下行通風(fēng)在綜采工作面優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

焦金寶

（中煤新集股份有限公司技術(shù)中心，安徽 淮南 232000）

口孜東中央?yún)^(qū)通風(fēng)系統(tǒng)不獨(dú)立（生產(chǎn)采區(qū)和準(zhǔn)備采區(qū)并存），通風(fēng)阻力過(guò)大，回風(fēng)能力不足。如需要解決上述隱患，需要將中央?yún)^(qū)生產(chǎn)采區(qū)和準(zhǔn)備采區(qū)分開，即等生產(chǎn)采區(qū)回采完畢后再準(zhǔn)備新采區(qū)，勢(shì)必造成采掘接替緊張。為此，決定采用下行通風(fēng)優(yōu)化工作面設(shè)計(jì)，重新啟用中央回風(fēng)上山（二），解決了安全隱患，緩解采掘接替緊張局面。

1 項(xiàng)目背景

1.1 工程概況

口孜東礦111302工作面位于-967m水平中央?yún)^(qū)，是中央?yún)^(qū)的第五個(gè)工作面。該工作面東起中央13-1采區(qū)膠帶機(jī)上山，西鄰121301工作面采空區(qū)，北鄰111304工作面采空區(qū)，南臨工廣保護(hù)煤柱。工作面整體布置近東西走向，工作面走向長(zhǎng)（風(fēng)巷～機(jī)巷）809.5～994.3m，平均走向長(zhǎng)901.9m，切眼傾向長(zhǎng)（平距內(nèi)對(duì)236m），高抽巷長(zhǎng)790.9m，距下部13-1煤層平均法距約35m。工作面上距第四系松散層底界面209.8～326.95m，下距11-2煤層67.89～74.7m，平均距離約70m；工作面標(biāo)高范圍-820～-890m；工作面可采平面積172981m2。

1.2 現(xiàn)場(chǎng)存在的問(wèn)題

（1）按照口孜東礦2018年年度計(jì)劃安排，中央?yún)^(qū)為生產(chǎn)采區(qū)和準(zhǔn)備采區(qū)并存，中央13-1采區(qū)回風(fēng)上山（三）擔(dān)負(fù)著生產(chǎn)采區(qū)和準(zhǔn)備采區(qū)的共同回風(fēng)任務(wù)，通風(fēng)系統(tǒng)不獨(dú)立。

（2）中央13-1采區(qū)回風(fēng)上山（三）高峰時(shí)期需要承擔(dān)1個(gè)采煤工作面及5個(gè)掘進(jìn)工作面（其中2個(gè)煤巷掘進(jìn)工作面）的回風(fēng)，是中央?yún)^(qū)回風(fēng)的咽喉，因巷道變形嚴(yán)重，111302工作面掘進(jìn)及回采后，中央13-1回風(fēng)上山（三）回風(fēng)能力不足。

（3）受煤炭形勢(shì)影響，礦井從2015年開始簡(jiǎn)約化生產(chǎn)，壓縮掘進(jìn)進(jìn)尺，采掘接替緊張。按照上行通風(fēng)設(shè)計(jì)，121302工作面高抽巷布置在下距風(fēng)巷40m處，因121302工作面風(fēng)巷外段掘進(jìn)滯后，各種生產(chǎn)系統(tǒng)未形成，高抽巷無(wú)生根巷道，待風(fēng)巷外段形成后撥門施工高抽巷，經(jīng)計(jì)算影響工作面接替3個(gè)月。

（4）該工作面回采13-1煤，為易自燃煤層，最短發(fā)火期36d。傳統(tǒng)的上行通風(fēng)將工作面回風(fēng)巷布置在采空區(qū)沿空側(cè)，千米深井煤柱穩(wěn)定性差，工作面風(fēng)巷及上隅角漏風(fēng)，采空區(qū)存在自然發(fā)火隱患。

（5）該工作面地面標(biāo)高-820m～-890m，處于二級(jí)高溫區(qū)，如采用上行通風(fēng)將機(jī)電設(shè)備安裝在工作面進(jìn)風(fēng)巷勢(shì)必造成風(fēng)流溫度升高。據(jù)資料研究，下行通風(fēng)降溫效果顯著，一般可降低1～5℃。

2 下行通風(fēng)可行性分析

《煤礦安全規(guī)程》一百一十五條對(duì)工作面下行通風(fēng)有明確的規(guī)定：有煤（巖）與瓦斯（二氧化碳）突出危險(xiǎn)的采煤工作面不得采用下行通風(fēng)?？谧螙|為高瓦斯礦井，開采煤層無(wú)突出危險(xiǎn)性，經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)工作面最大瓦斯含量3.2m3/t，采用高抽巷、順層鉆孔抽采和風(fēng)排的措施能夠解決工作面瓦斯問(wèn)題，可以采用下行通風(fēng)。

