浅析回采工作面下行通风技术的应用

王建军

(山西兰花集团东峰煤矿有限公司,山西高平 048400)

浅析回采工作面下行通风技术的应用

王建军

(山西兰花集团东峰煤矿有限公司,山西高平 048400)

鉴于煤矿的热害高温,需要实施下行通风技术,事实证实,跟上行通风技术进行比较,应用下行通风技术的工作面温度能够平均降低30%,这使得工作面的环境得有改善,进而表明在煤矿回采工作面应用下行通风技术切实可行。本文论述了应用下行通风技术的安全策略、下行通风技术的优势,以及下行通风技术的不足。

回采 工作面 下行通风 技术

一些矿井为了杜绝回采工作面使用下行通风，专门开拓了回风巷道，这就增加了矿井的资金投入。为此，本文首先对回采工作面上行通风与下行通风优缺点进行了比较，分析了下行通风的适用条件、范围等。上行通风与下行通风时指进风流方向与采煤工作面的关系而言。当风流沿着采煤工作面由下向上流动的通风方式，称为上行通风。当风流沿采煤工作面由上向下流动的通风方式，称为下行通风。风流方向与煤炭运输方向一致时称为同向通风，否则称为逆向通风。一般的工作面都采用上行通风的工作方式，下行通风采用的较少，与上行通风相比，下行通风的特点是：一是采煤工作面进风流中煤尘浓度较小;二是采煤工作面的气温可以降低;三是不容易出现瓦斯局部积聚。但是，下行通风的缺点是：工作面运输平巷中设备处在回风流中;一旦工作面发生火灾时控制火势比较困难;当发生煤与瓦斯突出事故时，下行通风极易引起大量的瓦斯逆流而进入上部进风水平，扩大突出的涉及范围。经过现场实践证明，采煤工作面采区下行通风对工作面的煤尘抑制，特别是对急倾斜煤层采煤工作面的煤尘抑制是很有利的;同时防止采煤工作面顶板瓦斯的成层积聚和采空区漏风以及抑制煤炭自燃也都是有利的。因此《煤矿安全操作规程》规定，有煤(岩)与瓦斯(二氧化碳)突出危险的采煤工作面不得采用下行通风。

1 应用下行通风技术的安全策略

(1)在4.5m—5m一次采全高的综采工作面进行煤体注水。

(2)将消防供水管路安置在工作面进回风巷道，且把三通阀门设计在每隔50m的回风巷、每隔100m的进风巷，且将一道降尘水幕设计在进风巷，而在回风巷设计两道降尘水幕，并把降尘装置设计在所有转载点，在机组安置负压降尘设备，以及在进回风巷设计隔爆水袋。

(3)将自动监测瓦斯的报警断电设备安置在回采工作面下巷，设置1%的断电浓度，回风巷道以及回采工作面的一切电气装置是断电的范围。

(4)都是根据风速的需要和工作面断面来配备回采工作面风量，以保证至少1m/s的工作面风速。也就是通常来讲，实现900m3/m的综采工作面风量和600m3/m的普采工作面风量。

2 下行通风技术的优势

(1)下行通风能够使得上隅角聚集瓦斯的问题得以解决，并不能够在下隅角出现新瓦斯。这是由于：下行通风的过程中采空区与工作面的总压差较小，采空区的漏风量也较小，为此，下行通风过程中由采空区带出的瓦斯量比较少，导致涌出量比较低，也恰恰是因为下行通风可以将瓦斯滞留在采空区里面或排出采空区之上浓度较高的瓦斯，因此上隅角聚集瓦斯的可能性比较小。此外，由下隅角涌出瓦斯之后，受到浮力作用的制约，在上升的时候跟下行风流混合，为此，应用下行通风的时候，下隅角聚集瓦斯的情况不会比上行通风严重。

(2)下行通风的过程中，因为瓦斯浮力和风流的方向不一致，因此瓦斯层和风流间有着较大的相对运动速度，实现相应的混合过程需要较少的能量，提高了它的混合能力(下行通风过程中空气与瓦斯的混合能力强于同等状况下上行通风的混合能力)，为此，工作面涌出的瓦斯较易混合风流而被带走。

(3)工作面下行通风，回风侧是下隅角，有着较高的温度，而采空区内部温差小，从而使得采空区和下隅角间的自然风压减小，这对避免采空区浮煤的自然发火非常有益。而工作面下行通风，进风侧是上隅角，位置高并且温度低，由于自然风压一直是自下到上的方向，因此不会出现由于自然风压所导致的漏风，并且进风侧是上隅角，风压较高，还能够对一部分采空区里面从下到上的自然风压进行抵消。

(4)都是邻架操作综采工作面操作支架，并且在上方俯视以及在下方操作会较为便捷，在移架时候出现的粉尘会顺风而下，防止影响操作者视线。

(5)在回风巷装设机电装置，装置散发的热量不会往工作面散发，这降低了工作面的温度，因为综采工作面有着较多的装置，在回风巷装设，倘若出现装置着火，回风巷就会出现有害气体，从而防止伤害到工作面的人员。

(6)因为运煤的方向和风流方向相同，能够大大地减少煤尘的飞扬，并且因为在回风顺槽设计输送装置，所以在输送的过程中直接由回风顺槽排走煤炭粉尘，而不到达工作面，这使得工作面的环境得以改善。

(7)防止将风门设计在上巷，能够确保输送工作面装置物料不经过风门，对维护风门的量减少，确保工作面通风的稳定性。

3 下行通风技术的不足

(1)工作面出现火灾的时候，受到火风压的制约，会逆转风流。

(2)机电装置都在回风巷，装置上容易聚集粉尘。

(3)跟空气比较，瓦斯密度小，存在相应的上浮力，下行通风瓦斯流动方向跟风流不一致，在风速低行不成紊流的前提条件下，会聚集瓦斯。

4 结语

总之，在较小煤层倾角和低瓦斯矿井，回采工作面应用下行通风技术有着相应的优势，在特殊状况下是较为理想的选择。对于那些回采工作面布置正常的上行通风有难度，需要进行再投入，进行通风区段的改造。使用下行通风是良好的选择。对于机械化程度高，单产高的综采放顶工作面、高档普采工作面、高瓦斯工作面，应该具体情况具体分析，有针对性地采用下行通风，才会获得明显效果。下行通风可以减少瓦斯积聚，较快冲淡瓦斯，可以改变作业环境，缩小环境污染范围，提高抗灾变的能力。下行通风会增加机巷回风流中的瓦斯含量、煤尘含量、空气温度等，使作业环境恶化。为此，要加强机巷机电设备的管理，确保机电设备的完好。要加强回风流中的瓦斯监测、风流净化和煤尘清扫工作。

[1]程玉宝,孙喜贵.赵家寨煤矿异常高温原因分析及治理方案研究报告[R].北京：煤炭科学研究总院,2009.

[2]李中州,孙喜贵,范涛.赵家寨煤矿井下高温成因分析[J].煤炭工程,2010(10)：48-50.

[3]国家安全生产监督管理总局,国家煤矿安全监察局,煤矿安全规程[M].北京：煤炭工业出版社,2011.

王建军(1970-),男,汉族,2012年7月毕业于河南理工大学采矿工程专业,现任山西兰花集团东峰煤矿有限公司总经理(通风)助理,工程师。