大傾角工作面正壓通風(fēng)回撤技術(shù)

摘 要：文章通過介紹小康礦W1S1大傾角工作面首次采用正壓通風(fēng)回撤，杜絕了工作面自然發(fā)火，保證了工作面的安全順利撤出，安全效益、經(jīng)濟(jì)效益明顯。同時(shí)，也為小康礦以后工作面采用正壓通風(fēng)回撤積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：大傾角工作面；正壓通風(fēng)；回撤；自然發(fā)火

1 工作面概況

小康礦W1S1綜放工作面位于西一采區(qū)，面長(zhǎng)230m，走向長(zhǎng)度976m，工作面最大傾角為21°，是建礦以來首個(gè)大傾角工作面。工作面采用傾斜長(zhǎng)壁后退式全部跨落法綜合機(jī)械化放頂煤的采煤方法，通風(fēng)方式為U型布置，回采期間配風(fēng)量1000～1200m3/min。采場(chǎng)相對(duì)瓦斯涌出量1.12m3/t，絕對(duì)瓦斯涌出量5～8m3/min，煤塵爆炸指數(shù)40.54%，具有爆炸危險(xiǎn)性。采場(chǎng)于2012年6月3日貫通，2013年6月14日回采結(jié)束。工作面共計(jì)159組支架，為實(shí)現(xiàn)工作面安全、快速回撤，決定采用正壓通風(fēng)回撤支架，支架由回順撤出。

2 回撤方案確定

2.1 回撤方案對(duì)比

針對(duì)W1S1綜放工作面特點(diǎn)，全面分析了負(fù)壓通風(fēng)回撤與正壓通風(fēng)回撤的優(yōu)缺點(diǎn)（表1）。

2.2 回撤方案確定

經(jīng)過對(duì)比，決定采用正壓通風(fēng)回撤支架。工作面形成掩護(hù)架后，在運(yùn)順距工作面3m處建一道板閉，將采場(chǎng)分成兩部分，分別采用局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)，支架通過工作面經(jīng)回順撤出，已回撤區(qū)域采取自然垮落，風(fēng)筒隨工作面回撤而回收，保證距撤架地點(diǎn)不超過5m。

3 方案實(shí)施

3.1 前期準(zhǔn)備工作

回撤支架前，在西一絞車房回風(fēng)側(cè)及西一四條皮帶道內(nèi)安設(shè)兩套局部通風(fēng)機(jī)，作為工作面回撤期間使用。局部通風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)“三專兩閉鎖”，達(dá)到性能可靠，實(shí)行雙風(fēng)機(jī)雙電源，雙風(fēng)機(jī)必須有主、備之分，并能自動(dòng)切換。運(yùn)、回順及工作面接設(shè)∮800mm的抗靜電、阻燃風(fēng)筒，均接設(shè)到運(yùn)順前三角點(diǎn)位置，風(fēng)筒按標(biāo)準(zhǔn)吊掛。在西一四條皮帶道建一道增阻框，預(yù)留適當(dāng)調(diào)量門，并備有足夠調(diào)量使用的木板，風(fēng)筒穿過增阻框部分采用骨架風(fēng)筒。在運(yùn)順及工作面鋪設(shè)監(jiān)測(cè)電纜，按掘進(jìn)工作面要求安設(shè)甲烷傳感器。工作面劈幫、拉底結(jié)束，運(yùn)順罐籠停止使用后，將罐籠嘴卸下，罐籠眼上方用跳板蓋嚴(yán)。在運(yùn)順距工作面10m處備足封閉使用的木板等材料。

