云岗矿均压通风防灭火技术实践

2019-11-30 08:04李红月
山东煤炭科技 2019年11期
关键词:平巷风门调压

李红月

(同煤集团云岗矿通风区,山西 大同 037017)

1 概 况

云岗矿6306工作面位于井田的西翼六采区,其西侧为6308采空区,于2000年底全部采完,2001年11月6308停采线冒烟,2004年1月火区熄灭,启封送巷;东侧为6304采空区,尚有老火区具有复燃的可能性;南侧为6302采空区,于1999年采完,该区段留有隔离煤柱已被压酥;北侧为尚未开采的6310区段。

6306工作面三面为采空区包围,两侧有火区,一侧是被压酥煤柱,形成了“孤岛”工作面。该采区是采用盘区石门上(下)山布置方式,沿空送巷,无煤柱开采,倾斜长壁分层开采,金属网假顶全部冒落采煤方法。3上煤层厚5.21m,顶板为砂岩,厚度6.2m;3煤层厚3.5m,顶板为粉砂岩,厚度为5.09m。煤层倾角4°~6°,煤质牌号为气煤,挥发分为38.5%,发火期为3~6个月。煤层有自燃性,∆T=40°。6306是沿空送巷“孤岛”开采工作面,周围火点对回采危害极大。

2 6306-l工作面通风系统

6306工作面为W型通风系统,东西沿空平巷均为进风流,工作面中间开一条回风中间巷。在6308岩石集中巷顶盘建两道调节风门,在6302轨道集中巷建两道风门,在6304回风巷建两道风门,在6306面3煤层绕道建两道风门,在停采线施工绕道建两道风门,构成二进一回的W型通风系统,如图1所示。

(1)由6308岩石集中巷进风→1、2号进风斜巷→6306-1平巷→工作面→6306-1回风中间巷→回风联络巷→6302轨道中巷→三、五采区总回巷→西风井。

图1 6306-l工作面通风系统示意图

(2)6304岩石集中巷进风→1、2号进风斜巷→6306-1东平巷→工作面→6306-1回风巷→回风联络巷→6302轨道中巷→三、五采区总回风巷→西风井。

其特点为:(1)将6306-1西区段运输平巷改为进风流,并要求6308岩石集中巷改为进风流,使6308采空区及其西平巷沿空巷道处于均压状态。(2)将6306-1东平巷改为进风流,并要求6304面3层煤运输平巷改为进风流,使6304采空区其东平巷沿空巷道处于均压状态。

布置两侧的采空区(6308及6304)的漏风通道均在进风流中,而6306-l东西平巷的沿空巷道仍在进风流中,而进风流中负压值比较小,故此漏风小,易实现均压防灭火的措施。

3 均压通风防灭火研究

均压通风防灭火的实质就是破坏漏风供氧条件,调整采场风流流动方向,使采空区处于均压状态,减少向采空区或火区漏风供氧,防止煤层自然发火。

为了确保6306-l“孤岛”工作面安全回采,减少向东西平巷沿空一侧的漏风,使三面采空区处于均压状态,防止自然发火。

将6308岩石集中巷、6306岩石集中巷、6304岩石集中巷、6300煤层集中巷及6306-1东西平巷均布置在进风流里,在工作面东平巷以西45m处开一条中间回风巷,构成W型通风系统,有利于均压通风技术实施,再控制调整6308岩石集中巷与6306-1西平巷沿空巷的风压值趋近于相等,调整6304煤层集中巷与6306-1东平巷沿空巷风压值趋近于相等,使6308采空区、6306采空区及火区处于均压状态,使漏风通道两点风压差h<2mmH2O,东西平巷、沿空巷道一侧减少漏风量,防止了自然发火。

4 调压研究方法

4.1 采空区或火区增加并联通风网路方法

根据安全生产要求,确定6306-1西平巷到工作面的需要风量Ql值及风阻R1值可为定量值。然后在6308岩石集中巷内进行调配风量Q2值及风阻R2值(增设调节窗)可为变量值。

