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摘要：综采面作业除了要防止瓦斯爆炸安全事故发生以外，还需做好防尘、防火准备。文章以五家煤矿四井综采作业为例，通过现场实测结合计算机数据模拟方式，得出了与综放工作面相符的通风风量。
关键词：综放工作面 风量 通风参数
1 概述
五家煤矿四井矿井生产能力为120万t/a，主采煤层为侏罗系元宝山组2#煤，煤层厚度5.0～7.6m，平均厚度为6.36m，煤体是普氏系数为f=1.0～1.4、松软的长焰煤，煤层节理复杂，赋存相对稳定，属煤岩互层结构；煤层倾角8°～13°，平均10°。掘进时可能发生煤尘爆炸事故，煤尘爆炸指数是48.68%，煤层具有自燃倾向，自燃发火期通常为1～3个月，煤层属于自燃煤层。
五家煤矿四井自2008年以来先后对六个工作面实施了综采作业，虽然在一定程度上达到了高产、高效的目的，但是采出率依然很低，而且井下通风防火情况令人堪忧。相较于炮采等普通综采作业而言，其产量大、产尘点多、产尘量和瓦斯涌出量都比较高，采空区遗煤量大，为通风防火管理带来诸多不便。科学设计通风参数是综放面“一通三防”技术实施的重点，风速、瓦斯和温度是以往综采面风量配给需要考虑的三个关键性因素，综放面还要兼顾采空区防火、防尘要求，所以煤矿生产模式下设计的通风参数必须符合现场作业条件，才能起到良好的通风防火效果。利用实地量测、计算机数值模拟等途径配合现场分析对比，最终确定适合综放工作面通风防火条件的通风参数。
2 瓦斯涌出规律
由于2#煤层煤质松软，孔隙率大，瓦斯易于逸出，瓦斯放散指数Δ=880Pa，孔隙率υ=5.56%，瓦斯含量系数α=13.09m3/（m3·MPa0.5），瓦斯压力小。产量的变化与瓦斯涌出量之间没有直接的联系，但是产量的增加反而会使瓦斯涌出量降低。为探究作业面风量和绝对瓦斯涌出量之间存在的关系，在206综放作业面对作业面风量进行适当调整来监测上隅角瓦斯浓度的变化情况。通过对瓦斯涌出规律的分析，得出如下结论：当风量小，没有足够的能力稀释瓦斯，风量增大，上隅角气体被稀释，当风量达到上限值，采空区的瓦斯将随风飘出，又会增大气体浓度。只有合理控制送风量才可以确保作业面内的气体浓度始终在可控范围以内。
3 工作面粉尘浓度与风量的关系
由于综采放顶煤作业面产尘点除采煤机割煤外，增加
了移架过程中架前架间漏煤、架后放煤以及两部刮板输送
机运煤，都有可能使煤尘量增大，特别是放煤、移架环节煤
尘量达到最大值，因此，根据不同风量下落煤和移架工序的产尘量，确定合理的风量，合理的风量可以实现最小产尘量。
4 采空区遗煤发火与风量的关系
由于我矿煤体存在严重的自然发火情况，只有找出风量和采空区“三带”之间的分布特点，综合运用埋束管取样与数学模型模拟分析法才能防止火灾发生。
4.1 “三带”分布规律
将各项参数的回归方程分别求解、分析，总结出以下规律：①氧气含量随作业面的推进呈现对数函数衰减的趋势，氧含量达到10%时，采空区深度是56.5m。②一氧化碳浓度随作业面的持续推进而不断上升，到达峰值后开始下降；在一氧化碳浓度值达到峰值的情况下，采空区深度是29m；一氧化碳浓度为零，采空区深度达到55m。③当采空区深度达到15m，温度升高，这说明遗煤进入自燃带范围，对回归方程求解，得出最易氧化带和窒息带边界分别是33m、60m。也就是说，在作业面风量达到610m3/min，工作面两端压差为22Pa的条件下，不自燃带为0～15m；自燃带为15～60m；窒息带>60m，深度达到29～33m时最易自燃。
4.2 采空区漏风流场数值模拟分析
