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治理小井漏风的技术措施 孙加森, 赵占义 鸡西矿业集团公司 杏花煤矿, 黑龙江 鸡西 158173 摘 要 东一采区二段风道小井漏风严重影响了采煤工作面的接续, 制约采区巷道维修。采取系统改造, 结合堵漏 的方法, 解决了小井漏风问题。 关键词 漏风; 系统改造; 效益分析; 小井 中图分类号TD72 文献标识码 B 文章编号 1008- 8725 2006 10- 0077- 02 Technology Way of Governing Small Mine Air Leak SUN Jia- sen, ZHAO Zhan- yi Xinghua Coal Mine, Jixi Mining Group, Jixi 158173, China Abstract Air leak seriously influences coal face supersedure at second air road of Dongyi mining area. The of system transation, combining sealing are consequently used, and the problem of small mine air leak is solved. Key words air leak; system transation; benefit analysis; small mine 0 概况 杏花煤矿东一采区为 23层生产采区。采区内布置一 个高档普采工作面和一个综掘工作面; 采区内其余用风地点 为 变电所两个 - 350 变电所、 - 460 变电所 ; 绞车房三个 二段 2 m绞车房、 三段 40 绞车房、 四段 40 绞车房; 移动抽 排泵站一个; 火药库一个。 主扇采用型号为 2BDK- 10- 28轴流式通风机。采用 两入两回的通风方式。即前石门总入风, 然后分别从皮带道 及绞车道入风, 利用中部层 28层的三条道 绞车道、 风道、 皮带道和 23层采区二段风道, 同时进入总排风道。 表 1 风量调查、 计算及结果统计表 地点风量调查、 计算及结果 第 一 部 分 总排 - 80 石 门段 1 总排总回风量3 290 m3 min, 其回风由三部分汇合 而成。 2 其中- 80 石门回风道风量 1 380 m3min; 总排风 道回风量1 380 m3 min; 底部层皮带道回风量730 m3min。 3三条风道风量之和为 1 380 1 065 730 3 175 m3min。 4 漏风量为3 290- 3 175 115 m3 min。 5 结果 二号轨上上部入风量 3 160 m3min;下部入 风量3 026 m3 min。漏风差为 3 290- 3 026 134 m3min。 二者基本吻合。 第 二 部 分 - 80 石 门 二 段风道 底部 1 二段风道入口处风量 1 140 m3 min; 出口处风量 376 m3 min。 2 - 350 变电所回风量 70 m3 min; 火药库回风量 60 m3min; 三段左二回风调节窗风量60 m3 min。 3 总计风量70 60 60 190 m3min。 4 结果漏风量为 1 140- 376- 190 574 m3min。 第 三 部 分 三段 往下 1 二段联络巷入风量1 152 m3 min。 2 改造皮带道入风量900 m3 min。 3 总入风量1 152 900 2 052 m3 min。 4 三段风道回风量2 150 m3 min。 5 结果漏风量 2 150- 2 052 98 m3min。 通过上述调查、 计算 三部分总漏风量 574 115 98 787 m3min。 考虑测量误差,与前面提到 830 m3 min 漏风量基本吻合。 1 调查核实漏风情况 采取分段查找漏风原因的方案, 将东一采区分为三大部 分进行调查, 调查结果如表 1。 2 结果分析 第一部分漏风量 115 m3min; 第三部分漏风量 98 m3 min。此两部分均属设备漏风及风量膨胀所致, 无外来风量。 第二部分漏风量 574 m3 min, 是主要漏风地点。此段风 道全长 1 100 m。经反复查找均无发现明显漏风地点, 分析 原因是个人小井与东采二段采空区贯通, 由于东采矿压大, 风量由采空区经煤、 岩层裂隙流入二段风道。此段漏风靠堵 漏是收不回来的。 3 采取方法 3. 1 对第一及第三部分采取堵漏收风、 降阻增风的方法 1 靠堵漏来收风。对各地点通风设施全面排查。凡属 风门类通风设施要做到包边、 沿口, 有垫衬; 风门墙垛要保证 严密 漏风; 风门门扇不漏风、 门扇与门框不歪扭; 对永久密 闭有漏风的要重新抹面堵漏, 减少设备漏风。 2 失修地点, 矿、 区要拿出维修规划, 扩大断面, 降阻增 风, 必须保证巷道断面在 5. 5 m2以上。 3. 2 对第二部分采取系统改造方法 第二部分漏风大, 而且经反复调查均无发现明显漏风地 点。经研究决定采取封闭此段回风巷道, 彻底掐断外来风量 入口, 甩掉- 80石门 二段风道底部段的回风系统 即二段 风道 。将三段往下的回风全部由中部层的三条道进行回 风。并决定将 23层左二巷由原来的回风巷改为入风巷。 将- 350 变电所回风用管路引到回风道内。