可控循环通风技术在一矿戊0―23090采面的应用

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摘要：通过在二水平戊三采区戊0-23090采煤工作面实施可控循环通风技术，解决了该工作面因风量紧张制约生产的难题，在确保通风安全和经济效益的前提下为该技术在其他工作面的应用奠定了基础。

关键词：可控循环通风技术 应用 通风安全

随着矿井开采水平的延深，矿井通风流程和通风阻力都不断增加，如何在不更换主要通风机的前提下提高矿井有效风量，满足采掘工作面用风需要，保证矿井安全生产，对通风部门来说是个不小的难题。通过对可控循环通风技术的研究与应用，为解决这一问题找到了答案。

1 应用地点采区概况

一矿二水平戊三采区位于井田东翼北部，戊三采区单翼、分层开采，采用集中巷运输，采区内布置三条下山，其中轨道下山和皮带下山进风，回风下山担负全采区回风任务。采区设计按一采两准布置，另设有火药库、变电所、瓦斯抽放泵站、轨道绞车房、采区水仓及泵房。戊三采区总进风量3620m3/min，总回风量3675m3/min，有效风量率89.2%。

2 可控循环通风技术简介

所谓可控循环通风技术，是指在瓦斯矿井中，当某一用风地点位于采区通风系统末端或井田边界，主要通风机通风能力有限或通过采取通风系统调整和堵漏风措施后仍不能满足用风需求，通过在用风地点进、回风区间安设局部通风机并设置风速、瓦斯、温度、粉尘、一氧化碳等环境监测设备进行实时监控，使该用风地点的一部分回风再次进入同一用风地点，以满足用风地点的配风需求，确保用风地点的通风安全、可靠。

实施可控循环通风技术必须同时具备五个条件：一是用风地点的回风风质较好，且空气成份中各项指标符合《煤矿安全规程》相关规定；二是各种监测设备项目齐全、运行可靠；三是用风地点的一小部分回风补充到用风地点进行循环，一般不超过20%，如果风量明显不足，必须按重大隐患停产处理；四是可控循环通风技术的应用地点必须位于瓦斯矿井的采区末端或井田边界，且对主要通风机或通风系统采取相应措施后仍然不能达到用风要求；五是需要借助局部通风机产生的动力使用风地点进回风区间的风流产生循环流动。

3 可控循环通风与循环风、串联通风的区别

循环风是指局部通风机的回风部分或全部再次进入同一部局部通风机的进风风流中。两者的本质区别：可控循环通风是同一个采煤工作面或掘进工作面间风量的循环利用；循环风是同一个掘进工作面的回风进行循环利用，是局部通风管理中的一种危险源，又称风机拉循环。

串联通风是指井下某一用风地点的回风全部或部分再次进入其他用风地点的通风方式。两者的本质区别：可控循环通风是同一用风地点间风量的循环流动，循环风量占用风地点总进风量的10-20%；串联通风是前一个用风地点的回风进入下一个用风地点的进风风流中。

4 可控循环通风技术的应用

4.1 可控循环通风技术的应用背景 二水平戊三采区挂网在北一主要通风机系统，同属北一主要通风机系统的采区还有二水平戊一采区、二水平戊二采区、二水平丁三采区、三水平戊一下延采区。北一主要通风机为两台同等能力的对旋式风机，型号为K4-73-01NO.32F。北一主要通风机实测风量31573m3/min，总进风量30298m3/min，总排风量30733m3/min，有效风量27524m3/min，有效风量率87.2%，系统负压3219pa，立闸门高度5m。

按照网络结算和作业规程中的风量计算，戊0-23090综采工作面配风不得小于1580m3/min，现场实测戊0-23090综采工作面配风只有1350m3/min，风量缺口230m3/min，按照依风定产原则，戊0-23090综采工作面不具备回采条件。矿井生产实际表明，该工作面已安装完毕45天，从设备租赁、矿压和矿井气候条件对设备的损坏、采掘接替和生产部署三方面考虑，不宜再继续停采，为此矿决定戊0-23090综采工作面开始生产，风量问题由通风部门解决。此时北一主要通风机立闸门高度已经是最高，无法再提升；通过采区间通风系统调整，戊0-23090采面风量增加不足50m3/min，仍不能满足生产用风量。经过资料调查、分析论证和现场实验，通风部门提出采用可控循环通风新技术，为戊0-23090综采工作面初采提供有效风量。