根据风压平衡定律,在并联通风网路里:H总=H1=H2=···Hm。

调制6308采空区或火区的漏风通道风压值与6306-l西平巷漏风点的风压值趋近于相等,即H1≈H2,两点风压差趋近于零,可实现均压状态。

在并联通风线路里:Q1=Q2,Q3=Q4,根据漏风阻力定律H=R·Q2分析。

(1)在风路3上加调节窗后,R3值增大,如图2(a)所示。其两点风压Hc>Hd,两点漏风方向由c→d,存在漏风问题。

(2)在风路1上加调节窗后,R3值增大,如图2(b)所示。其两点风压Hd>Hc,两点漏风方向由d→c,存在漏风问题。

控制调整:使两点风压Hc=Hd,使Q漏→0,6308采空区实现了均压状态。

图2 6308采空区火区角联网络图

(3)实测沿空巷一侧漏风量方法。设:西平巷进风联络巷口进风量为Q进,西平巷至工作面切眼口风量为Q切,西平巷沿空巷一侧漏风量为Q漏1-2,所以,Q漏1-2=Q进-Q切。

设:沿空一侧总面积为M2,沿空一侧点总漏风量为Q漏1-2,沿空一侧单位面积漏风量为Qm=Q漏1-2/M2,考察沿空巷道一侧单位面积漏风量指标Qm→0。

4.2 增设调压室的方法实现均压状态

如6304区段的通风系统及通风网路图所示:6300煤层集中巷道在进风的盲巷头里,6306-l东平巷布置在进风巷里,增设调压室使两巷的风压值相等,其两巷风压差值趋近于零,所以6304采空区的漏风趋近于零。但是必须在6300煤集巷增设调压室,使6304采空区或火区处于均压状态。6304采空区调压方式见图3所示。

图3 6304采空区调压图

调压室有两种:一种是在6300煤层集中巷内建两道密闭墙,墙上安装调压风机1台及U型管压差计;另一种是在6300煤层集中巷内建两道密闭墙,墙上接3寸钢管及U型管压差计。钢管另一端接到6306-1东平巷测压点处,用闸门控制钢管风量,使两点压差趋近于零,所以6304采空区漏风量趋近于零。

从图4中看出,6304采空区不在并联网路里,也不在角联网路里,两巷风压值不相等。增设调压室后,可调制6300煤巷风压与6306-1东平巷风压趋近于相等。所以,Q漏→0,可实现均压状态。

4.3 6306-l采空区的调压方法

从6306-1区段通风系统图及通风网路图看出,当6306-1回采推过l号进回风联络巷后,形成采空区,要及时封闭联终巷A、B两处,如图4所示。该两点是6306-l采空区的漏风点,如A、B两点风压值不相等时,6306-l采空区产生漏风,这时将6304岩石集中巷风门及6306岩石集中巷风门向前移动,6306调压如图5所示。同时调制两巷的风量Q值及风阻R值(增设调节风窗),可实现A、B两点风压值趋近于零,实现了6306-1采空区的均压状态。

图4 6306-1区段通风系统及通风网络图

从图4中分析:6304岩石集中巷与6306岩石集中巷在并联网路里,而6306采空区也在角联网路里,根据上述6308采空区调压理论分析,6306采空区同理可实现均压状态。

4.4 大面积调压方法

当6306-l回采完毕联络巷及漏风点溜煤眼等全部封闭,这时采空区漏风点比较多(计18个),由于巷道风压作用,可能产生采空区大量漏风供氧,采用大面积调压方法(图5)。

图5 6306-1区段调压图(大面积调压)

6306-1回采完毕,联络巷及漏风点溜煤眼全部封闭后,必须把6302轨中巷风门、6304岩石集中巷风门、6306岩石集中巷风门、6308岩石集中巷风门全部去掉。在三、五采区总回风巷建两道调节风门。将调压区域全部布置在进风流里,然后在上述巷道内进行调制配风量及风阻值(建调节风窗)使6306区段全部处于均压状态。

从通风网路里分析:上述的岩石集中巷全部布置在并联的网路里,而且6304、6306、6308采空区,又处于角联网路里,根据风压平衡定律,并联通风网路里:H总=H1=H2=···HN。

根据漏风阻力定律分析:在角联网路里,可调制使漏风两点HC=HD,实现均压通风。

5 实践应用效果分析

以6306-1“孤岛”放顶煤综采工作面为案例,以均压通风技术为关键措施,开展了综合防灭火的治理研究。采用多种办法调节工作面与采空区风压分布,控制了均压范围内的风压差,对该工作面的防火问题进行了有效治理。尽管该种调风调压措施有一些复杂,但是有效治理了6306-1工作面的防火问题,同时该技术措施改善了综采工作面的作业环境,保障了井下煤层开采的安全性。

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