彻底解决左二风 门、 改造皮带道风门、 三段绞车道调节窗漏风难题。同时将 火药库改在中部层 28层准备采区内。 4 系统改造后效果预测 1 通过设备堵漏及巷道维修 特别是东一采区三段风 道、 三段绞车道 来降低通风阻力, 增加有效风量。三段以下 收稿日期 2006- 06- 26; 修订日期 2006- 08- 10 作者简介 孙加森1969- , 男, 毕业于鸡西矿务局工学院矿山机电专业, 现任鸡西矿业集团杏花煤矿监测科副科长。 第25 卷第10 期 2006年 10月 煤 炭 技 术 Coal Technology Vol25, No10 Oct, 2006 建井技术 深厚表土层危险层位冻结温度场实测与数值模拟预测分析 熊 旺 1, 岳丰田1, 张水宾1, 朱学银1, 林艳杰2 1 中国矿业大学 建筑工程学院, 江苏 徐州 221008; 2 兖矿集团 新陆冻结安装有限公司, 山东 邹城 273500 摘 要 介绍了对冻结深度为 702 m、 表土厚度 5831 m 的郭屯煤矿副井危险的深厚粘土层的数值模拟, 模拟了冻结 壁温度场、 平均温度、 冻结壁厚度以及井帮温度, 结果与实测相符。预测了井筒冻结情况的发展, 指导工程的下一 步施工。其计算方法和结果为今后类似工程的施工提供了重要的指导作用。 关键词 数值模拟; 冻结壁; 温度场分析; 监测 中图分类号TD21 文献标识码 A 文章编号 1008- 8725200610- 0078- 03 Actual Measure and Numerical Simulated Forecast Analysis of Dangerous Position Freeze Temperature Field of Deep Topsoil Layer XIONG Wang 1, YUE Feng- tian1, ZHANG Shui- bin1, ZHU Xue- ying 1, LIN yan- jie2 1College of Architecture 2Xinlu Freeze frozen wall; temperature site analysis; monitor 0 前言 随着煤矿建设往深部发展, 一大批深厚表土井的建 设正在开展, 而深井建设由单排孔冻结变为双排孔、三排 孔乃至三排加辅助冻结, 冻结壁的功能也由初始的封水目 的, 到了以支护为主要目的。很多冻结理论与浅层理论不 同, 而且地质特点和变化也越来越复杂, 为了保证工程的 顺利完成, 需要引进各种不同的分析手段, 数值模拟最近 发展很快而且日趋完善, 在很多工程中都有运用。郭屯矿 井表土深度 5831 m、冻结深度 702 m,这在我国是史无前 例的, 在世界建井史上也是罕有的, 这对冻结凿井技术是 一个挑战。 对于冻结法施工矿井建设来说挖掘工作能否顺利进行, 主要取决于冻结壁的温度场发展是否达到设计要求、能否 安全的起到防水固土的作用。在郭屯副井建设过程中由于 掘进机械化程度比较高速度快, 掘进至 320 m 处仅用 68 d, 冻结时间 180 d, 由于冻结时间比较短冻结壁发展不够全面 导致井帮温度高开挖过程有的区域出现较大片帮, 而且井 帮位移比较大, 考虑下部 340 m 430 m 存在危险厚粘土层, 决定停止冻结反向套壁, 一个月后套壁完成, 等到维护冻 结到 241 d, 分析冻结壁的发展情况看是否满足继续开挖的 要求, 根据工程资料建立了郭屯矿副井井筒、冻结壁及周 边土体温度场相互影响的有限元计算模型。选取了下部几 个比较危险的厚粘土层位,推算出开挖至各层位相应冻结 时间, 模拟在各时间该层位所形成的冻结壁情况、冻结温 度场情况并进行了综合分析, 为冻结壁发展提供定量依据。 为深厚表土穿越特别是对危险性比较高的厚粘土层穿越提 供了可靠性指导,通过对温度场的实测, 验证了数值模拟 所得的温度场变化规律。希望通过研究总结, 使数值模拟 在以后类似工程中能发挥更大的作用。 通过处理收回有效风量 300 400 m3min, 从而能增加一个掘 进队组的风量。 2 通过封闭二段风道、 将原 23 层左二巷由回风改为 入风, 不但可以收回 100 m3 min 的新风, 而且还可以增加东 一采区总入风量 300 400 m3min。使总入风量由现在 2 460 m3min 增到 2 800 2 900 m3min。满足增加掘进队组和打开 东一中部层采区的风量需要。 3解决外来漏风量和维修降阻后, 还可以通过合理调 节主扇叶片角来增加风量。 5 系统改造后经济效益分析 通过调查论证, 采用改造通风系统及上述举措, 增加风 量300 400 m3 min, 使总入风量 2 460 m3min 增到 2 800 2 900m3min。既能满足东一采区上部层 23层生产采区正常 生产和接续, 又能保证打开中部层 28层准备采区进行维修 的风量需求。从而缓解了采煤工作面接续紧张的局面。并 且节约了- 80 石门 二段风道底部段的巷道维修费用 88 万 元。 收稿日期 2006- 07- 24; 修订日期 2006- 08- 10 作者简介 熊旺1982- , 男, 江西宜春人, 中国矿业大学在读硕士研究生, 主要从事岩土工程冻结方向的研究。 第25 卷第10 期 2006年 10月 煤 炭 技 术 Coal Technology Vol25, No10 Oct, 2006