浅谈综采工作面U型通风系统回风隅角通风管理

浅谈综采工作面U型通风系统回风隅角通风管理

吴小朋

鄂尔多斯市华兴能源有限责任公司内蒙古鄂尔多斯010321

摘要：本文以唐家会煤矿综采工作面回风隅角通风管理为例，详细地分析了综采工作面回风隅角气体超限的原因及其规律。并有针?对性的提出了防治工作面回风隅角气体超限的具体措施。对工作面回风隅角通风管理有一定参考价值。

关键词：回风隅角；通风；氧气；一氧化碳；超限

一、引言

我矿目前综采工作面通风系统布置均为“U”型通风系统，该种通风系统下综采工作面回风隅角经常出现CO、CH4等有害气体超限，O2浓度低于18%的现场，以往最有效的办法是安设小功率局部通风机对工作面回风隅角进行局部通风稀释有毒有害气体、提高O2浓度，但是2016版新版《煤矿安全规程》第一百三十五条规定：采煤工作面必须采用矿井全风压通风，禁止采用局部通风机稀释瓦斯；这就是说局部通风机送风的办法不能使用了，使得工作面回风隅角通风管理更加困难。

二、问题出现及原因分析

1、采空区气体涌出是气体超限的主要原因。在回采过程中，随着支架回撤，采空区上覆煤岩层的垮落，邻近层以及围岩、煤柱受采动压力的影响，采煤机运行至上口，采空区有毒有害气体或氮气会不规律从回风隅角涌出，导致回风隅角氧气浓度低、一氧化碳等有毒有害气体浓度超限。

2、采面回风隅角的风流状态是气体超限的重要原因。采面回风隅角靠近煤壁和采空区侧，风流速度很低，局部处于涡流状态。这种涡流使采空区涌出的气体难以进入到主风流中。若工作面回风隅角锚杆、锚索被压死，无法拆卸，造成采空区悬顶较大，除回风隅角存在的涡流区外，在靠近切顶排处会出现微风区，采空区漏出的气体在此处积聚，更容易形成回风隅角的气体超限。

3、采面回风隅角处两面压差大小是气体超限的一种原因。由于回风隅角处两面的静压和位压是一样的，风流速度不一样，采煤工作面的风流到此转弯，造成回风隅角处风流速度变慢，回风隅角两面的风流速度差降低，此处风流速度大大减少，在回风隅角处出现无速度差，甚至风流出现紊流，使得工作面新鲜风流很难进入到该区域对此处气体进行稀释。

三、采取措施

针对回风隅角气体超限的情况，通常的防治方法有以下几种，即：1、设置监测监控系统2、增大工作面风量3、安设导风设置，4、垒设隔离墙防漏5、封堵采空区地表裂隙6、均匀通风7、抽放系统等，现分别进行分析。

1、监测监控系统

唐家会煤矿监测监控采用“四位一体”的监测监控系统，一人工日常巡检、二可见区域连续监测、三采空区内实时监测、四色谱仪分析。

人工日常巡检。每班检查不少于2次，重点检测工作面架间、回风流、回风隅角等气体、温度等参数。

可见区域连续监测。采用KJ90NB型煤矿监测监控系统对该区域O2、CH4、CO、风速等参数进行24h监控，发现气体异常立即查明原因，进行处理。

采空区内实时监测。采用西安煤科院的煤火灾害监测预警系统，该系统集传感器、无线感知网络、485通信、嵌入式web、Internet、计算机、数据库、云网络、APP等技术于一体，搭建了一种基于云网络的大面积采空区煤火灾害监测预警与管控平台，本系统可24小时连续监测采空区及附近松散媒体内O2、CO、CH4、温湿度、压差等参数

色谱仪分析。每天夜班、早班对回风隅角、回风流、运输顺槽及回风顺槽采空区预埋束管现场取样，利用色谱仪分析。

根据参数分析采回风隅角及空区内情况，及时垒设隔离墙，一防火二防止气体涌出。

2、增大工作面风量

根据国内高产高效低瓦斯工作面配风经验，工作面适宜风速一般在1.5m/s－2.5m/s，配风时根据风速范围适当增加风量。工作面采用增大风量的办法，虽然可使回风隅角积聚区风流与工作面主风流的对流作用加大，但是随着风量的提高，负压增大，采空区的风流速度加大，使采空区的气体流线延深，加强了风流与采空区内气体的交换。若采空区内存在其它漏风通道，则会增大此漏风量。

3、安设导风设置

在靠近采煤工作面回风隅角处挂一导风帘，使之将工作面的风流一分为二，利用风帘引导较多的风流流经回风隅角，以稀释此区域内气体状态。风帘与工作面风流方向夹角越大越有利于稀释回风隅角有毒有害气体，提高O2浓度；必要时再配合导风筒，导风筒在支架行人侧挂设，导风筒吊挂平直，长度不得小于10m，风筒出口距离回风顺槽上帮不得大于1m。

4、垒设隔离墙防漏

根据气体监测情况，及时在进回风顺槽垒设隔离墙。根据唐家会矿经验一般7-10天左右(或30-50m)垒设一次隔离墙，隔离墙厚度2m、宽度及高度根据两顺槽隅角实际垮落情况确定。墙体四周均匀撒布MEA-1灭火剂，且每堆磊一层墙袋（唐家会矿采用炉渣灰装半袋施工，费用低、运输轻便、施工省力），洒一层防灭火剂，然后泼洒水体，使防灭火剂与水体及炉渣灰充分融合，如此往复堆磊墙体直至和施工地点巷道顶部合茬。

5、封堵采空区地表裂隙

加强采空区地表裂隙封堵工作,发现新裂隙要及时进行封堵,以减少井上下漏风，从而减少采空区内气体的产生和逸出。

6、均压通风

在进风巷设置一组风门，风门外安设压入式通风机向工作面送风，在回风巷安设一组调节风门，采面的绝对压力会有明细增加，达到增压的目的，工作面回风隅角O2浓度有较大幅度的提高。此方法主要用于采空区涌出气体、漏风较大难以控制的情况下使用。

7、抽放系统

抽放系统作为高瓦斯矿井治理瓦斯的必要措施，在治理回风隅角通风问题时是肯定要考虑的，通过埋管加三通抽放等方法减少采空区气体涌出，但此方法只适用突出矿井及高瓦斯矿井，如果仅仅为了回风隅角通风问题建立一套抽放系统将没有性价比可言。

综上所述，针对回风隅角通风管理可总结为9个字“监、通、导、防、堵、均，抽考虑”。

四、结论

实践证明，回风隅角利用导风筒进行导风效果不佳，且随着工作面回采，风筒易损坏、维护量大；回风隅角利用风障进行导风，经济成本低，易于操作；垒设隔离墙不但能有效降低回风隅角气体更能起到有效防火的作用。

唐家会矿主要采用了监、通、导、防、堵综合性措施来治理回风隅角气体情况，通过有效的现场管控，可实现回风隅角氧气及其他气体符合《煤矿安全规程》规定，确保现场作业人员安全。

参考文献：

[1]张国枢《通风安全学（修订版）》中国矿业大学出版社，2008

[2]煤矿安全规程2016（请完善）

[3]2016《（煤矿安全规程）专家解读》（请完善）

[4]后面再给我添点