綜采工作面火下開采升壓技術(shù)的應(yīng)用

綜采工作面火下開采升壓技術(shù)的應(yīng)用
大同煤礦集團燕子山礦于1988年12月建成投產(chǎn)，設(shè)計能力為400萬噸/年，礦井核定生產(chǎn)能力495萬噸/年，實際生產(chǎn)能力450萬噸/年，屬特大型礦井。燕子山礦井田位于大同煤田西北邊緣，十里河中游南岸、馬脊梁溝和七磨河之間，地跨南郊、左云兩區(qū)縣。目前，礦井主采盤區(qū)為303、307、309和311盤區(qū)，未開拓盤區(qū)為313盤區(qū)，主采煤層為14-2#和14-3#煤層。礦現(xiàn)有四個綜采隊，采用單一長壁后退式垮落法采煤，由于煤層層間距較近，井田開拓方式采取的是兩斜一豎綜合式開拓法。

燕子山礦井所采的各煤層均具有自燃傾向，自燃發(fā)火期為六個月，且煤塵也具有爆炸性。根據(jù)礦井瓦斯鑒定結(jié)果，燕子山礦為低瓦斯礦井。礦井采取抽出式通風(fēng)方法、混合式通風(fēng)方式，共有三臺主扇，五個進風(fēng)井，礦井總進風(fēng)量為22399m3/min；三個回風(fēng)井，總排風(fēng)量為24520m3/min。

現(xiàn)在，燕子山礦主采的14-2#層311盤區(qū)和309盤區(qū)及14-3#層309盤區(qū)上覆小窯采空區(qū)較多，漏風(fēng)通道也較多，且已自燃并相互連通。而且各盤區(qū)工作面在開采過程中，易出現(xiàn)CO有害氣體下泄，可直接威脅工作面人員的安全及生產(chǎn)的正常進行。針對上述情況，目前礦在各回采工作面均構(gòu)建起升壓系統(tǒng)，并制定了行之有效的安全技術(shù)保證措施，采用了火下開采升壓技術(shù)，以確保回采工作面生產(chǎn)的順利進行，在實際生產(chǎn)中確實收到了明顯的效果?，F(xiàn)將該技術(shù)簡述之：

綜采工作面升壓原理

根據(jù)燕子山礦工作面的具體條件，我們本著安全、經(jīng)濟、合理的原則，采用了綜采面升壓技術(shù)對礦井上覆采空區(qū)進行合理控制與有效治理。

所謂升壓技術(shù)即風(fēng)壓調(diào)節(jié)法防火（又稱均壓法），它的實質(zhì)就是采用正壓通風(fēng)的方式，在工作面的頭、尾巷均設(shè)置有調(diào)壓裝置或調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，以降低漏風(fēng)通道兩端的風(fēng)壓差，以減少漏風(fēng)量，達(dá)到抑制自燃的目的。同時，用調(diào)壓裝置來調(diào)節(jié)風(fēng)壓，其具體做法一般是調(diào)節(jié)風(fēng)窗調(diào)壓、局扇調(diào)壓和風(fēng)窗――局扇聯(lián)合調(diào)壓等。燕子山礦采用的則是風(fēng)窗――局扇調(diào)壓法，即在綜采工作面的回風(fēng)巷設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)窗，進風(fēng)巷設(shè)帶風(fēng)門的局扇，這樣既可升高工作面風(fēng)壓，又可保證工作面所必需的風(fēng)理。

升壓技術(shù)的實施

1、合理的升壓增阻設(shè)施是局部通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定的前提

在距進風(fēng)巷10m處開口，掘一長30m左右、巷寬為3m的短巷，并與工作面進風(fēng)巷貫通，然后將距巷口前10m范圍內(nèi)擴幫至4m，把這條巷道作為專用升壓的供風(fēng)巷。在升壓供風(fēng)巷距升壓橫峒開口15m處，我們可砌筑一道厚0.5m的磚墻，墻上并排鑲嵌上兩個直徑為0.78m的鐵風(fēng)筒，同時在升壓墻前3m-6m處砌建風(fēng)機穩(wěn)放平臺，平臺前方一側(cè)靠巷幫處砌建設(shè)備平臺。在皮帶巷內(nèi)，升壓供風(fēng)口至皮帶順槽巷口之間，讓過皮帶頭的大架砌建兩道跨皮帶（或溜子）升壓反向風(fēng)門。風(fēng)門規(guī)格為2.0m×1.0m（高×寬）以確保串車及普通料車能正常通過。兩道風(fēng)門間距為5m。在保證煤炭能正常通過的情況下，要將皮帶（或溜子）的上部用皮簾控嚴(yán)，盡量減少風(fēng)量泄漏，以保證升壓效果。當(dāng)工作面回采工作結(jié)束后，再將皮帶頭部升壓風(fēng)門更換成2.5m×1.3m的大風(fēng)門，間距不小于15m，以保證工作面支架等大型設(shè)備安全順利撤退。

