破碎顶板下的快速掘进通风管理

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　　河南煤化焦煤公司赵固二矿,是河南省重点建设项目。于2009年12月进入三期施工,首采工作面为河南省走向最长的工作面,其胶带和回风顺槽采用综合机械化掘进,煤层顶板破碎,压力大。如何实现恶劣条件下的快速掘进,对通风管理提出了更高的要求。
　　一、矿井通风情况
　　矿井通风方式为中央并列式通风,主、副井进风,风井回风,建井期间,利用风井西侧的安全出口作为临时风硐,安装了一台地面临时主抽风机,备用电机一台。风机型号为FBCZNo.19,风量为3600m3/mim。负压为1050Pa。矿井等级孔为2.0m2。矿井设计为煤与瓦斯突出矿井,-850m以上按非突出区域管理。
　　二、工作面基本情况
　　赵固二矿首采11011工作面,设计走向长度为2216米,倾向长度为180米,倾角为2―6度,煤厚为6米,煤层顶板裂隙发育,离层严重,顶板下沉速度快,局部底鼓严重。胶带运输顺槽和回风顺槽设计断面为11.6m2。
　　三、掘进工作面风量的选择
　　按瓦斯涌出量、工作人数、巷道断面、风速和局部通风机实际吸风量等规定要求分别进行计算,并采取其中最大值。
　　(一)按瓦斯绝对涌出量计算
　　Q煤掘=100q瓦掘×k掘通m3/min
　　式中:Q煤掘―按瓦斯涌出量计算掘进工作面实际需要的风量,(m3/min);
　　q瓦掘―掘进工作面的瓦斯绝对涌出量,按初步设计计算数据取1.24m3/min;
　　k掘通―掘进工作面的瓦斯涌出不均衡系数,k掘通=1.1―2.1,取1.5。
　　Q煤掘=100×1.24×1.5=186m³/min
　　(二)按交接班时最多人数计算
　　Q煤掘=4N掘=4×50=200m3/min
　　(三)按风速进行验算
　　煤巷掘进最低风量
　　Q煤掘>60×0.25S掘(m3/min)
　　式中:S掘――掘进工作面的断面积,m2。
　　Q煤掘>60×0.25×11.6=174m3/min
　　煤巷掘进最高风量
　　Q煤掘<60×4S掘(m3/min)
　　式中:S掘――掘进工作面的断面积,m2。
　　Q煤掘<60×4×11.6=2784m3/min
　　(四)按局部通风机实际吸风量计算
　　煤巷掘进:Q掘=Q扇=460m3/min
　　式中:Q扇――局部通风机实际吸风量,m3/min。
　　经验算:实际吸风量为460m3/min。FBD№6.3/60―2×30kW型局部通风机的实际吸风量为420―580m3/min。
　　根据以上计算可选择FBD№6.3/60―2×30kW局部通风机向工作面供风可满足要求。
　　四、掘进工作面风筒的选择
　　根据工作面的通风方式、需风量、通风距离、巷道断面和风机等条件,按经验选取直径800mm风筒。
　　五、风筒的管理
　　(一)风筒的运输
　　11011工作面胶带、回风顺槽设计长度为2216米,于2009年12月6日开始掘进,按计划到6月底贯通,工期为6个多月,要求平均月进尺在370米以上,最高月进尺达到598米,最高日进尺为20多米,风筒消耗量大,每月由施工单位根据月计划,到通风区领取风筒,装矿车运输至井下,存放在指定地点并挂牌管理。
　　(二)风筒的保护
　　11011工作面胶带、回风顺槽设计规格为宽4米,高2.9米,采用锚网索加单体柱的支护方式。为避免风筒被锚杆、锚索和网片扎破,风筒吊挂改变了以往“两靠一平直”的吊挂方式。永久风筒采用钢丝绳吊挂,距顶、帮各超过300mm,有效地避免了风筒扎破现象,减少了风筒破口漏风。
　　由于工作面顶板破碎,矿压大,工作面顶板下沉。特别是在断层附近,顶板下沉尤为明显。顶板下沉导致的后果是挤压风筒,风筒上顶顶板,下压在皮带上。顶板下压风筒,锚杆、锚索扎在风筒上,导致风筒破口增多,漏风增大。风筒下压皮带,皮带运输带出的碳块划破风筒,造成风筒损坏,严重时整节风筒报废。针对这种情况,需要及时对巷道进行修护,避免顶板下沉量过大,或底鼓过大造成的巷道有效高度不足。对特殊地段,需要对风筒加强保护,不致破坏风筒。
　　(三)风筒的修补
　　目前,常用的风筒粘补胶水为氯丁胶。氯丁胶具有价格便宜,初始粘力大,粘接强度高,强度建立的速度很快等优点,因此,得到广泛的应用。但这种胶水适用于橡胶风筒,对于现阶段煤矿普遍使用的PVC风筒不适合。因此,选用了树脂胶,它将风筒表面涂覆的PVC层溶解后,两层PVC材料重新熔合,将风筒粘补在一起,和氯丁胶存在在本质的区别,粘补效果好。
　　六、效果观察
　　巷道掘进初期,2×30kW对旋风机只开了一级,1000米以后,开双级通风,通过加强管理,严格按通风质量标准化标准作业,风筒出风口风量能保持在300m3/min以上,瓦斯浓度平均在0.1%左右,确保了工作面上、下顺槽按预定目标提前贯通。
　　我们可以看出,11011工作面上、下顺槽通过采用FBD№6.3/60―2×30kW型局部通风机、直径800mm风筒,长距离供风达2300m,既保证了工作面的风量要求,又杜绝了生产中瓦斯超限事故的发生。为今后的长距离供风提供了宝贵的经验。
　　作者单位:河南新乡河南煤业化工集团焦煤公司赵固二矿

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