采空区遗煤自燃发火的根源在于漏风风流的影响。而作业面风量和漏风量之间有必然的联系，所以，深入调研采空区风流分布与工作面风量之间的联系，就能够确定工作面风量和遗煤自然发火之间的联系。
采空区内风流与非线性渗流定律极为相似，借助计算机技术，通过有限元法插值求解，将边界条件输入计算机程序，改变风量模拟解算。计算数据表明，“三带”位置的变化与风量变化呈正相关。为期23个月的综方面掘进施工统计月推进度为42～45m，若这个数值小于自燃带距离，煤体就会自燃，可以找出与自燃带距离45m的适宜风量为620m3/min。
5 风量计算
工作面风量的配风依据在《煤矿安全规程》可参照的有第106、107、108及110条，法定标准规定工作面及回风流瓦斯浓度≤1%，容许风速0.25～5m/s；空气温度≤26℃；工作地点每人供风量≥4m3/min。
依据平庄煤业（集团）公司风量计算细则，计算如下：
6 结论
综采面的通风模式设计为“U”形，上行通风，风量控制在580～620m3/min，作业面上隅角瓦斯浓度<0.5%，风速符合综采要求，能够有效排除煤尘，此时作业面前部输送机上方风速达到了每秒1.3～1.5m，后部输送机上方风速为每秒0.8～1.1m。月推进速度超过40m，不借助其他技术措施便可将一氧化碳浓度控制在可控范围以内，能够确保工作面不发火，确保了安全生产，同时减少了大量的人力物力。
参考文献：
[1]卢杰，蒋仲安，牛伟.西石门铁矿通风系统改造研究[J].价值工程，2012（15）.
[2]高仁礼，吴德昌，季宁，王振江，王秋生.高产高效综采工作面合理通风参数的研究[J].煤炭工程师，1997（04）.
[3]李德波，张梅.浅谈矿井通风系统的选择和安全措施[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2009（10）.
作者简介：田华明（1968-），男，内蒙古赤峰人，总工程师，高级工程师，采矿技术。
关键词：综放工作面 风量 通风参数
1 概述
五家煤矿四井矿井生产能力为120万t/a，主采煤层为侏罗系元宝山组2#煤，煤层厚度5.0～7.6m，平均厚度为6.36m，煤体是普氏系数为f=1.0～1.4、松软的长焰煤，煤层节理复杂，赋存相对稳定，属煤岩互层结构；煤层倾角8°～13°，平均10°。掘进时可能发生煤尘爆炸事故，煤尘爆炸指数是48.68%，煤层具有自燃倾向，自燃发火期通常为1～3个月，煤层属于自燃煤层。
五家煤矿四井自2008年以来先后对六个工作面实施了综采作业，虽然在一定程度上达到了高产、高效的目的，但是采出率依然很低，而且井下通风防火情况令人堪忧。相较于炮采等普通综采作业而言，其产量大、产尘点多、产尘量和瓦斯涌出量都比较高，采空区遗煤量大，为通风防火管理带来诸多不便。科学设计通风参数是综放面“一通三防”技术实施的重点，风速、瓦斯和温度是以往综采面风量配给需要考虑的三个关键性因素，综放面还要兼顾采空区防火、防尘要求，所以煤矿生产模式下设计的通风参数必须符合现场作业条件，才能起到良好的通风防火效果。利用实地量测、计算机数值模拟等途径配合现场分析对比，最终确定适合综放工作面通风防火条件的通风参数。
2 瓦斯涌出规律
由于2#煤层煤质松软，孔隙率大，瓦斯易于逸出，瓦斯放散指数Δ=880Pa，孔隙率υ=5.56%，瓦斯含量系数α=13.09m3/（m3·MPa0.5），瓦斯压力小。产量的变化与瓦斯涌出量之间没有直接的联系，但是产量的增加反而会使瓦斯涌出量降低。为探究作业面风量和绝对瓦斯涌出量之间存在的关系，在206综放作业面对作业面风量进行适当调整来监测上隅角瓦斯浓度的变化情况。通过对瓦斯涌出规律的分析，得出如下结论：当风量小，没有足够的能力稀释瓦斯，风量增大，上隅角气体被稀释，当风量达到上限值，采空区的瓦斯将随风飘出，又会增大气体浓度。只有合理控制送风量才可以确保作业面内的气体浓度始终在可控范围以内。
