常村煤矿长距离掘进局部通风技术应用

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摘要：针对矿井生产过程中存在的井筒反风现象，分析产生的原因，提出相应的控制措施，解决井筒反风的问题。

关键词：反风 自然风压 成因 对策

一、概况

常村煤矿设计生产能力45万吨/年，矿井采用立井上、下山开拓方式。生产水平为一水平，该水平标高为-310m。布置主井、副井、风井三个井筒。常村煤矿主采二1煤层。2006年12月，经煤科总院抚顺分院鉴定常村煤矿二1煤层属Ⅲ类，不易自燃煤层，无煤尘爆炸性危险。

矿井通风方式为中央分列式，通风方法为抽出式。主、副井进风，风井回风。井下实行分区通风。矿井主要通风机为对旋轴流式风机两台，一台工作，一台备用，型号为FBCDZ-№25，配备电机功率为2×250kW，目前风机叶片角度为+9°，现运转2#风机。

东翼总回风巷为矿井12采区回风巷，巷道设计长度569.9m，巷道平均坡度+20°，设计巷道断面为直墙半圆拱形，掘进宽3800mm，掘进高3300mm，墙高1400mm，S掘=11m2，净宽3600mm，净高3200mm，墙高1400mm，S净=10.1m2，基础深100mm，喷厚100mm。

二、局部通风机选型及通风方式

1、风量计算

1.1 按瓦斯涌出量计算：Q1=125kq=125×1.6×0.1=16m3/min

式中：Q1-掘进工作面需风量；125-单位瓦斯涌出配风量，以回风流瓦斯浓度不超过1%的换算值。k-瓦斯涌出不均衡风量系数；q-瓦斯绝对涌出量，取0.1m3/min。

1.2 按炸药使用量计算：

按同时最大炸药消耗量计算掘进工作面实际需要的风量，采用下式计算

Q2=0.465×（A×b×S2×L2÷P漏2÷C碳）1/3÷t

=0.465×（40.8×0.04×11.752×12602÷1.342÷0.02%）1/3÷20

=232.2m3/min

式中： Q掘--掘进工作面所需风量，m3/min；A--一次爆破炸药最大用量，40.8kg；b--1kg炸药产生的CO当量，煤巷爆破取100L/kg，岩巷爆破取40L/kg；S--巷道断面积，m2；L--巷道通风长度，m；P漏--漏风系数，风筒始、末端风量之比；C碳--巷道内CO浓度的允许值，C碳=0.02%；t--爆破后稀释炮烟的通风时间，min，取20～30min。

1.3 按人数计算：

按掘进工作面同时工作的最多人数（取交接班最多人数）计算掘进工作面实际需要的风量，采用下式计算：Q3= 4N =4×38=152m3/min；式中：N-工作面同时工作的最多人数38人（取交接班最多人数）。

1.4 确定需要的配风量：

根据以上计算取1.1、1.2、1.3式中最大值Q2 =232.2m3/min作为工作面的实际工作风量。

2、风速验算

V= Qi /S=232.2÷10.1÷60=0.38m/s； 式中：S-巷道净断面积，10.1m2

2.1 按允许最低风速验算：

V>Vmin，符合要求。式中：Vmin--掘进工作面的最低允许风速，岩巷Vmin=0.15m/s。

2.2 按允许最高风速验算：

V

3、风机选型

确定局扇的工作风量Qi： Qi=P×Q=1.34×232.2=311.2m3/min

其中：Q--工作面的实际工作风量；P--风筒漏风系数。P=1/（1-LP100/100）=1/（1-1260×0.02/100）=1.34；L--从风机出风口到工作面风筒出风口的总长度，1260m；P100--百米漏风率，取0.02。根据以上计算，施工时可选用FBD-NO-5.6风机通风，功率为2×15kw。

风机参数如下表5-1：

三、局部通风技术管理

1、局部通风机的管理

（1）落实专人负责，坚持半月检修制度，确保运转正常、可靠；（2）启动风机采用间歇式，每启动一次间隔15s 停机，重复3～5 次防止风压鼓坏风筒，保护局部通风机和风筒；（3）局部通风机安装开停传感器，使开停状态实现地面遥讯。

2、保证局部通风机供电安全

对局部通风机采用"三专"供电，实现了局部通风机单独供电。局部通风机安装了"风电""瓦斯电"闭锁装置，实现了停风即停电、瓦斯超限即报警断电的功能。

3、风筒安装、吊挂质量管理

（1）局部通风机采用吊挂方式，使风机与风筒处于同一水平线上。风筒吊挂平直成线；拐弯处使用伸缩风筒，缓慢拐弯无褶皱；风筒接头采用柔性连接，接头平滑无凹凸。（2）风筒接头双反压边，及时修补风筒破口，杜绝漏风。（3）风筒出风口距迎头距离为10～15m ，保证风流射程至迎头。（4）加强局部通风管理的考核工作，按通风质量标准化的要求，每旬进行一次考核评比，奖罚兑现，促进管理。

4、实施效果

（1）工作面风量为246m3/min ，风速为0. 32m/s ，迎头风量充足，达到所需风量的要求。（2）工作面风流中CH4 ： 0 %； CO2 ： 0. 12 %，有效稀释了瓦斯浓度，杜绝了瓦斯积聚、超限现象。（3）局部通风机连续运转5 个月，运转可靠。没有出现"喘振"现象，满足了生产的需要。

四、结论

（1）现场实践证明，2×11kW 对旋局部通风机同Φ600mm风筒的配套使用是成功的，局部通风机在运行中未出现"喘振"现象。Φ600mm×20m风筒未出现鼓坏、接头拉开、破口漏风等现象，供风可靠。（2）加强局部通风机的管理，提高风筒的吊挂、安装质量，是减少局部阻力和摩擦阻力的关键技术；能够有效提高局部通风机的工作效率。（3）严格风筒的检查考核，杜绝风筒接头漏风和破口漏风，是保证风量充足的重要工作，能够提高有效风量。（4）"三专两闭锁"供电及安全闭锁装置的采用，能够提高掘进工作面的防灾抗灾能力，确保通风安全。

参考文献：

[1]张国枢.通风安全学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2003.

[2]煤矿安全规程.北京：煤炭工业出版社，2011