均压工作面皮带过风墙挡风装置设计应用

王卫东

(同煤集团云冈矿机电科，山西 大同 037017）

云冈矿81125工作面位于311盘区11-1#层，北部为解放煤矿，西部为上深涧煤矿破坏区，东部为11-1#层81123工作面，南部为11-2#层311-4盘区。2016年10月，21125巷掘进期间与西部存在的上深涧煤矿破坏区贯通两次，贯通后监测上深涧煤矿破坏区氧气浓度低于10%，后由救护队施工密闭与之隔离。

为增加氧气浓度，保证生产安全，决定将81125工作面建为均压工作面，需要在进风巷口加设两台风机并设立两道风门，风机风筒穿过两道风门，为均压工作面供风。为保证风量，就需要减少皮带过风墙时的漏风量。

1 皮带过风墙密闭装置的风量计算

均压工作面在21125巷口，在21125巷交回风以里、51125巷交回风绕道口以里各施工均压风门两座。皮带在穿过两道风墙时，风墙处漏风量是最大的，是设计挡风装置的关键所在。为保证工作面的配风量达到设计要求，需计算出工作面所需风量。

1.1 按气象条件计算

式中：

Vcf-采煤工作面的风速，现场测量1.0m/min；

Scf-采煤工作面平均有效断面积，81125工作面平均断面积11.85m2；

Kcf-采煤工作面长度调整系数，一般按10%调整，即Kcf=1.1；

Kcl-采煤工作面采高调整系数，一般按10%调整，即Kcf=1.1。

计算得：Qcf=60×70%×1.0×11.85×.1.1×1.1=602.2m3/min。

1.2 按瓦斯浓度计算

式中：

qcg-采煤工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯涌出量，现场实际测量取平均值为1.8m3/min；

kcg-采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数，一般取2.5；

0.8%-《煤矿安全规程》要求，采煤工作面回风流中瓦斯浓度不应超过0.8%。

计算得：Qcf=125×1.8×2.5=562.5m3/min。

1.3 按二氧化碳涌出量计算

式中：

qcc-采煤工作面回风巷风流中平均绝对二氧化碳涌出量，现场实际测量取平均值为1.2m3/min；

kcc-采煤工作面二氧化碳涌出不均匀的备用风量系数，一般取2.5；

1.5%-《煤矿安全规程》要求，采煤工作面回风流中二氧化碳浓度不应超过 1.5%。

计算得：Qcf=67×1.2×2.5=201m3/min。

1.4 按工作面回采同时作业人数计算

式中：

Ncf-采煤工作面同时工作的最多人数，根据实际取50人；

计算得：Qcf=4×50=200m3/min。

根据以上计算确定工作面配风量为610m3/min。

选择吸风量大于610m3/min的风机，而只有2×75kW风机开双级后吸风量达到900m3/min满足工作面所需风量，因此计算的风墙（包括风门）漏风不得大于30%。

2 皮带过风墙密闭装置的设计

为了保证装置稳定可靠，保证漏风量小于30%的要求，设计时，先分成两组挡风装置，包括风墙挡风板和辅助挡风装置两组。风墙挡风板作为主要的挡风位置，在两道风墙上共设计了四道挡风板；而相应的辅助挡风装置在进风口和出风口设计两道挡风板。前后总共有六道挡风板，这样就有效地解决了漏风的问题。施工时需在外风门的均压墙上安设U型压差计，均压期间可根据压差观测风量，在试验中挡风装置也完全符合设计要求。

2.1 风墙挡风板

风墙挡风板加工的大小尺寸是相同的，位置分别安装在两道风墙的两侧，共四组装置。为了便于安装，每组装置在设计时将挡风板设计成了上、中、下三部分（如图1所示）。挡风板外围的孔是挡风板的安装孔，可直接安装于风墙预留的位置上，里面一圈孔安装胶带。上挡煤板为了过煤，安装的胶带割成帘状，而中、下挡煤板的胶带则是为了防止运输带与铁板的刚性摩擦，损坏运输带。风墙挡风板的安装形式如图2所示。

图1 风墙挡风板

图2 风墙挡风板安装位置图

2.2 辅助挡风装置

为了强化密闭效果，保证送风量，在风墙挡风板前后又加了一组辅助挡风装置。辅助挡风装置包括两道挡风板，分别安装在两道风墙外侧。

第一道辅助挡风板（如图5挡风板1）主要起缓解风速的作用，安装位置在第一道风墙外，也是第一道阻风板，受到的风力也是最大的。在设计时，在挡风板上多加了两道扁铁（5#），使皮带在受到风力作用时产生的形变较小，以此来增加受风强度（如图3所示）。

图3 挡风板1

图4 挡风板2

第二道辅助挡风板（如图5挡风板2）安装在挡风装置的最后方，为了便于加工，设计时和第一道挡风板一样。

辅助挡风板与风墙挡风板之间也设计成密闭的，两者采用铁板连接，使中间形成密闭的缓冲风道（如图5所示）。而在两道风门内本身就是密闭的空间，就没加设密闭装置。在第二道缓冲风道内，设计安装了一道喷雾洒水喷头，也起到了降尘的作用；并且在第二道辅助挡风板口（进煤口）加设了堆煤保护探头，以保证带式输送机安全的运行，如图4所示。

3 皮带过风墙密闭装置的启动条件

在正常生产中不使用均压系统，若达到工作面氧气浓度小于18%、一氧化碳浓度大于24ppm或者进回风风量差值大于100m3/min三项中的任何一项时，由矿领导组织研究、分析，决定是否立即启动均压通风系统。均压系统投入使用前，必须调试均压通风系统。调试通风系统期间工作面严禁生产，并做到断电撤人。

4 过风墙密闭装置的优点

（1）加工简单，安装方便，用料少，可以现场取材，也便于维护；（2）总共六道挡风板，更进一步加强了挡风性能；（3）挡风装置一经安装，就可以实现自动控风的作用，不需再进行人为的操作，在断电撤人期间，有效地保证了人身安全。

图5 过风墙密闭装置总装图

5 结语

皮带过风墙挡风装置的使用，可以达到自动控风的作用，提高了设备的开机率，降低工人的劳动强度。