3.2 通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整

工作面掩護(hù)架形成后（圖1），對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。由當(dāng)班瓦檢員負(fù)責(zé)將采場(chǎng)內(nèi)的所有人員撤到新鮮風(fēng)流中，并在W1S1運(yùn)順材料斜巷口及W1S1回風(fēng)下山口設(shè)置警戒，嚴(yán)禁人員進(jìn)入；同時(shí)命令施工單位電工切斷采場(chǎng)內(nèi)所有非本安電源。救護(hù)隊(duì)在運(yùn)順距工作面10m處建一道板閉，板閉封口前開啟運(yùn)、回順局部通風(fēng)機(jī)，進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)整。打開運(yùn)順罐籠上方蓋板，對(duì)W1四條皮帶尾增阻框進(jìn)行調(diào)量，同時(shí)敞開W1四條皮帶聯(lián)絡(luò)道風(fēng)門（圖2）。

系統(tǒng)調(diào)整完后，測(cè)風(fēng)員對(duì)各地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)地測(cè)風(fēng)，確保風(fēng)量分配合理，系統(tǒng)可靠。W1S1運(yùn)順局部通風(fēng)機(jī)開單級(jí)，保證工作面風(fēng)量不低于250m3/min，W1S1回順局部通風(fēng)機(jī)開雙級(jí)，保證工作面風(fēng)量不低于500m3/min。

4 回撤期間“一通三防”管理

4.1 通風(fēng)管理

（1）風(fēng)筒末端距撤架、回棚地點(diǎn)不超過5m，并備好短接，方便接設(shè)。風(fēng)筒隨著工作面回撤，逐節(jié)進(jìn)行回收。（2）加強(qiáng)風(fēng)筒質(zhì)量管理，在作業(yè)與運(yùn)輸物件過程中要保護(hù)好沿途風(fēng)筒，錨索、錨桿與風(fēng)筒接觸的位置可用皮帶進(jìn)行保護(hù)，防止造成工作面風(fēng)量不穩(wěn)定或出現(xiàn)微風(fēng)。（3）每天對(duì)回撤工作面風(fēng)量進(jìn)行測(cè)定，保證工作面風(fēng)量穩(wěn)定在500～600m3/min。（4）已回撤區(qū)域采取自然垮落，設(shè)好警標(biāo)、嚴(yán)禁人員進(jìn)入。

4.2 瓦斯管理

（1）W1S1綜放工作面坡度較大、最大傾角為21°，工作面機(jī)頭低、機(jī)尾高，回撤期間移動(dòng)瓦斯抽采系統(tǒng)保持正常，可隨時(shí)開泵抽采，確保瓦斯不超限。（2）上隅角及機(jī)尾絞車附近需加強(qiáng)瓦斯檢查，瓦斯超限停止作業(yè)，并采取措施進(jìn)行處理。同時(shí)，在機(jī)尾絞車上方安設(shè)甲烷傳感器，瓦斯超限后，切斷絞車電源。（3）在撤架、回棚地點(diǎn)高頂處懸掛便攜式甲烷檢測(cè)報(bào)警儀，并認(rèn)真檢查撤架三角區(qū)內(nèi)氧氣及有害氣體濃度，確保作業(yè)人員安全。（4）工作面支架后可能出現(xiàn)微風(fēng)，也要加強(qiáng)檢查瓦斯情況。

4.3 防滅火管理

（1）上隅角-120#架、下隅角-30#架架間、架后部尾梁進(jìn)行噴漿封閉。（2）利用上、下隅角及工作面30#、60#、90#、120#、150#架間埋設(shè)的注氮管路向采空區(qū)注氮?dú)夥罍缁穑频?000m3/h。架間注氮管路隨著回撤，提前10架進(jìn)行回收。（3）回撤期間，對(duì)上隅角-120#架已噴漿區(qū)域逐架施工注泥孔，注白泥。（4）做好工作面防火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，每天對(duì)工作面、回風(fēng)流、原上隅角和每10架架間進(jìn)行取樣化驗(yàn)分析；每班對(duì)工作面逐架進(jìn)行防火檢查，準(zhǔn)確掌握現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)。

（5）回撤期間，當(dāng)出現(xiàn)高溫點(diǎn)或一氧化碳超限時(shí)，馬上進(jìn)行注白泥。從支架前梁上方，傾角10～15°，利用φ42mm麻花套釬向采空區(qū)施工8m注泥鉆孔，超過支架1.5m為宜，孔內(nèi)下1.5m全長(zhǎng)套管，實(shí)現(xiàn)回退式注泥。

