煤矿综采工作面均压通风防灭火技术分析

2023-08-08常沛

山西化工 2023年7期

常沛

（山西省长治经坊煤业有限公司，山西长治 047100）

0 引言

随着我国科学技术水平的持续发展，均压通风技术作为一种通风管理的技术手段，体现出了高效性、合理性，被应用到了煤矿调节中，用于对井下通风系统的控制。在综采工作面治理瓦斯和防火灭火的管理工作实践中，均压通风技术可以发挥出有效的功能，对工作面进回风巷道的空气流动情况进行控制，形成调节作用，对工作面风压压差进行管控，降低风压压差，保持其合理性，抑制采空区煤的自燃，控制安全风险。

1 综采工作面概况

在某煤矿3105 工作面中，存在沟壑、树木，没有农田，大多数为荒坡、山地，地表无村庄、建筑物、高压线等物品，工作面地表标高+620～+680 m 之间，工作面煤层底板的标高为+523～+545 m，煤层埋深的深度为135～157 m。3105 工作面的东部为回风大巷和运输大巷，西部为3705 工作面采空区，南部为604 采空区，工作面的北部位置为保安煤柱。3105 工作面的范围内，煤层厚度的平均数值为5.85 m，该煤层距底板距离2 m，煤层直接底部为泥岩，老底为粉泥岩，厚度分别为2.21 m 和3.8 m，工作面顶底板岩性，如表1所示。在3105 工作面内，顶板的滑落风险高，煤层节理裂隙处于发育状态，在工作面顺槽掘进的过程中，整体的构造简单，没有隐蔽构造。有两条15#煤层已有旧巷道，该巷道的支护方式为架棚支护，3#煤已有老旧巷道。因此在回采作业和掘进生产的环节，采取有效的措施做好安全防治工作，保证采掘活动的安全进行顺利实施[1]。

表1 工作面顶底板岩性

2 综采工作面火灾的发生因素

综采工作面发生火灾问题，是受到多元因素影响形成的，例如历年来的火灾情况、自燃发火期的因素，均是对矿井的火灾安全具有决定性影响的因素。3#煤经山西煤矿设备安全技术中心检测，被鉴定为三类煤层，不易自燃。针对自燃火灾的管理工作，使用一氧化碳传感器、温度传感器，在工作面带式输送机下风侧15 m 左右，加强安全风险的监测。甲烷传感器设置在工作面位置和上隅角位置，记录传感器检测的分析结果，在专用的防火记录本内记录详细的信息，展开定期的检查和分析，总结综采工作面发生火灾的原因。此次动态工作面的开采采取了长臂开采和后退式开采的方法，利用一进一回U 型通风的方式，从开采方式和通风方式的对比中发现，工作面防火获得了有利的条件，工作面每天进行生产作业，完成四个循环，工作面防火工作会受到工作面推进速度慢的影响而发生一定程度的变化，处于正常的生产状况下，需要对丢煤量进行有效的控制，提高生产水平，完成采煤工作面的回采作业之后，按照规范要求，在45 d 进行封闭处理[2]。

3105 工作面的临近采空区，自燃风险小，不存在自燃状况，主要是以回采工作面采空区的氧化带为主，是煤层自然火灾区域，其次是在回采工作面的上隅角和下隅角位置工作面。在资源开采和回收中，应采取有效的措施，进行回采作业，控制自燃风险和安全事故的发生几率，回采工作面采空区在小窑破坏严重的区域内，会出现严重漏风，形成了近回风，顺槽封路压差增大的风险，大量的有害气体涌出，采空区出现了漏风、氧化自燃的风险。此类因素的影响下，采空区可出现火灾问题，因此必须要立足于现实情况，在综采工作面中，采取有效的均压通风技术措施，制定合理的技术方案，对均压通风防火灭火的技术措施加强应用，提高对火灾问题的防治效果[3]。

