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摘 要:旺格維利采煤法在神东矿区的边角煤回采应用较多,从生产实践看, 旺格维利采煤法的通风条件不是十分理想, 不利于通风管理。因而,布置旺格维利工作面, 容易因工作面风流不畅而造成瓦斯积聚, 影响正常生产。本文通过对霍洛湾煤矿22107旺采工作面的通风管理的经验进行总结,为类似条件下的旺采工作面通风管理提供了一定经验。
关键词:旺格维利采煤法,通风,管理,风量,局部通风机
1引言
旺格维利采煤法是一种高效的短壁采煤方法,近年来,旺格维利采煤法由于具有采掘合一、机动灵活、设备投资少、适应范围广等特点,适用于不规则块段开采、三下开采以及残采区回收煤柱等,可提高煤炭资源回收率,是现代化煤矿高效集约化生产矿井不可缺少的配套开采技术,在神华集团神东矿区和大同矿业集团被广泛应用于边角煤的回收。旺格维利采煤法不同于常见的长壁采煤法,通风多采用局部通风机,且由于顺槽、联巷和支巷的数量较多,位置分布相对复杂,导致通风容易不畅,易造成局部的瓦斯积聚,给安全生产带来巨大隐患。[1-3]本文旺采工作面的局部通风系统进行了设计,确定了局部通风机安装位置、计算了旺采工作面所需风量和通风管理需要注意的事项。
2工作面简介
22107旺采工作面布置在霍洛湾煤矿2-2煤层中,工作面位于回风及胶运大巷南侧,东侧是原综采面22107运输顺槽和辅运顺槽,南侧为22107综采面采空区,西侧井田边界。回采时开支巷共24条,各支巷与辅运顺槽 、运输顺槽夹角为77°41′23″,长度合计共2708.2m,采硐301个,共需10个月。采用前进式掘进支巷,单侧后退式回收煤柱,后退式开采各区段的采煤方法。根据鉴定,霍洛湾煤矿矿井最大瓦斯绝对涌出量为4.84m3/min, 最大瓦斯相对涌出量为0.68m3/t;矿井最大二氧化碳绝对涌出量为6.05m3/ min ,最大二氧化碳相对涌出量为0.85m3/ t,矿井为瓦斯矿井。
3通风管理
3.1通风方式
22107旺采工作面采用局扇压入式通风,局部通风机安设在原22107辅助运输顺槽口以东10-15m之间的新鲜进风流中(胶运大巷内),风筒出风口距工作面的最大距离不得超过10m,最长供风距离为580m,采用支巷独立通风。
3.2通风路线
工作面新鲜风流:地面主斜井→胶运大巷→22107辅助运输顺槽局扇→22107回采辅助运输顺槽→22107回采工作面。工作面污风:22107回采工作面→22107回采辅助运输顺槽→22107回风顺槽→回风大巷→地面。具体通风示意图见图1.
图1霍洛湾煤矿22107旺采工作面通风示意图
3.3工作面风量计算
(1)按瓦斯涌出量计算:Q旺=100Q瓦K旺
式中 Q旺—工作面实际需风量, m3/min;
Q瓦—工作面平均绝对瓦斯涌出量,取0.3m3/min;
K旺—工作面因瓦斯涌出量不均匀的备用风量系数,根据实际观察的结果确定,一般可取1.2-2.0,旺采工作面,取K旺=1.2。
Q旺=100×0.3×1.2=36 m3/min
(2)按二氧化碳涌出量计算:Q旺=200QCO2KCO2
式中 Q旺—工作面实际需风量, m3/min;
QCO2—工作面平均绝对CO2涌出量,取0.33m3/min;
KCO2—工作面CO2涌出量不均衡系数,取KCO2=1.2。
Q旺=200×0.33×1.2=79.2m3/min
(3)按工作面人员数量计算:
Q旺=4n旺
式中 Q旺—工作面实际需风量, m3/min;
n旺—工作面同时工作的最多人数,32人(交接班时)。
Q旺=4×32=128m3/min
(4)按风机吸入风量进行计算、校核:
选择FBDNo6.3型2×18.5KW(吸风量256-486 m3/min)局部通风机2台供双支巷通风,通风方式采用压入式。
Q旺=(Q扇+15S)Ii=(256+15×17)×2=1022m3/min
式中:Q扇—局部通风机实际吸风量,m3/min;
S—巷道断面积S旺=5.0×3.4=17㎡
Ii—工作面同时通风的局部通风机台数(两台)。
(四)按风速进行验算:
煤巷、半煤岩巷旺采工作面的风量应满足,不低于煤巷掘进的最低风速和岩煤巷道的最高风速:
15S旺≤Q旺≤240S旺
式中:S旺—工作面巷道过风断面积,㎡。
255 m3/min≤Q旺≤4080 m3/min
根据风量计算,工作面需要风量1022m3/min,即可满足工作面的风量要求,并符合有关规定。
