均壓通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用探討

閆曉飛

(山西新景礦煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 陽(yáng)泉 045000)

0 引言

均壓通風(fēng)技術(shù)是基于調(diào)節(jié)風(fēng)路兩端壓差，使壓差盡可能降低乃至減少至零，從而控制采空區(qū)漏風(fēng)，減少瓦斯涌出的一種方法。在煤礦開(kāi)采過(guò)程中采用均壓通風(fēng)，保證采煤工作面環(huán)境中的瓦斯不超限，是實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)。本文基于均壓通風(fēng)技術(shù)在煤礦中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

1 均壓通風(fēng)技術(shù)淺析

1.1 均壓通風(fēng)技術(shù)原理

均壓通風(fēng)技術(shù)的工作原理主要集中在對(duì)于壓差的控制方面，通過(guò)盡可能降低井下作業(yè)通道中的瓦斯含量，均壓技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)工作面，尤其是高瓦斯煤礦工作面的生產(chǎn)、人員安全。通?；跐舛忍荻仍矶鴮翰罱档椭磷钚?，從而減小乃至防止采空區(qū)瓦斯的大量涌出?；谕咚瓜鄬?duì)較低的濃度含量，再將工作面風(fēng)壓上升，便不會(huì)發(fā)生自瓦斯?jié)舛扔筛咧恋?即由內(nèi)向外)的泄露。

1.2 技術(shù)要點(diǎn)

均壓通風(fēng)技術(shù)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)風(fēng)壓的均勻性。這一方面的內(nèi)涵在于，風(fēng)機(jī)設(shè)備要絕對(duì)均壓，這是整個(gè)通風(fēng)過(guò)程順利開(kāi)展的前提。大量實(shí)踐操作證實(shí)，一旦通道兩側(cè)存在壓差，瓦斯便會(huì)自高濃度向低濃度擴(kuò)散，由此進(jìn)入工作面，這對(duì)于礦下工作人員的人身乃至生命安全而言都會(huì)構(gòu)成極大威脅。當(dāng)然，在實(shí)際工作中，不可避免地會(huì)產(chǎn)生偶爾的風(fēng)機(jī)故障問(wèn)題，這時(shí)基于主扇負(fù)壓的影響，通道內(nèi)部在短時(shí)間范圍段仍可正常通風(fēng)，這便對(duì)于內(nèi)部瓦斯氣體濃度的升高起到了一定的抑制作用，但值得注意的是，這一控制作用僅能在較短的時(shí)間內(nèi)保持；一旦出現(xiàn)此類(lèi)故障問(wèn)題，工作人員要由回風(fēng)側(cè)即刻撤到進(jìn)風(fēng)側(cè)，主扇負(fù)壓作用周期因此又被稱(chēng)為“救命周期”。此外，盡管風(fēng)機(jī)均壓對(duì)于瓦斯噴涌的抑制效果較好，但在外部有較大漏風(fēng)情況時(shí)不適用。

聯(lián)合使用風(fēng)窗-風(fēng)機(jī)共同效應(yīng)。在具體使用過(guò)程中，風(fēng)窗-風(fēng)機(jī)共同效應(yīng)對(duì)于工作人員實(shí)施策略、管理措施的水平要求相對(duì)較高。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)及相關(guān)報(bào)道，一旦有停風(fēng)必要需要將均壓風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)停止時(shí)，工作人員要及時(shí)做好將回風(fēng)道、截止門(mén)開(kāi)放的準(zhǔn)備，這一操作能夠保障瓦斯不會(huì)瞬間大量涌入，能夠避免瓦斯?jié)舛人查g升高所造成的危害。在為工作層卸壓的過(guò)程中，溜子道截止門(mén)需要緊閉，這一點(diǎn)在實(shí)際工作過(guò)程中效果顯著；同時(shí)，其風(fēng)筒出口要遠(yuǎn)離工作面下端至少3 m距離，這對(duì)于避免瓦斯同煤炭混合自燃而言非常重要；另一方面，無(wú)論是風(fēng)筒、風(fēng)門(mén)還是其他通風(fēng)設(shè)施部件，都要安排專(zhuān)人定期檢查，并安排安全小組進(jìn)行不定期篩查。除此之外，相關(guān)人員要在每日工作中通過(guò)調(diào)節(jié)通風(fēng)量而使得通風(fēng)效果時(shí)刻處于最佳狀態(tài)，并對(duì)于礦井風(fēng)量密切關(guān)注，一旦有異常，要馬上采取上述自查措施。

2 均壓通風(fēng)技術(shù)代表-B型通風(fēng)技術(shù)

所謂B型通風(fēng)技術(shù)，指的是在煤礦生產(chǎn)的工作層形成通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，并與回風(fēng)巷形成頂板瓦斯排放通道，來(lái)保證煤礦通道內(nèi)安全。這一技術(shù)采用了回風(fēng)巷阻斷及聯(lián)絡(luò)巷壓力調(diào)節(jié)的功能，從根本上降低了瓦斯泄露到工作面的幾率。