3 煤矿综采工作面均压通风防灭火技术应用策略

3.1 综采工作面均压通风技术方案制定

在综采工作面均压通风技术的应用中，制定均压通风技术应用的方案，使用两台局部通风机设备对生产安全加强保障，防火型号为FBDNO8.0/2×55kW，工作面使用风筒，与巷道风门往里位置20m 处相互连接。工作面风量应保持较高状态，超过配风量，708 m3/min，该局部通风机的最大吸风量达到了900 m3/min，将水柱计设置在运输巷回风联巷风窗上，测量人员可以随时随地的获取测风结果，保持风量处于稳定状态。在风机入井之前需要做好质量验收、性能测验活动，由机电区和通风队伍的工作人员在地面做好防爆性能的检验，并对风机进行试运转操作，确保机械设备性能稳定，才能够投入到生产中，满足供风需求，经过验收和检验合格后入井使用。在材料巷安设风门3 道，在运输巷道安设2 道调节风门，对照工作面风流方向，风门开启的方向要与之相反，根据要求运输巷道的风门安设，要具备一定的调节功能，安设调节风窗，用于安全生产。局部通风机需要与有关的装备相互配合使用，包括双风机、双电源、自动切换装置，装置应用过程中，功率和风量需要保持一致性，与局部通风机的使用，相互匹配，均压通风系统示意图，如图2所示。

3.2 均压通风设施安装

在综采工作面均压通风系统中，为了增强综采工作面的安全生产水平，有必要在安装风门墙和局部通风机的环节结合影响因素，对综采工作面的均压通风系统加强质量监管，安装风门墙和局部通风机的过程中，作业人员和技术人员要把握关键的安装技术要点，明确风门墙的规格，把握技术施工的具体要求。在设置风门墙时，墙体应保持垂直状态，布置风门墙，风门墙是砖质墙，在砌筑过程中，要确保底部煤岩具有一定的坚实性，当出现浮煤或出现伪顶的情况时，需要通过起底和调顶处理。风门墙四周的裙边应超过0.1 m，在施工作业之前施工地点的前5 m 位置，要做好支护作业，确保该位置无杂物、淤泥或积水，无片帮冒顶的情况，同时该区域内应无瓦斯聚集的现象[4]。

3.3 构筑风门墙

在构筑风门墙时，具体的位置必须要通过掏槽处理的方式，见石帮石底，见实煤后掏槽深度应超过0.3 m，透槽宽度应应大于墙厚度，以0.3 m 为标准，砂浆制作的环节，保证配制比例的合理性，保证砂浆的质量性能稳定。按照1∶3 的灰砂比例进行配置，根据由下而上的顺序，砌筑墙体，错开竖缝，保持横缝的水平状态，在砂浆涂抹作业的环节，保证砖块间砂浆均匀，灰缝一致，墙面要保持一定的平整性，没有重缝现象，接顶严密，效果良好。两道风门间的行人巷道距离大于20 m 的情况下，要设置调节风窗，在风门上方位置，砌筑风门墙时，错开竖缝，保持横缝的水平状态，砂浆要具有一定的饱满度，具有均匀一致的效果，按照标准确保厚度，符合一定的要求，提高风门墙的建设质量[5]。

3.4 局部通风机安装施工

安装局部通风机的施工作业环节，作业人员需要把握技术要点，在作业的前期进行质量的验收和检查工作，经机电区防爆部门的专业人员对局部通风机性能的检测，完成试运转之后，确保结果合格才能够投入使用，进行下井作业。安装风机时，要选择材联巷位置，距离回风口的距离应超过10 m，风机吸风口前2 m范围内，应保证清洁、无异物和其他的机电设备。安装风机时要注意配合使用牢固的手拉葫芦，在风机起吊时，人员应远离风机下方位置，禁止在风机的正下方进行生产作业。机电队伍人员要负责安装风机电源，确保双风机、双电源，风机自动切换装置应具备可靠性和灵敏性，在启动局部通风机、投入生产之前，需要首先进行瓦斯检查，风机和开关附近位置10 m 内的风流瓦斯浓度（体积分数）应低于0.5%。此时才能够将机器启动，安装完局部通风机之后，要立即与风筒连接，保证风筒的接头位置严密性，无漏风、无破口情况。

在此次综采工作面的均压系统建设设施安装中，综采工作面的施工方案具有一定的合理性，技术水平较强，通过采取这个措施加强日常的管理工作力度，增强了对火灾的防治效果，矿井下的生产作业安全性增强。在具体的实践中，要始终保持均压系统处于稳定状态，加强对通风系统的维护保养，维护通风设施，避免出现设施破坏等问题，不要同时打开风门，减少风门打开的次数，定期进行设备设施的养护[6]。