山西忻州神达晋保煤业长距离掘进通风技术研究应用

山西忻州神达晋保煤业有限公司

（一）矿井概况

山西忻州神达晋保煤业有限公司（下文简称“晋保煤业”）位于保德县城南46km处的南河沟乡扒楼沟村附近，行政区划隶属保德县南河沟乡管辖。

根据山西省煤矿企业兼并重组整合工作领导组办公室文件晋煤重组办发〔2009〕26号“关于忻州市保德县煤矿企业兼并重组整合方案的批复”，山西忻州神达晋保煤业有限公司为由原山西晋保煤业有限公司及新增区重组整合而成，整合后矿井生产能力为120万吨/年，隶属于山西忻州神达能源集团有限公司。

（二）建设内容

1、在矿井建设和生产过程中，都必须掘进大量的井巷，在掘进巷道时，为了供给人员呼吸新鲜空气，稀释掘进工作面的瓦斯及有害气体和矿尘，并创造良好的气候条件，必须对掘进工作面进行通风。而井下通风系统的有效、持续、稳定运行是矿井生产持续安全开展的关键保障之一。特别是随着矿井生产机械化程度的不断提升，井下采掘作业长度也不断增加，长距离掘进巷道在井下生产中的应用越发普遍，而如何确保长距离掘进通风的有效性也成为了矿井安全管理的重要课题，而我司为了保证人员人身安全，提出矿井长距离掘进通风技术的研发应用。

2、随着煤矿生产技术的不断发展，工作面的长度不断增加，单巷长距离通风问题越来越多，为了解决解决单巷长距离掘进中遇到的问题，我们采用大直径风筒、改进风筒接头减少接头、提高风筒吊挂和维护质量、采用大功率局部通风机等方式来保证单巷掘进工作面的风量要求，来满足矿井安全生产的需要和高瓦斯长距离掘进工作面的要求。

3、采用大功率局部通风机，目前我国已生产有多种类型的大功率局部通风机，我公司掘进工作面采用压入式通风，局部通风机型号为FBDNO8.0/2×55防爆型压入式对旋轴流变频局部通风机，配备BPJI-160/1140SF双电源双变频调速器，实现了“双风机、双电源”并且做到了自动切换。额定风量达到980m®/min，额定风压达到1500~7300Pa。再加上与大功率局部通风机相配套的直径为1000mm的高强度胶质风筒，是能够满足高瓦斯长距离掘进工作面通风要求。

4、采用大直径风筒，风筒的通风摩擦阻力与风筒直径的五次方成反比。风筒直径增加一倍，通风阻力减少32倍，因此在现场条件允许下，使用大直径风筒是降低风筒阻力、提高风筒出风口风量的有效途径。

5、改进风筒接头和减少接头，风筒的接头好坏直接影响到风筒风阻和漏风量。目前，风筒接头有插接、反边接和罗圈接等。插接是把风筒师风流方向插到另一节风筒中，然后拉紧风筒使铁环靠拢，最后用铁丝在两环之间扎紧。这种接头操作简便，但漏风量大、不牢固，不适于长距离掘进通风。反向接头具有严密、牢固、漏风量小的优点。反边接头有单反边、双反边和拉链多反边等，其中拉链多反边接头是目前采用较广泛的一种接头形式。风筒接头是产生漏风和增加阻力的主要原因，所以，在长距离掘进通风时，以减少风筒漏风和降低阻力，提高掘进工作面有效风量。

6、提高风筒吊挂和维护质量，风筒吊挂时要“两靠一直”，即靠帮、靠顶平直、不得挤压和损坏；拐弯时要使用弯头，异径风筒要用过渡节，风筒末端到工作面的距离符合作业规程的规定，风筒破口要及时粘补，以免漏风。采用柔性风筒时，要防止刮破，要用粘补或灌胶封堵所有的针眼，以减少漏风。

7、长距离掘进通风的安全技术管理，为了保证局部通风机连续可靠地运转，实行“三专两闭锁”装置即专用变压器，专用线路，专用开关和风电闭锁、瓦斯电闭锁。加强瓦斯检查和监测。配备了瓦斯监测传感器，设置专职合格的瓦斯检查员对有关安全问题进行检查监督。实施综合防尘。实行湿式打眼，风机头和各转载点设喷雾降尘。使用的电气设备，防爆合格率必须为百分之百，对电机进行综合保护，加强日常检修和维护工作。

8、测风员按期测定风机的风量，严禁风机产生循环风。为了减少风筒漏风和降低通风的阻力，风筒保持平直，需拐弯时，使用短接风筒过渡，并每班设置专人进行风筒的吊挂与维护。每班设置瓦斯检查员进行甲烷，二氧化碳，一氧化碳以及温度的检查工作，发现问题及时组织处理并汇报。