3.4局部通风机管理
在旺采工作面通风管理之中,局部通风机的管理显得尤为重要,一旦运行不正常、不正规,很容易造成局部瓦斯积聚,给安全生产带来隐患。一般来说,对局部通风机要求如下:局部通风机必须由指定人员负责管理,保证局部通风机正常连续运转,严禁随意停电、停风;局部通风机距回风口不小于10m,保证全风压供风量大于局部通风机吸风量,不发生循环风,吸风口附近10m范围内不得有杂物;局部通风机必须实现“三专两闭锁”,杜绝电气失爆、杜绝无计划停风;局部通风机以里所有电气设备的电源,必须实行风电闭锁和瓦斯电闭锁;风筒出风口距工作面距离必须达到作业规程中要求;工作面必须安设瓦斯自动报警断电装置,实现瓦斯遥测;当巷道中瓦斯浓度达到1%时,通过浓度瓦斯传感器自动报警;瓦斯浓度达到1.5%时,通过瓦斯断电仪自动断电。
5结论
22107旺采工作面采用局扇压入式通风,局部通风机安设22107辅运顺槽(距离辅运支巷10-15m)的新鲜进风流中,最长供风距离为:580米;采用双支巷独立通风;风筒出风口距工作面的最大距离不得超过10m;工作面设计配风 1022m3/min。经过实践证明,所设计的通风系统十分稳定可靠,风量能够满足正常生产要求。但根据以往经验,本煤层是易自燃煤层,在工作面回采速度较慢的情况下,风量在1000m3/min以上,则加大了煤炭自然发火的可能性,所以,必须处理好回采布局、推进速度、风量的关系,控制好同时掘采的支巷个数,既要保证每个支巷都有足够的新鲜风流,又要保证工作面推进速度,要做到合理配风,完善通风管理,同时还要加强对采空区的CO等有害气体的监测,防止采空区发生煤炭自燃。
参考文献
[1]魏诚.旺格维利采煤法通风安全关键技术研究[C].青岛,山东科技大学,2009
[2]白士邦,刘文郁.旺格维利采煤法在神东矿区的应用[J].煤炭开采,2006
[3]鹿志发,孙建明,潘金,贺安民.旺格维利(Wongawilli)采煤法在神东矿区的应用[J].煤炭科学技术,2002
作者简介:
姓名:罗来军,性别:男,年龄:36周岁,民族:汉,毕业院校:辽宁工程技术大学,专业:采矿工程,学历:硕士,单位:中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司,职务:项目总设计师,职称:工程师。
关键词:旺格维利采煤法,通风,管理,风量,局部通风机
1引言
旺格维利采煤法是一种高效的短壁采煤方法,近年来,旺格维利采煤法由于具有采掘合一、机动灵活、设备投资少、适应范围广等特点,适用于不规则块段开采、三下开采以及残采区回收煤柱等,可提高煤炭资源回收率,是现代化煤矿高效集约化生产矿井不可缺少的配套开采技术,在神华集团神东矿区和大同矿业集团被广泛应用于边角煤的回收。旺格维利采煤法不同于常见的长壁采煤法,通风多采用局部通风机,且由于顺槽、联巷和支巷的数量较多,位置分布相对复杂,导致通风容易不畅,易造成局部的瓦斯积聚,给安全生产带来巨大隐患。[1-3]本文旺采工作面的局部通风系统进行了设计,确定了局部通风机安装位置、计算了旺采工作面所需风量和通风管理需要注意的事项。
2工作面简介
22107旺采工作面布置在霍洛湾煤矿2-2煤层中,工作面位于回风及胶运大巷南侧,东侧是原综采面22107运输顺槽和辅运顺槽,南侧为22107综采面采空区,西侧井田边界。回采时开支巷共24条,各支巷与辅运顺槽 、运输顺槽夹角为77°41′23″,长度合计共2708.2m,采硐301个,共需10个月。采用前进式掘进支巷,单侧后退式回收煤柱,后退式开采各区段的采煤方法。根据鉴定,霍洛湾煤矿矿井最大瓦斯绝对涌出量为4.84m3/min, 最大瓦斯相对涌出量为0.68m3/t;矿井最大二氧化碳绝对涌出量为6.05m3/ min ,最大二氧化碳相对涌出量为0.85m3/ t,矿井为瓦斯矿井。
3通风管理
3.1通风方式
22107旺采工作面采用局扇压入式通风,局部通风机安设在原22107辅助运输顺槽口以东10-15m之间的新鲜进风流中(胶运大巷内),风筒出风口距工作面的最大距离不得超过10m,最长供风距离为580m,采用支巷独立通风。
3.2通风路线
工作面新鲜风流:地面主斜井→胶运大巷→22107辅助运输顺槽局扇→22107回采辅助运输顺槽→22107回采工作面。工作面污风:22107回采工作面→22107回采辅助运输顺槽→22107回风顺槽→回风大巷→地面。具体通风示意图见图1.
