区域性反风技术在处理矿井局部火灾时的应用_杨万海.pdf

煤矿现代化2020 年第 3 期总第 156 期 1矿井通风系统概况 燕子山煤矿通风系统为多风井多主扇联合运转 系统， 通风系统为抽出式， 通风方式为混合式。 矿井现 有进风井 7 个， 回风井 3 个， 分别为回风井、 西回风 井、 东回风井。矿井总进风量 35374m3/min， 矿井总回 风量 36309m3/min。 三个回风井担负全矿井通风任务。 其中回风井担负东区 14- 3 层 309 （南翼 ） 盘区、 5 层 302 盘区、 8 层及主井尾等系统供风任务； 东回风井担 负东区山 4 层 302 盘区及 3 层 302 盘区开拓供风任 务，西回风井担负 14- 3 层 303 盘区和西区 4 层、 5 层的供风任务。矿井通风系统合理、 可靠， 井下各盘区 均为三巷布置， 并设有专用回风巷， 所有用风地点全部 实现分区通风。通风能力核定为 684.8 万 t/a。 2区域性反风必要性分析 根据该矿通风系统较复杂的实际特点， 假设位于 东区 4 层盘区主要进风路线上发生外因火灾，烟雾 势必会随风流蔓延至 4 层盘区各工作面。如采取全 矿井反风可能会造成局部微风区的存在， 并且风流不 可控将烟雾扩散至矿井其他区域。采取区域反风 指 定东风井主扇单独反风， 改抽出式为压入式； 主扇、 西 风井主扇继续抽出式运转的方案。方案实施后， 会达 到该矿东区风流反向， 进风变为回风， 烟雾方向单一 并随反风流直接从东区进风井排出， 而不影响其他主 扇区域。但由于东风井由抽出式改为压入式， 原有通 风网络已发生较大改变， 因此， 东风井区域性反风期 间， 必然后会造成微风、 无风区的存在。 需采用技术手 段， 保证区域反风能控制火区的同时， 保证通风系统 稳定可靠。 3区域性反风方案设计 利用矿井通风阻力测定掌握矿井阻力分布， 通过 网络结算确定矿井压、抽风流的交汇点及网络分风 量， 根据网络结算结果及数据的模拟分析， 准确掌握 矿井正、 负压交汇点， 及时在正、 负压交汇点构筑通风 设施， 使区域反风期间矿井正、 负压系统隔离开， 并消 除无风、 微风区域。 3.1矿井阻力分布 通过全矿井通风阻力测试获得矿井真实的井巷 区域性反风技术在处理矿井局部火灾时的应用 杨 万 海 （山西潞安集团慈林山煤业公司夏店煤矿 ， 山西 长治 046000 ） 摘要 为保证燕子山煤矿东区 4 层盘区主要进风路线上发生外因火灾时， 能采取迅速有效的反风 措施， 保证作业人员生命安全。对假定东区 4 层盘区主要进风路线上发生外因火灾时实施区域性反 风的必要性进行分析， 在矿井通风阻力测定的基础上， 计算出发生火灾时， 正、 负压风流汇合点位置， 并在上述位置构筑相应的通风设施。经区域性反风演习结果 反风率达到 76.25， 按 4 层盘区内 1 采 2 掘 1 备人员计算， 可确保此区域现场 200 人以上作业人员安全。 关键词 区域性反风 ； 火灾 ； 通风阻力 ； 通风网络 中图分类号 TD75文献标识码 A文章编号 1009- 0797 （2020 ） 03- 0077- 03 Application of Regional Anti-wind Technology in the Treatment of Mine Local Fire YANG Wanhai （Shanxi Luan Group Cilinshan Coal CompanyXiadian Coal Mine ，Shanxi Changzhi 046000 ） Abstract in order to ensure the safety ofthe working personnel, we can take quick and effective anti- wind measures when there is an exter- nal fire on the main incoming wind route in the 4 laminar zone in the East area of yanzishan coal mine. Based on the determination of the ventilation resistance ofthe mine, the position ofthe confluence points ofpositive and negative pressure winds is calculated. And build corre- sponding ventilation facilities in the above locations. According to the results of the regional anti- wind rcise, the anti- wind rate reached 76.25 . Accordingtothe calculation of1 mining, 2 excavation and 1 reserve personnel in the 4 layer plate area, the safetyofmore than 200 operators in this area can be ensured. Key words regional anti- wind ; Fire ; Ventilation resistance ; Ventilation network 77 ChaoXing 煤矿现代化2020 年第 3 期总第 156 期 通风阻力系数和风阻值， 了解现有通风系统中阻力分 布情况。 