B型通風(fēng)技術(shù)核心主要有以下幾點(diǎn)：其一，采空區(qū)瓦斯涌出控制。通過(guò)降低強(qiáng)漏風(fēng)帶、促進(jìn)紊流帶向微孔滲流帶轉(zhuǎn)換的方式避免瓦斯涌出，并同時(shí)基于采空區(qū)適量的瓦斯涌入，為后期抽放創(chuàng)造了便利條件;其二，通風(fēng)巷道瓦斯涌入。這一方案技術(shù)制定的設(shè)想起源于長(zhǎng)距離工作面通道可以作為瓦斯泄露、暫存場(chǎng)所。然而，值得注意的是，B型通風(fēng)技術(shù)的實(shí)施需要在回風(fēng)巷旁加設(shè)風(fēng)門(mén)裝置，起到防止涌出的作用；其三，防止煤壁瓦斯涌出。為了有效防止這一部分瓦斯的涌出，要依靠風(fēng)門(mén)來(lái)增加局部阻力，形成絕對(duì)靜壓乃至保持絕對(duì)靜壓穩(wěn)定上升，來(lái)降低瓦斯涌出，并隨著瓦斯外泄強(qiáng)度的提高而增加阻力大小。

目前，B型通風(fēng)技術(shù)在實(shí)際使用過(guò)程中仍然存在一些問(wèn)題有待于改進(jìn)。如何有效地將瓦斯排放濃度控制在合理、安全范圍內(nèi)始終是未知數(shù)，需要借助實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與反復(fù)摸索才能找到答案。通常，一旦回風(fēng)順槽、排風(fēng)巷壓差固定，無(wú)顯著波動(dòng)時(shí)，瓦斯總排放量基本一致，但工作面風(fēng)量的大幅度變化會(huì)使得瓦斯?jié)舛炔▌?dòng)較大，控制難度有所提高?；诖?，通風(fēng)機(jī)可以選擇安裝于通風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷。

3 均壓通風(fēng)技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

以開(kāi)灤集團(tuán)某礦井實(shí)際情況為例，分析均壓通風(fēng)技術(shù)在某工作面的應(yīng)用情況，通過(guò)采用該技術(shù)，有效地控制了采空區(qū)瓦斯涌出。

該工作面通風(fēng)量約為360 m3/min，按照瓦斯涌出50.4 m3/min測(cè)算，瓦斯?jié)舛瓤筛哌_(dá)12.36%。通過(guò)采用15×2 kW對(duì)旋式風(fēng)機(jī)(720 m3/min吸風(fēng)量)，并基于工作人員經(jīng)驗(yàn)對(duì)于內(nèi)外空氣壓差進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)，促進(jìn)壓差盡可能降低至兩端基本平衡一致，采空區(qū)有少量氣體流入(能夠有效防止瓦斯外泄)，便能夠控制工作面瓦斯超限?；诰鶋和L(fēng)技術(shù)的采用與調(diào)節(jié)，工作面、采空區(qū)瓦斯外泄?jié)舛确謩e為0.33%、1.2 m3/min，相關(guān)數(shù)值均位于安全范圍之內(nèi)，極大保障了生產(chǎn)以及人員安全。

在此過(guò)程中，將兩道永久密閉建于貫通點(diǎn)處，同時(shí)以化學(xué)料漿注漿于密閉間中，并輔以泡沫填充便可以實(shí)現(xiàn)周?chē)姆忾]，防止透風(fēng)問(wèn)題的出現(xiàn)。基于此，通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性能夠極大改善，可靠性也較無(wú)相關(guān)措施前有較大提升。以此實(shí)際應(yīng)用案例為出發(fā)點(diǎn)，針對(duì)均壓通風(fēng)技術(shù)理論研究與實(shí)際應(yīng)用的相關(guān)細(xì)節(jié)總結(jié)了幾點(diǎn)體會(huì)。

由于礦井內(nèi)部的壓力值隨著時(shí)間推移而不固定，時(shí)刻都在變動(dòng)，故均壓通風(fēng)技術(shù)的運(yùn)用與效果的實(shí)現(xiàn)只能運(yùn)用于較短時(shí)間段內(nèi)，而不能予以長(zhǎng)時(shí)間、持續(xù)運(yùn)用，否則，可能引發(fā)風(fēng)流變化小，而造成均壓點(diǎn)壓力波動(dòng)。

盡管均壓通風(fēng)技術(shù)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)風(fēng)壓的均勻性，且均壓通風(fēng)技術(shù)內(nèi)涵在于對(duì)壓差的控制方面，但這些只局限于理論層面，在實(shí)際工作過(guò)程中要想達(dá)到絕對(duì)的壓力平衡乃至實(shí)現(xiàn)風(fēng)流無(wú)波動(dòng)是絕對(duì)不可能的，即絕對(duì)的壓差為零不可能存在。

單獨(dú)采用均壓通風(fēng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)風(fēng)壓不動(dòng)非常困難，這是由于礦井內(nèi)部壓強(qiáng)為相對(duì)大氣壓，處于時(shí)刻變化過(guò)程中，因此要與其他通風(fēng)技術(shù)聯(lián)合使用，否則會(huì)使得工作區(qū)域內(nèi)部風(fēng)流往復(fù)流動(dòng)。

4 結(jié)語(yǔ)

煤礦通風(fēng)技術(shù)無(wú)論在安全保障還是在具體生產(chǎn)環(huán)節(jié)執(zhí)行方面均起著關(guān)鍵作用，本文從均壓通風(fēng)技術(shù)原理、核心工作要點(diǎn)(均壓通風(fēng)技術(shù)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)風(fēng)壓的均勻性、聯(lián)合使用風(fēng)窗-風(fēng)機(jī)共同效應(yīng))方面出發(fā)，對(duì)均壓通風(fēng)技術(shù)代表——B型通風(fēng)技術(shù)進(jìn)行了淺析，并結(jié)合具體應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行了總結(jié)。