综掘工作面长距离供风在榆横矿区的应用

柳锁存（陕西华电榆横煤电有限公司小纪汗煤矿，陕西 榆林 719000）

工程技术

综掘工作面长距离供风在榆横矿区的应用

柳锁存
（陕西华电榆横煤电有限公司小纪汗煤矿，陕西 榆林 719000）

本文对小纪汗煤矿解决回风顺槽掘进面长距离的供风问题阐述了几种方案，选出了最优方案，进而保证了掘进期间的供风需求，为采煤工作面的正常接替赢得了宝贵时间。

回风顺槽；掘进工作面；供风方案

1 工程概况

小纪汗煤矿首采区11213首采工作面顺槽设计长度5400m，已相继开工。根据矿井生产接续计划安排，11213回风顺槽单巷掘进超过2000m后，迎头风量不能满足供风要求，故对综掘工作面长距离供风方案进行比较，确定一种最优方案来进行供风。

2 方案选择

2.1 方案一

11213回风顺槽掘进至2200m处向回风顺槽开掘一条倾斜巷道，通过构筑通风设施将系统风流引入工作面，减少局部通风距离的方法解决长距离通风问题。

（1）工作面需风量计算：11213回风顺槽掘进断面为19m2。

①排除炮烟所需风量：因为使用综掘机掘进，不用炸药，故无需按排炮烟计算。

②按照工作面的人数进行计算Q=4×N=4×40=160m3/min。

③按照瓦斯进行计算Q掘进工作面=

100•q掘进工作面•K掘进工作面=100×0.507× 2=101.4m3/min。

④风速校验风量Qmin=15S=15× 19=285m3/min=4.75m3/s；Qmax=240S= 240×19=4560m3/min。

综合上述计算出来的风量，最大值为Q掘进工作面=285m3/min就是掘进工作面的需风量。

（2）风筒漏风系数P漏及局部风机最远供风距离计算。

当通风距离L＞2000时，风筒百米漏风率P100＜2%，故在此设计中取风筒百米漏风率为P100=1.9%，则风筒漏风系数为：P漏=1/（1-L×0.01×1.9%）；Qa=P漏Qh=1/ （1-L×0.01×1.9%）×285=596m3/min；由此可得：L=2746m。

2.2 方案二

利用大功率风机配合Φ1000mm高强度耐压风筒，解决长距离供风问题。风机选型计算：

（1）11213回风顺槽掘进工作面需风量计算。计算结果见方案一：Qh=285m3/ min=4.75m3/s。

（2）风筒通风阻力计算

①对柔性风筒的摩擦风阻Rf进行计算：通过查找柔性风筒摩擦阻力系数可以取a=0.0029，由公式：

Rf=6.5×aL/D5=6.5×0.0029×4500= 84.825NS2/m8

②风筒总风阻R

柔性风筒的总风阻是：R=Rf×λ= 84.825×1.2=101.79NS2/m8。

③风筒漏风系数P漏计算

当通风距离L＞3000时，风筒百米漏风率P100＜1.5%，故在此设计中取风筒百米漏风率为P100=1.4%，则风筒漏风系数为：P漏=1/（1-45×1.4%）=2.7。

④局部通风机的工作风量及其工作的风压计算

局扇工作风量：Qa=P漏，Qh=2.7× 285=769.5m3/min=12.8m3/s；局扇工作风压计算公式：Ht=RQaQh+0.811ρQh2/D4；Ht= 101.79×12.8×4.75+0.811×1.2×4.752=61 88.83+21.96=6210.79（Pa）。

2.3 方案三

在11213回风顺槽中部设置中转风库，利用风机接力的方法解决长距离供风问题。

根据方案一计算可知，11213回风顺槽中转风库位置在巷道2200m较合适；利用目前使用的FBDNO7.1/2×45kW局部风机3台可解决长距离通风问题，其主要步骤如下：

（1）在11213回风顺槽2200m位置右帮开凿临时硐室作为风库，要求硐室规格为6m×5m（长×宽）。

（2）用500mm砖混闭墙对硐室进行封闭，在墙体指定位置预留风筒孔、泄压孔、行人小门。

（3）风筒孔必须设置Φ1000mm的铁质风筒，伸出墙体外500mm，与风筒紧密连接。

（4）吸风侧局部通风机安设至墙体外，由铁质风筒与吸风孔连接；吸风孔及铁质风筒直径根据局部风机吸风孔而定，必须连接可靠，保证不漏风。

（5）泄压孔外侧安设活动挡板，并根据风压设置配重。行人小门向里开启，与墙面成3度倾角，保证无外力情况下可自动关闭。

3 方案的比较

3.1 方案一

优点：可有效的解决掘进面长距离通风问题，风量稳定，抗灾能力强。回风顺槽出现突发灾害，避灾线路较短，有利于逃生。前期通风设施施工基本完成，11213切眼贯通后，通风系统调整量较小。

缺点：前期设施施工量大，工时较长，影响顺槽掘进的工程进度；增设工作面腰线及辅助运输绕道，施工费用较大。

3.2 方案二

优点：局部通风调整前后变化小，工作量少，耽误工时少。

缺点：风机型号较大，在巷道摆放影响井下车辆运行；供风总长度达4500多m，通风阻力及风压大，风筒维护困难，漏风量大，很难保证工作面的有效风量。为减小风筒接口处漏风，需要高强度加长风筒配合，成本较高。

3.3 方案三

优点：风库建设容易、工期短、设施不易损坏有效时间长；局部通风的风压以及阻力比较小，并且柔性风筒很容易维护；局部风机与目前井下使用型号相符且都在巷道中，拆换容易；巷道沿线漏风容易解决，能够保证掘进工作面风量充足。

缺点：第一阶段通风需要敷设2趟风筒，在11213回风顺槽口及风筒进入风库2处拐弯风筒，行车过程中较易挂破维护不便。

结语

在11213回风顺槽施工至2200m位置时在巷道右帮开凿临时硐室作为风库，敷设2趟风筒进行巷道后期通风，取得了较好效果；同时需要通风部门定期检查风筒和行人风门情况，以防行人风门关闭不严造成漏风和循环风，影响掘进工作面的通风质量。

[1]狄满洲.双巷道掘进技术在高瓦斯的矿井掘进当中的应用探讨[J].中小型企业管理与科技，2015（01）.

[2]尹昌盛.长距离巷道掘进中通风除尘系统方案研究[J].煤炭技术，2014（12）.

[3]贺小平.大柳塔煤矿的长距离单巷快速掘进通风技术的运用[J].科技风，2014（10）.

TD712

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柳锁存（1970-），男，宁夏隆德人，1995年毕业于山西矿业学院采矿专业，采矿中级工程师职称，华电榆横煤电有限责任公司小纪汗煤矿生产技术科副科长，主要从事技术管理、煤矿安全方面工作。