为拟定发生事故时的风流控制方法提供必要 的参数， 使风量调节有可靠的技术数据依据。掌握在 全矿井抽出式的通风方式下， 单主扇由抽出式改为压 入式后通风网络变化情况， 并根据通风网络的变化提 前在风流不稳定区域提前构筑相关通风设施， 达到全 矿井抽、 压平衡状态， 使区域性反风期间矿井通风系 统稳定、 可靠。 本次阻力测定采用倾斜压差计法， 通风 阻力分布结果见表 1。 表 1矿通风阻力结果表 3.2计算矿井压、 抽风流的交汇点及网络分风量 根据矿井阻力分布结果， 进行通风网络结算。由 于东风井由抽出式改为压入式， 原有抽出式矿井通风 网络已发生较大改变， 能量平衡点也随之移动， 风流 交汇地点也发生了大的变化。 故需对现有网络进行重 新结算， 以确定风流重新汇合地点， 并确定各分支节 点网络分风情况， 利用网络分风提前预判反风期间可 能出现的微风区域， 进行处理。本次通风网络结算采 用思考德恒斯雷 （Scott Hensley ） 法计算回风井主扇、 西风井主扇采用抽出式， 东风井主扇采用压入式时矿 井通风网络变化如图 1 所示。 根据此次东风井主扇区 域反风前网络结算结果， 此次正、 负压风流汇合点为 东区 4 层轨道石门、 皮带石门位置。 图 1东风井主扇采用压入式时矿井通风网络变化 3.3通风设施的构筑 为了保证区域性反风安全顺利进行，避免微风、 无风区域的出现进而造成瓦斯超限事故， 防治次生灾 害的发生。 故需根据网络结算结果， 此次正、 负压风流 汇合点为东区 4 层轨道石门、 皮带石门位置， 需及时 在正、 负压交汇点构筑通风设施， 使区域反风期间矿 井正、 负压系统隔离开， 并消除无风、 微风区域。①构 筑东区 4 层轨道石门临时正反风门两道，使轨道石 门处风流分离， 防止全矿井正、 负压相互作用； ②构筑 东区 4 层皮带石门临时正反风门两道，使皮带石门 处风流分离， 防止全矿井正、 负压相互作用； ③改进东 区进、 回风井底联巷单向调节为正反向调节， 防止东 风井反风期间风流反向后由此处短路， 造成东区处于 无风状态； ④将东风井主扇空载反转运行， 并测定主 扇风量及外部漏风量，确保在反风期间反风量符合 规程 不低于 40要求。东区 4 层轨道石门、 皮带 石门临时正反风门构筑位置如图 2 所示。 图 2东区 4 层轨道石门、 皮带石门临时正反风门构筑位置 4区域性反风的实施及结果 反风前待各项准备工作做好后，该矿于 2017 年 5 月 5 日开始实施东风井区域性反风演习。 900 东风 井主扇开始停运转操作， 备用主要通风机进行反转反 风操作， 反风操作 10min 内结束。 井下风流稳定 30 分 巷道名称 风阻 RNs2/m8 阻力系数 αNs2/m4 标准系数 αNs2/m4 百米风阻 R100Ns2/m8 1035 东轨道大巷0.003998 0.0043270.004890.002104 1140 大巷 0.024990.0290390.030730.012815 苦水湾进风井0.0019630.0039150.004150.005128 东区进风立井0.0008310.001350.001450.005744 纸坊头回风井0.0035110.0028020.002920.001801 1035 西轨道巷0.008829 0.0097750.010240.004527 1035 西皮带巷0.029448 0.0116260.013050.015101 纸坊头进风井0.0456720.282633.438630.050747 回风井0.0004610.0038760.004540.000461 东区回风立井0.0129790.0052940.0060.006489 1035 皮带巷0.021749 0.008500.009630.010874 4 层石门皮带巷0.001820 0.016490.019120.002275 4 层石门轨道巷0.009942 0.0042110.0047530.005523 4 层盘区皮带巷0.0457152 0.0602600.0678680.03657221 4 层盘区回风巷0.080015 0.0339770.0384580.05162254 4 层盘区轨道巷0.0833652 0.0428720.0482740.0555768 1140 行人石门0.067915 0.0036380.004140.035745 309 辅回至 1140 辅回0.0162020.005548 0.005890.008527 309 专回 0.0325770.0150880.016210.017146 材料斜井0.0079380.0047250.005030.004178 主皮斜井0.2850690.6471360.742620.150036 78 ChaoXing （上接第 76 页 ） 重要意义。