综采工作面上隅角低氧治理研究
2019-07-30张肖伟
张肖伟 昝 磊
(大同煤矿集团有限责任公司马脊梁矿,山西 大同 037027)
1 概述
马脊梁矿14-3#层301-2盘区8105综采工作面采用综合机械化低位放顶煤采煤工艺,长壁后退式采煤方法。设计倾斜长度2610m,可采倾斜长度2530m,走向长度239.4m,煤层厚度为6.41m,采高3.3m,放煤厚度为3.11m。瓦斯相对涌出量为0.57m3/t,绝对涌出量为3.42m3/min,属低瓦斯矿井。煤层自燃倾向性为自燃,自然发火期为82d。
8105综采工作面为全负压通风系统,采用“U”型的通风方式,即布置进风顺槽和回风顺槽,进风顺槽、回风顺槽均沿14-3#煤层底板布置。这种通风方式通风量大,工作面风量可靠稳定。计划风量2306m3/min,实际配风2445m3/min。
然而在回采过程中工作面上隅角仍存在低氧现象,虽采取吊挂临时导风帘和“L型”导风障等措施,但均无法有效解决上隅角低氧的问题,工作面上隅角氧气浓度在17.8%~18.8%之间。
2 工作面上隅角低氧的危害
工作面上隅角低氧不仅影响工作面正常生产,而且严重影响作业人员生命健康。氧气是人体赖以生存的重要物质基础,上隅角附近作业人员长期缺氧会导致人员免疫力下降、心率失常、记忆力下降等一系列疾病。
3 影响工作面上隅角低氧的因素
(1)所采煤层二氧化碳涌出量大,该工作面二氧化碳绝对涌出量为5.35m3/min。
(2)为控制尾端头顶板,将尾端头支护由原“四梁八柱”改为尾端头支架,导致上隅角回风流不畅,无法有效稀释后古塘涌出的有害气体。
(3)该工作面采取连续注氮方式防止采空区自然发火,导致氮气从上隅角溢出,引发缺氧现象。
4 工作面上隅角低氧治理措施
4.1 向上隅角低氧区供风
利用OF25-190型手提风动式风机对上隅角低氧区域进行供风。
具体做法是:将风机吊挂在工作面137#支架(倒数第5架)前探梁下,通过Ф350mm的特制风筒对上隅角低氧区域进行供风,风筒末端风量为140m3/min。
OF25-190型手提风动式风机从德国引进,以压风为动力,工作压力0.2~0.4MPa,出风量120~190m3/min,转速 2250~3450r/min。该风机体积小,重量轻,能耗低,效率高,操作简单,维修方便,最主要的是气动风机防爆性能高,适合井下的作业环境。同时设置导风帘辅助向上隅角低氧区供风。
相关示意图如图1、图2、图3所示。
图1 8105工作面上隅角供风示意图
图2 OF25-190型手提风动式风机
图3 利用Ф350mm特制风筒向上隅角供风
4.2 减少工作面漏风
(1)提高通风构筑物的质量,加强通风构筑物的严密性,并应经常检修维护,以防漏风。
(2)所有人员进出顺槽巷道时,严禁将两道风门同时打开,风门采取闭锁装置,若风门关闭不严或其他通风设施受损要及时维护、修复。
(3)8105工作面通风系统示意图如图4所示。
图4 8105工作面通风系统示意图
4.3 现场管理
(1)工作面上隅角处安设1台氧气传感器,报警值O2<18.5%。悬挂位置距顶板不得大于300mm,距巷帮侧不小于200mm。
(2)工作面141#支架侧面通向古塘方向处,设置尼龙网以防作业人员误入古塘发生窒息等隐患,同时设置“古塘危险”标识牌板。
(3)作业人员必须携带瓦斯-氧气两用仪,时刻检测氧气浓度,低氧时能及时提醒人员撤至通风良好地点。
(4)5105巷负压风门共安装2台风门开关传感器,以监测风门的开关状态,并安装2套风门语音声光报警器。
5 工作面上隅角低氧治理效果
(1)根据监控数据显示,14-3#层8105综采工作面上隅角氧气浓度稳定在19.0%~20.5%之间。
(2)减少了上隅角导风帘的使用频次,降低了由于人工操作不规范、导风帘打不严而导致的低氧现象。
(3)避免了机组过尾时需卷起导风帘而产生的上隅角短暂缺氧现象。
6 结 语
实践证明,通过在8105综采工作面尾部支架悬吊OF25-190型手提风动式风机向上隅角直接供风、采取减少漏风的措施以及加强工作面现场管理,工作面上隅角低氧治理取得了预期的效果。