3 工作面粉尘浓度与风量的关系
由于综采放顶煤作业面产尘点除采煤机割煤外，增加
了移架过程中架前架间漏煤、架后放煤以及两部刮板输送
机运煤，都有可能使煤尘量增大，特别是放煤、移架环节煤
尘量达到最大值，因此，根据不同风量下落煤和移架工序的产尘量，确定合理的风量，合理的风量可以实现最小产尘量。
4 采空区遗煤发火与风量的关系
由于我矿煤体存在严重的自然发火情况，只有找出风量和采空区“三带”之间的分布特点，综合运用埋束管取样与数学模型模拟分析法才能防止火灾发生。
4.1 “三带”分布规律
将各项参数的回归方程分别求解、分析，总结出以下规律：①氧气含量随作业面的推进呈现对数函数衰减的趋势，氧含量达到10%时，采空区深度是56.5m。②一氧化碳浓度随作业面的持续推进而不断上升，到达峰值后开始下降；在一氧化碳浓度值达到峰值的情况下，采空区深度是29m；一氧化碳浓度为零，采空区深度达到55m。③当采空区深度达到15m，温度升高，这说明遗煤进入自燃带范围，对回归方程求解，得出最易氧化带和窒息带边界分别是33m、60m。也就是说，在作业面风量达到610m3/min，工作面两端压差为22Pa的条件下，不自燃带为0～15m；自燃带为15～60m；窒息带>60m，深度达到29～33m时最易自燃。
4.2 采空区漏风流场数值模拟分析
采空区遗煤自燃发火的根源在于漏风风流的影响。而作业面风量和漏风量之间有必然的联系，所以，深入调研采空区风流分布与工作面风量之间的联系，就能够确定工作面风量和遗煤自然发火之间的联系。
采空区内风流与非线性渗流定律极为相似，借助计算机技术，通过有限元法插值求解，将边界条件输入计算机程序，改变风量模拟解算。计算数据表明，“三带”位置的变化与风量变化呈正相关。为期23个月的综方面掘进施工统计月推进度为42～45m，若这个数值小于自燃带距离，煤体就会自燃，可以找出与自燃带距离45m的适宜风量为620m3/min。
5 风量计算
工作面风量的配风依据在《煤矿安全规程》可参照的有第106、107、108及110条，法定标准规定工作面及回风流瓦斯浓度≤1%，容许风速0.25～5m/s；空气温度≤26℃；工作地点每人供风量≥4m3/min。
依据平庄煤业（集团）公司风量计算细则，计算如下：
6 结论
综采面的通风模式设计为“U”形，上行通风，风量控制在580～620m3/min，作业面上隅角瓦斯浓度<0.5%，风速符合综采要求，能够有效排除煤尘，此时作业面前部输送机上方风速达到了每秒1.3～1.5m，后部输送机上方风速为每秒0.8～1.1m。月推进速度超过40m，不借助其他技术措施便可将一氧化碳浓度控制在可控范围以内，能够确保工作面不发火，确保了安全生产，同时减少了大量的人力物力。
参考文献：
[1]卢杰，蒋仲安，牛伟.西石门铁矿通风系统改造研究[J].价值工程，2012（15）.
[2]高仁礼，吴德昌，季宁，王振江，王秋生.高产高效综采工作面合理通风参数的研究[J].煤炭工程师，1997（04）.
[3]李德波，张梅.浅谈矿井通风系统的选择和安全措施[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2009（10）.
作者简介：田华明（1968-），男，内蒙古赤峰人，总工程师，高级工程师，采矿技术。