4.2 可控循环通风技术的实施

4.2.1 通风系统设计方案 在戊0-23090风绕与戊三皮带下山交岔点向北15-20m处安设一台型号为FBDNO.5.6 2*15KW的对旋式局部通风机，延接Ф500mm的抗静电阻燃骨架风筒，采取抽出式通风方法，使工作面一部分回风经风筒和风机进入戊三皮带下山，向下串到戊0-23090采面机巷，实现部分风量循环流动，同时将采煤工作面风巷回风川调节设施完全拆除，减小通风阻力，增加采煤工作面有效风量，满足采煤工作面生产要求。

通风系统图如下：

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4.2.2 安装环境监测设备 在戊0-23090采煤工作面风巷与风片交岔点处安装一套环境监测系统，包括瓦斯传感器、风速传感器、温度传感器、CO传感器，用来监测采煤工作面进风流中的瓦斯、一氧化碳、空气温度、风速，当环境参数发生异常变化并达到《煤矿安全规程》允许的临界值时能够及时发出预控报警，自动切断采煤工作面的动力电源，提示管理部门立即采取有效措施进行处理，确保采煤工作面安全生产顺利进行。

4.2.3 运行控制 监测机房24小时专人值班，对戊0-23090采煤工作面风巷与风片交岔点处安装的一套监测装置进行重点监控，发现异常情况及时向矿调度室和通风部门值班人员进行汇报。该监测装置监控的对象及临界值如下：风速传感器，当监测点风速小于0.25m/s或大于2.4m/s（工作面作业规程风量与监测装置处有效通风断面的比值）时风速传感器及时发出报警；当监测点温度达到26℃时温度传感器及时发出报警；当监测点瓦斯浓度达到0.5%时瓦斯传感器及时发出报警；当监测点CO浓度达到24ppm时CO传感器及时发出报警。凡上述传感器有一项发出报警，通风部门值班人员必须安排人员查明原因，根据现场情况采取可控措施。

局部通风机专人看管，司机持证上岗，按规定时间进行试验。风机能自动分风、自动，坚持使用三专两闭锁，并具备甲烷风电闭锁功能。风筒专人定期巡回检查，风筒末端设在风巷与风片交岔点处。

4.2.4 存在的问题与解决方案 《煤矿安全规程》第一百条规定：采掘工作面的进风流中氧气浓度不低于20%。本项目中没有提到氧气浓度是如何控制的，解决方案：安装氧气传感器或采取人工方法定期进行取样、检测。

《煤矿安全规程》第七百三十九条规定：作业场所空气中粉尘（总粉尘、呼吸性粉尘）浓度应符合表26要求。本项目中的监测点位于采煤工作面回风流中，直接受粉尘影响，技术方案中没有提到粉尘浓度是如何控制的，解决方案：在监测点上风流侧15-20m处设置一套双管环形净化水幕，采面生产期间正常使用，并采取人工方法使用直读式测尘仪对采煤工作面回风流中的粉尘浓度定期进行监测。

5 可控循环通风技术实施效果评价

5.1 经济效益分析 该工作面采长182m，平均采高1.9m，四六制工作法，每班出三刀煤，全天进尺5.4m，回采率95%，每月28天工作制，吨煤利润85元，全月利润612.2万元。

5.2 社会效益分析 可控循环通风技术的应用，增加了采煤工作面风量，保证了原煤生产顺利进行，缓解了矿井接替紧张的局面，为矿井通风技术的研究提供了新的途径。

6 结束语

通过在戊0-23090采煤工作面实施可控循环通风技术，为矿井通风安全管理积累了宝贵经验，对提高矿井原煤产量和缓解矿井接替难题提供了指导思路。实践证明，充分利用现有的设备，在现场管理上下功夫，通风安全管理水平是可以不断提高的。

参考文献：

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[2]刘冠姝.矿井可控循环通风技术[J].陕西煤炭技术，1992（02）.

[3]白元付，王安群，杨中星.矿井可控循环通风技术在王家寨矿的研究利用[J].山东煤炭科技，2005（01）.

作者简介：杜红杰（1974-），男，河南沈丘人，大专，助理工程师，研究方向：煤矿通风安全技术管理工作。