提高礦井抗災(zāi)能力的技術(shù)研究與應(yīng)用

摘 要：為提高陶二煤礦礦井抗災(zāi)能力，對礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。在主要進(jìn)回風(fēng)巷道構(gòu)筑安裝鐵質(zhì)抗壓逆向隔離門，實(shí)行分井隔斷通風(fēng)、分區(qū)通風(fēng)。通過風(fēng)向傳感器感應(yīng)控制隔離門自動關(guān)閉功能，對發(fā)生災(zāi)害的采區(qū)產(chǎn)生的有毒有害氣體進(jìn)行阻隔，防止波及到相鄰的采區(qū)，同時將井下所有傳統(tǒng)人工制造木質(zhì)風(fēng)門更換為高強(qiáng)度密度竹板風(fēng)門，增強(qiáng)通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性，提高礦井的抗災(zāi)能力，為礦井生產(chǎn)增添安全保障。

關(guān)鍵詞：通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化；自動關(guān)閉；分區(qū)通風(fēng)；抗災(zāi)能力

在煤礦生產(chǎn)中，通風(fēng)安全是確保礦井安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)，在重特大事故中，瓦斯事故占據(jù)很大比例，在煤與瓦斯突出礦井中，實(shí)行分井隔斷通風(fēng)、分區(qū)通風(fēng)，在主要進(jìn)回風(fēng)巷道構(gòu)筑逆向隔離門，通過風(fēng)向傳感器感應(yīng)控制隔離門自動關(guān)閉功能，提高礦井的防災(zāi)抗災(zāi)能力，在瓦斯防治和防災(zāi)抗災(zāi)方面有著重大意義。

一、礦井通風(fēng)系統(tǒng)及瓦斯概況

陶二煤礦礦井通風(fēng)為中央邊界和中央并列混合式通風(fēng)，通風(fēng)方式為抽出式。北風(fēng)井主扇為BDK-6-№22礦用主扇，主要為北翼采區(qū)、井底火藥庫通風(fēng)；中央風(fēng)井主扇為K4-73-13№25D礦用主扇，主要為主斜皮帶巷、四下地區(qū)及首采區(qū)等提供通風(fēng)。

目前礦井需要風(fēng)量為9000m3/min，礦井總進(jìn)風(fēng)風(fēng)量為9230m3/min，礦井總回風(fēng)量為9400m3/min，其中中央風(fēng)井回風(fēng)量為6800m3/min，北風(fēng)井回風(fēng)量為2600m3/min，礦井漏風(fēng)率為4.76%。井下共有永久風(fēng)門40道，全部安裝正反向風(fēng)門，其中帶調(diào)節(jié)風(fēng)窗的風(fēng)門14道。

陶二煤礦投產(chǎn)時設(shè)計為高瓦斯礦井，1983年經(jīng)中國煤炭科學(xué)研究總院重慶分院鑒定為低沼氣、低二氧化碳礦井。據(jù)1997～2006年十年來的瓦斯等級鑒定結(jié)果顯示，CH4、CO2絕對涌出量平均值分別為17.642m3/min、6.527m3/min；CH4、CO2相對涌出量平均值分別為11.088m3/t、3.873m3/t。礦井瓦斯等級為高CH4，低CO2礦井，瓦斯涌出主要來源于采掘工作面，同水平北部瓦斯涌出量明顯低于南部區(qū)域。2007年經(jīng)中國礦業(yè)大學(xué)（北京）鑒定為煤與瓦斯突出礦井。2011年委托河南理工大學(xué)對礦井瓦斯地質(zhì)規(guī)律進(jìn)行研究后得出結(jié)論，將礦井首采區(qū)劃分為突出危險區(qū)，北翼采區(qū)劃分為瓦斯風(fēng)化帶，礦井瓦斯地質(zhì)規(guī)律呈南高北低態(tài)勢。

二、工程施工及應(yīng)用概況

（一）抗壓逆向隔離門安全防護(hù)

制定 “分井通風(fēng)”方案，分別在井底首采強(qiáng)皮聯(lián)巷坡底、主斜皮帶聯(lián)巷、-230聯(lián)巷坡頭與回風(fēng)巷交叉口往中央風(fēng)井方向20米處分別構(gòu)筑3道自動抗壓逆向隔離門，正常情況下，3道風(fēng)門處于常開狀態(tài)，只有當(dāng)首采區(qū)發(fā)生煤與瓦斯突出或者瓦斯爆炸引起相鄰采區(qū)（四下采區(qū)）總回風(fēng)巷風(fēng)流反向時，通過風(fēng)向傳感器感應(yīng)到巷道內(nèi)風(fēng)流逆轉(zhuǎn)，控制器發(fā)生作用，使隔離門實(shí)現(xiàn)自動關(guān)閉功能，抗壓逆向隔離門關(guān)閉后，將首采區(qū)發(fā)生瓦斯事故產(chǎn)生的有毒有害氣體隔離，從而使首采區(qū)發(fā)生的瓦斯災(zāi)害不會波及到四下采區(qū)。逆向隔離門安裝位置及抗壓逆向隔離門見下圖一及圖三。

（二）礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化

1）優(yōu)化礦井通風(fēng)系統(tǒng)，在確保礦井通風(fēng)系統(tǒng)合理情況下，優(yōu)化礦井通風(fēng)網(wǎng)路，減少礦井通風(fēng)設(shè)施數(shù)量，提高通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性，使通風(fēng)網(wǎng)路結(jié)構(gòu)更加合理可靠，而且能保質(zhì)保量地向用風(fēng)地點(diǎn)穩(wěn)定可靠地供風(fēng)。

2）將井下傳統(tǒng)木質(zhì)風(fēng)門全部更換為高強(qiáng)度密度竹板風(fēng)門，減少了風(fēng)門漏風(fēng)量，同時還增強(qiáng)礦井通風(fēng)設(shè)施的抗壓能力。

3）礦井主要風(fēng)門全部安裝風(fēng)門氣動裝置，實(shí)現(xiàn)風(fēng)門開關(guān)自動化和機(jī)械自動閉鎖，避免人為支開風(fēng)門導(dǎo)致風(fēng)流紊亂及短路而引起通風(fēng)瓦斯事故的發(fā)生。高強(qiáng)度密度竹板風(fēng)門見下圖二。

三、結(jié)語

1）采用高強(qiáng)度密度竹板風(fēng)門替代普通木板風(fēng)門，既可減少風(fēng)門漏風(fēng)量，又增強(qiáng)了通風(fēng)設(shè)施抗壓性能；

2）通過風(fēng)向傳感器感應(yīng)控制隔離門自動關(guān)閉功能，對發(fā)生災(zāi)害的采區(qū)產(chǎn)生的有毒有害氣體進(jìn)行阻隔，防止波及到相鄰的采區(qū)，提高礦井的防災(zāi)抗災(zāi)能力；

3）安裝風(fēng)門氣動裝置，實(shí)現(xiàn)風(fēng)門開關(guān)自動化和機(jī)械自動閉鎖，保證了通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 張國樞，譚允禎，陳開巖，等.通風(fēng)安全學(xué)[M].徐州.中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2000.

作者簡介：

龍維興，男，云南宣威人，畢業(yè)于河南理工大學(xué)安全工程專業(yè)，本科，助理工程師。