5 正壓通風(fēng)回撤優(yōu)越性

（1）提升了安全管理層次。

（2）省去了“一梁四柱”木支護(hù)及局部木垛，大大降低了人員勞動(dòng)強(qiáng)度，且21°工作面人員運(yùn)輸材料極易滑倒，提高了安全性。

（3）自然發(fā)火有保證，撤架工作有序進(jìn)行。

正壓通風(fēng)回撤可減少采空區(qū)漏風(fēng)；已回撤區(qū)域采取自然垮落、配合注氮?dú)?，氧氣濃度低?%，有利于對(duì)自然發(fā)火的控制。回撤期間，回風(fēng)流CO濃度最高9ppm，平均保持在2～5ppm，如圖3，與全負(fù)壓通風(fēng)回撤時(shí)回風(fēng)流CO濃度8～12ppm相比有了大幅度降低，有效杜絕了自然發(fā)火，保證撤架工作有序進(jìn)行。

（4）如圖4，正壓通風(fēng)回撤使工作面始終處于正壓狀態(tài)，可減少工作面瓦斯涌出?；爻菲陂g，回風(fēng)流CH4濃度基本保持在0.2～0.3%，杜絕了瓦斯超限。

（5）工作面采取雙掩護(hù)架，有利于頂板控制。

（6）實(shí)現(xiàn)大傾角工作面快速回撤。

6 經(jīng)濟(jì)效益

（1）省去了“一梁四柱”木支護(hù)，所節(jié)約的圓木費(fèi)用：150×2×4×165.6=198720元。

（2）已回撤區(qū)域沿空留巷的管理費(fèi)用：包括采取注氮、噴漿、注水、注泥等多種防火工藝產(chǎn)生的費(fèi)用，以及每班進(jìn)行巡回檢測(cè)的人工費(fèi)用。

7 存在問題

（1）風(fēng)量問題。要綜合考慮工作面風(fēng)速、瓦斯及防火的要求，合理配風(fēng)。風(fēng)量不足造成微風(fēng)，會(huì)引起局部瓦斯積聚；風(fēng)量過大容易引起自然發(fā)火。

（2）已回撤區(qū)域，木梁拉條要及時(shí)回撤，并剪開金屬網(wǎng)，確保已回撤區(qū)域冒落嚴(yán)密，如冒落不嚴(yán)密，在掩護(hù)架后用白泥碼封堵墻，減少瓦斯涌出。

（3）風(fēng)筒末端距回撤區(qū)遠(yuǎn)近對(duì)瓦斯和一氧化碳的影響。過遠(yuǎn)，瓦斯涌出量大，容易造成瓦斯超限；過近，會(huì)造成煤氧化速度加快，一氧化碳濃度增加，容易引起自然發(fā)火。

（4）工作面煤壁和頂梁下落形成三角空間的管理。必須及時(shí)進(jìn)行封堵，以免與已回撤區(qū)域形成通道，造成氮?dú)庖绯觥?/p>

（5）掩護(hù)架接頂問題。接頂嚴(yán)密，支架可順利上平臺(tái)撤出；接頂不嚴(yán)，掩護(hù)架下滑，造成高度不夠，支架不能順利上平臺(tái)撤出。

8 結(jié)束語

W1S1大傾角工作面是小康礦首次采用正壓通風(fēng)回撤的工作面，取得了很好的效果，保證了工作面安全順利回撤，架間、回風(fēng)流一氧濃度大大低于全負(fù)壓通風(fēng)回撤時(shí)的水平，回撤期間沒有瓦斯超限，安全效益、經(jīng)濟(jì)效益明顯，同時(shí)，也為小康礦以后工作面采用正壓通風(fēng)回撤積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

作者簡(jiǎn)介：呂?。?984-），男，工程師，2007年畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)，現(xiàn)任小康煤礦保安區(qū)主任工程師。