，有效降低巷道内粉尘浓度，改善巷道内环境质量。

3.3利用科技手段

在矿井通风管理层面上，需要加大资金投入改善硬件条件，首先需要将陈旧的通风装置淘汰，不断地引入新型的运输机、采煤机以及供电系统，还有液压系统，从而能够达到数字化管理要求。同时在实践阶段中，针对施工测算以及通风设施等方面的布置，需要结合矿井下工作的需求，采取计算机技术测定出通风阻力参数，保证送风、回风量满足安全生产要求。对于井下通风空间而言，陈旧的设备要及时地进行更换以及维修，并且将健全的通风设备管理制度构建出来。对于不合格的通风量要及时地进行处理，可以采用混合式的通风方式，大量地加入新风量减少风量的损失，必要的时候还可以通过增加通风井的数量来达到安全的作业条件

结束语

巷道掘进时，通过采用变频控制系统，可依据掘进进尺以及现场通风需要，调节局部通风机转速，不仅可满足掘进通风需求而且可降低能耗。在巷道长距离供风时，确保柔性风筒可靠运行是实现高效通风的基础保障。在通风过程中风筒高压位置垫衬垫，避免出现漏风;风筒按照要求悬挂，降低通风风阻;安排专人对风筒进行巡检，确保风筒始终处于完好工作状态。

参考文献

[1]刘青.远距离掘进工作面通风系统质量优化分析[J].中国石油和化工标准与质量,2021,41(22):100-101.

[2]张景萍.掘进巷道过小窑空巷通风安全技术应用[J].山东煤炭科技,2021,39(06):131-133.

[3]高文蛟,梁俊奇,徐家俊,夏方顺.关于独头巷道爆破掘进通风的探讨[J].矿冶工程,2021,41(03):16-20.

[4]张建为.煤矿巷道掘进通风管理及安全防护措施探析[J].江西化工,2020(03):400-401.DOI:10.14127/j.cnki.jiangxihuagong.2020.03.138.

[5]罗勇东.长距离巷道掘进通风排尘数值模拟及优化研究[D].江西理工大学,2020.DOI:10.27176/d.cnki.gnfyc.2020.000637.

作者姓名：司海微，1991.5--，男，贵州省盘县人，2014年7月毕业于贵州职业技术学院，煤矿开采技术专业，大专学历，助理工程师职称；现在贵州盘江恒普煤业有限公司，从事煤矿一通三防技术管理工作。

工作单位：贵州盘江恒普煤业有限公司

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