1、长距离单巷工作面掘进通风技术应用以后，不仅有效控制了瓦斯超限事故，同时也提高了掘进工作面掘进速度，扭转了采掘接替的紧张局面，劳动效率得到了提高，掘进速度的提高使采面提前1个月投产。

2、长距离单巷工作面掘进通风技术的应用，使劳动效率得到明显的提高，经济效益明显提高，同时职工收入得到提高，并有力的保证了职工的生命安全，保障了社会的稳定和矿井的和谐发展。

3、长距离单巷工作面掘进通风技术应用以后，实现安全生产是最大的效益。工作面若在施工过程中发生瓦斯超限事故，直接危及职工的生命安全，给国家、企业、家庭造成巨大的经济损失，同时发生事故后，直接破坏正常的生产工序，影响施工，因此说安全是最大的效益。

4、通过对矿井长距离掘进通风技术的研究，实现了新颖可靠且精准的技术，实现生产的自动化、智能化、高效性、解决现有制程问题、增强市场竞争力；显著提升公司的创新能力，同时为公司提供可靠、精准的生产技术。改善单巷长距离掘进工作面的通风效果，使公司单巷掘进工作面风量更加稳定、可靠。不仅提高单巷掘进工作面通风效果和掘进尺度而且降低工人的劳动强度，取得良好的经济收益，构建良好的创新环境，依仗着科学技术促进生产，优化工艺，节省能源、提高产能。

5、长距离通风的必要性

（1）煤矿长距离掘进工作面因为其自身所处位置的特殊性，往往空气质量较差，作业环境较为恶劣，存在着较多的有害气体，容易致使内部工作人员受到严重伤害。从煤矿长距离掘进工作面空气成分构成上来看，除了氮气、氧气、二氧化碳等成分，还包含大量有害气体以及矿尘，比如一氧化碳、甲烷、二氧化硫以及硫化氢等，这些有害气体不仅仅会直接损害人体健康，还会明显增加出现火灾和爆炸事故的风险，成为当前煤矿长距离掘进工作面生产作业中不容忽视的重要安全威胁因素。

（2）基于煤矿长距离掘进工作面在生产作业中面临的恶劣空气环境条件来看，为了营造出更为安全健康的空间环境，切实做好空气质量的改善工作极为必要。这就对通风工作提出了更高要求，应该采取适宜合理的通风技术手段，实现该方面危害因素的有效然控。因为煤矿长距离掘进工作面的特殊性，通风技术的应用难度同样也较大，不仅仅对于各个通风设施的选用提出了更高要求，同时也需要结合实际状况予以优化布置，以求更好提升整体通风优化效果，在降低安全事故发生几率的同时，确保作业人员的健康安全。

（3）通过对长距离、大断面局部通风技术的实际应用，实现了最长局部通风距离4500m，取得了良好的效果，保障了掘进通风安全。该项目的创新点在于推广、集成目前国内采用先进技术的大功率多级隔爆对旋轴流式局部通风机、高强度大直径风筒，不断优化局部通风布局，实现了常规局部通风管理达不到的高风压、长距离、大风量的通风能力，并依托超前构建的机械全风压通风系统，统筹规划矿建工程现场施工，不断优化矿井通风系统，实现了系统简单、阻力低、风量可控、调节幅度大的超长走向综采工作面通风系统，而且装备功率选择合适、经济实用、节能、可操作性强等优点，有力保障了特大型现代化矿井快速建设和超长走向工作面通风系统可靠稳定运行。

6、推广条件

（1）该技术或管理经验的条件包括：

专业实力和技术支持：推广需要具备相关领域的专业实力和技术支持，包括矿井通风技术专家和工程师的支持，能够解决在推广过程中出现的技术问题和难点。

资金支持：推广需要一定的资金投入，用于研发、改进和购置通风设备，以及培训和技术支持等方面。

适用条件：该技术适用于需要长距离掘进的矿井，特别是对于通风效果要求较高的矿井。

（2）推广过程中可能遇到的难点和采取的措施包括：

技术培训和交流：推广过程中，需要对相关人员进行技术培训，提高其对该技术的理解和操作能力。同时，组织技术交流会议和研讨会，促进经验分享和合作。

成本投入和效益分析：推广该技术需要一定的资金投入，因此需要进行成本效益分析，评估推广该技术所带来的经济效益和社会效益。这将有助于获得资金支持和决策层的认可。

政策支持和合规要求：推广过程中，需要关注相关政策支持和合规要求，确保在推广过程中符合法律法规和标准，避免可能的法律风险。

实地试验和验证：在推广之前，可以选择一些矿井进行实地试验和验证，评估该技术在具体场景下的适用性和效果，并根据实验结果进行改进和优化。

7、局部通风设备配置

图1局部通风设备布置