图1霍洛湾煤矿22107旺采工作面通风示意图
3.3工作面风量计算
(1)按瓦斯涌出量计算:Q旺=100Q瓦K旺
式中 Q旺—工作面实际需风量, m3/min;
Q瓦—工作面平均绝对瓦斯涌出量,取0.3m3/min;
K旺—工作面因瓦斯涌出量不均匀的备用风量系数,根据实际观察的结果确定,一般可取1.2-2.0,旺采工作面,取K旺=1.2。
Q旺=100×0.3×1.2=36 m3/min
(2)按二氧化碳涌出量计算:Q旺=200QCO2KCO2
式中 Q旺—工作面实际需风量, m3/min;
QCO2—工作面平均绝对CO2涌出量,取0.33m3/min;
KCO2—工作面CO2涌出量不均衡系数,取KCO2=1.2。
Q旺=200×0.33×1.2=79.2m3/min
(3)按工作面人员数量计算:
Q旺=4n旺
式中 Q旺—工作面实际需风量, m3/min;
n旺—工作面同时工作的最多人数,32人(交接班时)。
Q旺=4×32=128m3/min
(4)按风机吸入风量进行计算、校核:
选择FBDNo6.3型2×18.5KW(吸风量256-486 m3/min)局部通风机2台供双支巷通风,通风方式采用压入式。
Q旺=(Q扇+15S)Ii=(256+15×17)×2=1022m3/min
式中:Q扇—局部通风机实际吸风量,m3/min;
S—巷道断面积S旺=5.0×3.4=17㎡
Ii—工作面同时通风的局部通风机台数(两台)。
(四)按风速进行验算:
煤巷、半煤岩巷旺采工作面的风量应满足,不低于煤巷掘进的最低风速和岩煤巷道的最高风速:
15S旺≤Q旺≤240S旺
式中:S旺—工作面巷道过风断面积,㎡。
255 m3/min≤Q旺≤4080 m3/min
根据风量计算,工作面需要风量1022m3/min,即可满足工作面的风量要求,并符合有关规定。
3.4局部通风机管理
在旺采工作面通风管理之中,局部通风机的管理显得尤为重要,一旦运行不正常、不正规,很容易造成局部瓦斯积聚,给安全生产带来隐患。一般来说,对局部通风机要求如下:局部通风机必须由指定人员负责管理,保证局部通风机正常连续运转,严禁随意停电、停风;局部通风机距回风口不小于10m,保证全风压供风量大于局部通风机吸风量,不发生循环风,吸风口附近10m范围内不得有杂物;局部通风机必须实现“三专两闭锁”,杜绝电气失爆、杜绝无计划停风;局部通风机以里所有电气设备的电源,必须实行风电闭锁和瓦斯电闭锁;风筒出风口距工作面距离必须达到作业规程中要求;工作面必须安设瓦斯自动报警断电装置,实现瓦斯遥测;当巷道中瓦斯浓度达到1%时,通过浓度瓦斯传感器自动报警;瓦斯浓度达到1.5%时,通过瓦斯断电仪自动断电。
5结论
22107旺采工作面采用局扇压入式通风,局部通风机安设22107辅运顺槽(距离辅运支巷10-15m)的新鲜进风流中,最长供风距离为:580米;采用双支巷独立通风;风筒出风口距工作面的最大距离不得超过10m;工作面设计配风 1022m3/min。经过实践证明,所设计的通风系统十分稳定可靠,风量能够满足正常生产要求。但根据以往经验,本煤层是易自燃煤层,在工作面回采速度较慢的情况下,风量在1000m3/min以上,则加大了煤炭自然发火的可能性,所以,必须处理好回采布局、推进速度、风量的关系,控制好同时掘采的支巷个数,既要保证每个支巷都有足够的新鲜风流,又要保证工作面推进速度,要做到合理配风,完善通风管理,同时还要加强对采空区的CO等有害气体的监测,防止采空区发生煤炭自燃。
参考文献
[1]魏诚.旺格维利采煤法通风安全关键技术研究[C].青岛,山东科技大学,2009
[2]白士邦,刘文郁.旺格维利采煤法在神东矿区的应用[J].煤炭开采,2006
[3]鹿志发,孙建明,潘金,贺安民.旺格维利(Wongawilli)采煤法在神东矿区的应用[J].煤炭科学技术,2002
作者简介:
姓名:罗来军,性别:男,年龄:36周岁,民族:汉,毕业院校:辽宁工程技术大学,专业:采矿工程,学历:硕士,单位:中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司,职务:项目总设计师,职称:工程师。