提高矿井抗灾能力的技术研究与应用

2017-07-10龙维兴

科技风 2017年2期

摘要：为提高陶二煤矿矿井抗灾能力，对矿井通风系统进行优化。在主要进回风巷道构筑安装铁质抗压逆向隔离门，实行分井隔断通风、分区通风。通过风向传感器感应控制隔离门自动关闭功能，对发生灾害的采区产生的有毒有害气体进行阻隔，防止波及到相邻的采区，同时将井下所有传统人工制造木质风门更换为高强度密度竹板风门，增强通风系统稳定性，提高矿井的抗灾能力，为矿井生产增添安全保障。

关键词：通风系统优化；自动关闭；分区通风；抗灾能力

在煤矿生产中，通风安全是确保矿井安全生产的基础，在重特大事故中，瓦斯事故占据很大比例，在煤与瓦斯突出矿井中，实行分井隔断通风、分区通风，在主要进回风巷道构筑逆向隔离门，通过风向传感器感应控制隔离门自动关闭功能，提高矿井的防灾抗灾能力，在瓦斯防治和防灾抗灾方面有着重大意义。

一、矿井通风系统及瓦斯概况

陶二煤矿矿井通风为中央边界和中央并列混合式通风，通风方式为抽出式。北风井主扇为BDK-6-№22矿用主扇，主要为北翼采区、井底火药库通风；中央风井主扇为K4-73-13№25D矿用主扇，主要为主斜皮带巷、四下地区及首采区等提供通风。

目前矿井需要风量为9000m3/min，矿井总进风风量为9230m3/min，矿井总回风量为9400m3/min，其中中央风井回风量为6800m3/min，北风井回风量为2600m3/min，矿井漏风率为4.76%。井下共有永久风门40道，全部安装正反向风门，其中带调节风窗的风门14道。

陶二煤矿投产时设计为高瓦斯矿井，1983年经中国煤炭科学研究总院重庆分院鉴定为低沼气、低二氧化碳矿井。据1997～2006年十年来的瓦斯等级鉴定结果显示，CH4、CO2绝对涌出量平均值分别为17.642m3/min、6.527m3/min；CH4、CO2相对涌出量平均值分别为11.088m3/t、3.873m3/t。矿井瓦斯等级为高CH4，低CO2矿井，瓦斯涌出主要来源于采掘工作面，同水平北部瓦斯涌出量明显低于南部区域。2007年经中国矿业大学（北京）鉴定为煤与瓦斯突出矿井。2011年委托河南理工大学对矿井瓦斯地质规律进行研究后得出结论，将矿井首采区划分为突出危险区，北翼采区划分为瓦斯风化带，矿井瓦斯地质规律呈南高北低态势。

二、工程施工及应用概况

（一）抗压逆向隔离门安全防护

制定 “分井通风”方案，分别在井底首采强皮联巷坡底、主斜皮带联巷、-230联巷坡头与回风巷交叉口往中央风井方向20米处分别构筑3道自动抗压逆向隔离门，正常情况下，3道风门处于常开状态，只有当首采区发生煤与瓦斯突出或者瓦斯爆炸引起相邻采区（四下采区）总回风巷风流反向时，通过风向传感器感应到巷道内风流逆转，控制器发生作用，使隔离门实现自动关闭功能，抗压逆向隔离门关闭后，将首采区发生瓦斯事故产生的有毒有害气体隔离，从而使首采区发生的瓦斯灾害不会波及到四下采区。逆向隔离门安装位置及抗压逆向隔离门见下图一及图三。

（二）矿井通风系统优化

1）优化矿井通风系统，在确保矿井通风系统合理情况下，优化矿井通风网路，减少矿井通风设施数量，提高通风系统稳定性，使通风网路结构更加合理可靠，而且能保质保量地向用风地点稳定可靠地供风。

2）将井下传统木质风门全部更换为高强度密度竹板风门，减少了风门漏风量，同时还增强矿井通风设施的抗压能力。

3）矿井主要风门全部安装风门气动装置，实现风门开关自动化和机械自动闭锁，避免人为支开风门导致风流紊乱及短路而引起通风瓦斯事故的发生。高强度密度竹板风门见下图二。

三、结语

1）采用高强度密度竹板风门替代普通木板风门，既可减少风门漏风量，又增强了通风设施抗压性能；

2）通过风向传感器感应控制隔离门自动关闭功能，对发生灾害的采区产生的有毒有害气体进行阻隔，防止波及到相邻的采区，提高矿井的防灾抗灾能力；

3）安装风门气动装置，实现风门开关自动化和机械自动闭锁，保证了通风系统稳定。

参考文献：

[1] 王德明.矿井通风安全学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2007.

[2] 谭允祯.矿井通风系统优化[M].北京.煤炭工业出版社，1992.

[3] 張国枢，谭允祯，陈开岩，等.通风安全学[M].徐州.中国矿业大学出版社，2000.