超长距离掘进工作面供风保障技术研究

摘 要：研究了超长距离掘进工作面供风保障技术，保证了掘进工作面的安全施工。

关键词：超长距离；掘进工作面；供风；保障技术

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.080

1 矿井概况

梁宝寺矿井位于山东省嘉祥县境内，通风方式为中央并列抽出式。现在中央风井安设2台同等性能的BD-II-10-30型弯掠组合正交型对旋轴流式通风机，配备YBF型电机，功率2×560KW，转速为600r/min。矿井实行分区通风，各采掘工作面、机电硐室、爆破材料库等均实行独立通风。

2 研究必要性

梁宝寺矿井采煤工作面适宜长距离走向布置，采煤工作面走向长为2200米左右，个别工作面达到2500米。不论是全岩掘工作面还是全煤工作面掘进必然出现长距离掘进现象。而长距离掘进工作面由于供风距离长，局部通风管理难度大，给掘进安全带来一定的威胁，必须进行长距离掘进工作面通风安全保障技术研究，以确保长距离掘进工作面安全生产。

3 超长距离掘进工作面供风技术计算及选型

计算方法：每个掘进工作面的实际需要风量，应按瓦斯（二氧化碳）涌出量和爆破后的有害气体产生量以及工作面人数、风速等规定分别进行计算，然后选其中最大值。再按巷道设计最大供风距离和风筒百米漏风率反算局部通风机吸风量，以风机吸风量来选定局部通风机型号。经以上方法计算，选用型号为2×22kW的局部通风机比较适合，平均吸风量为400m3/min

风筒直径的选择（直径为600mm和800mm的风筒比较选型）。

（1）按风筒直径为600mm，每节长度为10m，供风距离为2500m计 算。P效1=（1-L600×P100÷100）×100%=（1-2500×3%÷100）×100%=25%

P出口=307×25%=76.75（m3/min）

（2）按风筒直径为800mm，每节长度为10m，供风距离为2500m计算。P效2=（1-L800×P100÷100）×100%=（1-2500×1.1%÷100）×100%=72.5%

P出口=307×72.5%=223（m3/min）

（3）按风筒直径为800mm，每节长度为20m，供风距离为2500m计算。P效3=（1-L800×2×P100÷100）×100%=（1-2500×1.0%÷100）×100%=75%

P出口=307×75%=231（m3/min）

式中：P效——风筒的有效风量率，%；

P出口——风筒出风口的风量；

L600——直径为600mm的风筒长度，m；

L800——直径为800mm的风筒长度，m；

L800×2——直径为800mm每节长为20m的风筒长度，m；

P100——风筒百米漏风率，%。

由以上计算可以看出，若选用直径为600mm的风筒，供风距离达到2500m时，有效风量率只为50%，有效风量不能满足要求。因此，必须选用直径为800mm 的风筒，供风距离达到2500m时，有效风量率为72.5%，有效风量为307×72.5%=223m3/min，能够满足要求，如果选用直径800mm，每节长度为20m的风筒，有效风量率达到75%，有效风量为307×75%=231m3/min，效果更好。

4 安全保障技术

（1）局部通风机供电安全技术：①加强局部通风机的安全供电管理。在3300采区，对局部通风机实行“三专”供电，保证局部通风机供电稳定、可靠。②局部通风机要安装使用“风电”和“瓦斯电”闭锁装置。③安设局部通风机开停传感器和风量传感器，实现停风就停电，瓦斯超限就报警、断电的功能。风量达不到要求掘进工作面就报警和停电。④实行“双风机、双电源”，做到风机自动切换，风筒自动分风，以确保掘进工作面连续、稳定供风。⑤双风机、双电源均安装循环延时启动装置，此装置确保局部通风机自行完成重复开停后，自动进入正常运行状态，防止了局部通风机突然启动而造成风机或风筒损坏。⑥维修工每班都要对局部通风机的运行情况进行全面检查，每天进行一次切换试验，并做好记录备查发现问题及时处理。

（2）局部通风机管理技术：①局部通风机要挂牌管理，严格责任落实，每班都要安排专兼职司机上岗兼职司机必须在现场，负责局部通风机正常运转。②因检修等原因局部通风机需要停止运转时，必须编制专门安全措施。③局部通风机停止运转后，必须立即撤出人员，设置栅栏、揭示警标，汇报矿调度室，并安排专人负责警戒。④其它遵守安全规程有关规定。

（3）风筒管理技术：①每班都要安排专人负责风筒维护，及时检查修补风筒破口，减少漏风，提高风筒的有效风量率。②巷道内要设置专用吊挂风筒的绳线，专用绳线必须平直涨紧有力。尽量保持局部通风机与风筒的平直，没法保证平直时，风筒应缓慢变坡。风筒吊挂要平直，达到环环吊挂，拐弯处要根据现场使用专用弯头或可伸缩的负压风筒，缓慢拐弯无褶皱，以降低风筒的阻力。③风筒接头采用柔性连接，接头要平滑无凹凸，风筒接头使用反压边，减少接头漏风。④尽量增加每节风筒的长度，选用每节长度20m的风筒，减少接头漏风和阻力。⑤风筒上方、左右凸出的锚索、锚杆头必须进行柔性包装，防止因风筒突然张开而扎坏风筒。⑥风筒每隔100米设置一放水装置，有水放水，无水时关闭。

（4）监测控制技术：①局部通风机安装使用开停传感器和风筒压力传感器（或风量传感器），局部通风机的运转状况、风筒的风量情况，随时显示在地面主控机上。②掘进工作面5米范围内安装使用瓦斯传感器，同时悬挂便携式甲烷报警仪，局部通风机安装远程断电开关，实现瓦斯超限自动报警断电。③对于瓦斯异常区，测风员每三天对掘进工作测定一次风量，根据测定结果及时采取措施，确保掘进工作面有足够的风量。④安全检查员和瓦斯检查员每班必须将风筒检查做为必须和重要的一项工作。

5 结语

该技术的应用，既符合当前煤矿安全的要求，又诠释了掘进工作面瓦斯治理“通风可靠，抽采达标，监控有效，管理到位”工作体系的应用，既提高了通防管理水平，又有一定的前瞻性，充实了矿井安全发展的需求，对煤矿企业全面标准化安全管理水平的发展提高直起到了很好的促进作用。

作者简介：刘岩（1989-），男，山东济宁人，主要从事专业技术工作。