通过对 1203、 1204 与 1301 三个工作面采 空区自燃 “三带” 划分， 可以得出以下结论 1 ） 氧气浓度作为自燃 “三带” 划分标准， 与漏风风 速、 温升相比， 干扰因数较少， 数据结果较为明显； 2 ） 影响工作面采空区自然发火的主要因素是采 空区漏风分布，而产生漏风的原因之一就是回采速 度的影响， 当回采速度过快， 采空区顶板的岩石跨落 不够充分， 漏风率增大， 使采空区氧化带长度增加， 容 易导致自然发火，所以应该确定合理的回采速度， 加 强采空区漏风控制， 采空区漏风时在工作面上、 下隅 角封堵采用不燃材料，减少采空区内自燃的物质基 础， 这对防止采空区自燃起到重要作用； 3 ） 煤质条件对工作面采空区自燃 “三带” 的分布 也起到重要的影响， 煤的挥发性越大， 采空区的 “氧化 带” 越短， 煤自燃危险性越小。 因此在确定回采速度以 及采空区防灭火措施时，也应充分考虑煤质条件， 制 定合理的防灭火措施。 参考文献 [1] 褚廷湘， 余明高， 杨胜强， 等.瓦斯抽采对 UII 型近距离 煤层自燃的耦合关系[J].煤炭学报， 2010， 35 （12） 2082. [2] 文虎， 胡伟， 刘文永， 等.抽采条件下采空区煤自燃危险区 域判断[J]. 煤炭安全， 2018, 49 （11） 190. [3] 杨宏民， 牛广珂， 李化金.采空区自燃 “三带” 划分指标的 探讨[J].煤矿安全， 1998 （5） 26- 28. [4] 陈全.采空区 “三带” 划分指标的研究[J].煤炭工程师， 1997 （3） 12- 15. [5] 张国枢， 戴广龙.煤炭自燃理论与防治实践[M].北京 煤炭 工业出版社， 2002 85- 91. [6] 邸志前.放顶煤综采采空区 “三带” 的理论计算与观测分 析[J].中国矿业大学学报， 1993， 22 （1） 8- 15. [7] 李树刚.综放采空区冒落特征及瓦斯流态[J].矿山 压力与 顶板管理， 1997，（3， 4） 7. 作者简介 王庆国 （1979-） ， 1999 年毕业于辽宁阜新煤炭工业学校 采矿专业， 2005 年毕业于辽宁工程技术大学采矿专业， 采煤 高级工程师， 现任沈焦公司红阳二矿总工程师。 （收稿日期 2019- 5- 24） 煤矿现代化2020 年第 3 期总第 156 期 钟后， 1100 风量测定组进行反风风量测定， 1154 风 量测定完毕并汇报结束。 1155 根据各组汇报情况， 反 风、 自然风各项数据全部记录， 1200 各主要通风机恢 复正常通风。 表 2区域反风后具体反风数据 反风期间， 所有主要通风设施检查到位， 风向全 部逆转后， 采掘工作面均未发生气体超限现象， 各采 空区及重点区域一切正常， 无气体外泄现象。根据前 述分析， 反风率均大于 40， 主扇操作时间均小于 10 分钟，各项指标均符合技术要求，反风率达到了 76.25， 取得了明显效果。反风后具体反风数据见表 2。通过此次区域性反风， 确保了整个 4 层盘区作业 人员安全。 按 4 层盘区内 1 采 2 掘 1 备人员计算， 至 少可确保当时此区域现场 200 人以上作业人员生命 安全， 极大的提高了安全效益。 5结语 通过东风井主扇单独反风， 主扇、 西风井主扇正 常通风的实践经验。 对全矿井三台主扇相互作用下区 域性反风时通风系统有了实际掌握， 并检验了我矿应 对区域进风侧火灾问题的有效治理手段。 为多台主扇 联合运转矿井复杂通风系统中单一主扇反风积累了 宝贵的实践经验和数据参考经验。 作者简历 杨万海 （1982-） ， 男， 山西省朔州市人， 工程师， 现在山西 潞安集团慈林山煤业公司夏店煤矿通风科从事通风管理工 作。 （收稿日期 2019- 6- 1） 地点 正常时 风量 （m 3/min ） 反风时 风量 （m 3/min ） 反风时主 扇风压 （mmH2 O ） CH4 （ ） CO2 （ ） CO （ppm ） 东回风井13892683739000 西回风井1021490252030.040.060 回风井12496103672880.060.080 1140 石门 14282837000 1035 石门 36041532000 材料副斜井66154025000 主皮斜井512428000 苦水湾进风井7981591000 苦水湾回风井 （进风井筒 ） 1434856000 西进风井86373724000 东进风井1273156130.080.105 79 ChaoXing