采用下行通風(fēng)時(shí)，合理配備工作面風(fēng)量，根據(jù)工作面的瓦斯、二氧化碳涌出等情況及時(shí)調(diào)節(jié)風(fēng)量，每旬對(duì)111302工作面區(qū)域及回風(fēng)系統(tǒng)巷道進(jìn)行巡查檢查，避免受采動(dòng)影響造成回風(fēng)系統(tǒng)巷道變形，導(dǎo)致工作面風(fēng)量減少，工作面下行通風(fēng)時(shí)，風(fēng)量不得低于1m/s。

下行通風(fēng)期間對(duì)工作面回風(fēng)流電氣設(shè)備安裝安全監(jiān)控系統(tǒng)，當(dāng)瓦斯超限能切斷該監(jiān)控設(shè)備所監(jiān)控區(qū)域的全部非本安型電器設(shè)備的電源并實(shí)行閉鎖功能。

3 下行通風(fēng)優(yōu)化工作面設(shè)計(jì)

111302工作面原設(shè)計(jì)方案將工作面沿口孜東礦工廣保護(hù)煤柱線北側(cè)布置，與相鄰工作面121301工作面切眼及111304工作面膠帶機(jī)順槽最小凈煤柱為10m。工作面內(nèi)布置機(jī)巷、風(fēng)巷、高抽巷（位于風(fēng)巷附近，上距13-1煤40m，內(nèi)錯(cuò)40m）。采用上行通風(fēng)方式，工作面從機(jī)巷進(jìn)風(fēng)、風(fēng)巷回風(fēng)，最后匯集到中央（13-1）回風(fēng)上山（三）。工作面設(shè)備安裝在機(jī)巷（進(jìn)風(fēng)巷）。

通過(guò)優(yōu)化，將工作面沿口孜東礦工廣保護(hù)煤柱線北側(cè)布置，與相鄰工作面121301工作面切眼最小凈煤柱16m，與111304工作面膠帶機(jī)順槽最小凈煤柱為10m。工作面內(nèi)布置機(jī)巷、風(fēng)巷、高抽巷（位于機(jī)巷附近，上距13-1煤40m，內(nèi)錯(cuò)機(jī)巷40m），優(yōu)化后的工作面采用下行通風(fēng)，工作面從風(fēng)巷進(jìn)風(fēng)、機(jī)巷回風(fēng)，最后匯集到中央（13-1）回風(fēng)上山（二）回風(fēng)。工作面設(shè)備安裝在機(jī)巷（回風(fēng)巷），同時(shí)采用遠(yuǎn)距離控制方式，將工作面控制臺(tái)布置在機(jī)巷外段新鮮風(fēng)流中，巧妙地避免正常生產(chǎn)期間控制臺(tái)處于乏風(fēng)中。111302工作面優(yōu)化前后的設(shè)計(jì)方案圖見(jiàn)圖1、圖2。

圖1 優(yōu)化前111302工作面設(shè)計(jì)方案圖

圖2 優(yōu)化后111302工作面設(shè)計(jì)方案圖

4 下行通風(fēng)效果分析

口孜東礦121302工作面采用下行通風(fēng)優(yōu)化工作面設(shè)計(jì)后，效果良好，主要表現(xiàn)在：

（1）工作面從中央（13-1）回風(fēng)上山（二）回風(fēng)，分流了中央（13-1）回風(fēng)上山（三）回風(fēng)，中央?yún)^(qū)生產(chǎn)采區(qū)和準(zhǔn)備采區(qū)的獨(dú)立回風(fēng)，風(fēng)量充足，系統(tǒng)穩(wěn)定；

（2）采區(qū)能夠按照礦井接替安排采掘頭面，采掘比適宜，采掘接替得到有效緩解；

（3）確保了機(jī)巷非沿空掘巷，巷道維護(hù)簡(jiǎn)單，設(shè)備運(yùn)行環(huán)境好，有利于工作面高產(chǎn)高效；

（4）采用下行通風(fēng)，有利于工作面瓦斯和防滅火管理；

（5）創(chuàng)新采用遠(yuǎn)距離控制方式將工作面控制臺(tái)設(shè)置在新鮮風(fēng)流中，避免了不利影響。

5 結(jié)論

口孜東礦111302工作面改上行通風(fēng)為下行通風(fēng)，緩解了采區(qū)（工作面）接替緊張局面，解決了中央?yún)^(qū)回風(fēng)系統(tǒng)不獨(dú)立、通風(fēng)能力不足問(wèn)題，改善了工作面作業(yè)環(huán)境，有利于礦井的防滅火管理。