在回風(fēng)順槽巷內(nèi)回風(fēng)繞道以里30m處砌筑兩道增阻調(diào)節(jié)風(fēng)門，其調(diào)節(jié)窗規(guī)格為1.5m×0.5m（高×寬），風(fēng)門規(guī)格為2.0m×1.0m（高×寬）2扇，間距為10～15m，并要保證完好、不漏風(fēng)。同時，在進、回風(fēng)順槽升壓風(fēng)門內(nèi)外要各聯(lián)通一根皮膠管，安裝上U型水柱計，以便日常觀測。

2、性能匹配的升壓局扇的局部升壓通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定的基礎(chǔ)

在實際工作中，我們應(yīng)根據(jù)工作面及周邊采空區(qū)的具體情況合理選用技術(shù)先進、性能可靠、參數(shù)合理的局扇，做到安全、經(jīng)濟、合理，確保綜采面的有效風(fēng)量和升壓通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定。

3、可靠的風(fēng)機供電電源及監(jiān)控設(shè)備是局部升壓通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定的保證

開采前，我們必須要編制升壓工作面供電系統(tǒng)和聲光報警系統(tǒng)的設(shè)計，并要嚴(yán)格執(zhí)行。

升壓風(fēng)機則必須要做到“三專兩閉鎖”，并實行“雙回路、雙電源”供電，以保證工作面電源與風(fēng)機電源開關(guān)閉鎖。而且在風(fēng)機上要安裝開停傳感器，工作面也要安裝CH4、CO傳感器，并按規(guī)定進行調(diào)校、維修，使地面有關(guān)部門可隨時掌握風(fēng)機的運轉(zhuǎn)狀況及氣體的變化情況。

同時，工作面還應(yīng)安裝三套聲光報警信號，一套需安裝在皮帶巷皮帶頭的位置，一套應(yīng)安裝在“串車”處，另一套則應(yīng)安裝在回風(fēng)巷的超前支護處。這樣，一旦升壓風(fēng)機停轉(zhuǎn)，聲光信號則立即報警，及時通知工作面人員立即撤出。

建議與結(jié)論

建議：為達(dá)到合理調(diào)控升壓通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量及壓差，我們每天應(yīng)設(shè)專人去調(diào)整，使之保持在一個合理的范圍內(nèi)。根據(jù)燕子山礦幾年來的工作實踐，進回風(fēng)巷風(fēng)量差一般控制在50～100m3/min，壓差應(yīng)控制在30～70mmHO柱，具體數(shù)值可結(jié)合綜采面的有關(guān)參數(shù)及小窯采空區(qū)內(nèi)壓等情況來確定。雖說較高的風(fēng)量差及壓差可完全消除工作面的有害氣體困擾，但一旦風(fēng)機停電，勢必造成有害氣體的迅速涌出，這對人員安全極為不利，而且對綜采面周邊采空區(qū)及上覆火區(qū)防治也不利，并會增大升壓設(shè)施的損壞機率，增加工作面的漏風(fēng)。所以說，綜采工作面火下開采升壓技術(shù)性較強，安全要求也高，因此，所涉及的有關(guān)隊組及部門都須認(rèn)真遵守升壓通風(fēng)安全技術(shù)規(guī)范，各負(fù)其責(zé)。

結(jié)論：經(jīng)過幾年來的探索和實踐，燕子山礦在綜采工作面火下開采升壓技術(shù)方面已經(jīng)取得了一定的經(jīng)驗，并總結(jié)出一套比較成熟的火下開采技術(shù)，在保障火下采煤工作人員人身安全、實現(xiàn)火下安全采煤及控制上覆火區(qū)方面均收到了滿意的效果，沒有發(fā)生一次人身事故，保證了綜采面火下開采的正常進行，僅在2004年燕子山礦就實現(xiàn)火下安全采煤373萬噸。