利用W型通风系统解决工作面上隅角瓦斯超限问题

利用W型通风系统解决工作面上隅角瓦斯超限问题

徐州矿务集团有限公司庞庄煤矿 潘成刚 许洪亮

一、问题的提出。

徐州矿务集团庞庄煤矿庞庄井属低瓦斯矿井，但随着矿井开采水平的延伸，-620西翼采区煤层中瓦斯涌出量相对增加。位于-620西翼采区的7545工作面生产斯间瓦斯涌出量较大，回风道瓦斯浓度在0.46%~0.52%之间。加之随着采煤工作面的推进，与7524采空区距离为5米(最小处仅有2米)的保护煤柱被压垮，7524采空区内瓦斯在风压的作用下通过7545上隅角向外涌出，工作面上隅角经常发生瓦斯超限现象，上隅角瓦斯浓度最高达2.82%，迫使工作面多次停产处理，严重影响安全生产。为了避免7545工作面上隅角瓦斯超限以及降低回风流中瓦斯浓度，曾采用均压通风、加大风量、上下隅角挂风障以及上隅角安装使用水射流风机等综合措施进行处理，但效果不明显，上隅角瓦斯浓度依然经常超限。下表为2004年元月7545工作面回风流及上隅角瓦斯浓度实测数据：

日 期 风 量(m3/min) 回风流(%) 上隅角(%) 元月 3日 952 0.50 2.82 元月 5日 960 0.48 2.46 元月 6日 944 0.52 2.56 元月 9日 968 0.50 2.2 元月12日 952 0.46 2.46 元月16日 974 0.46 2.24 元月17日 968 0.48 2.72 元月21日 960 0.50 2.42 为不影响工作面的正常生产，确保工作面通防安全，经过研

究分析，我们采取相应的对策。

二、W型通风系统的应用。

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7545综采工作面有溜子道、材料道、沿空材料道等三条通风巷道，采用U型通风系统，即溜子道进风，沿空材料道回风。下图为7545工作面采用U型通风系统示意图：

-620西二皮带机道 图 例进风路线永久风门永久密闭墙回风路线永久调节风窗永久挡风墙7524停采线7545材料道7545沿空材料道7524溜子道-620西翼进风反坡7524采空区7524材料道经过对7545工作面通风系统仔细分析，决定改为W型通风系统，即将7545溜子道、沿空材料道作为进风巷， 7545材料道改为回风巷，这样把原来的U型通风系统改为W型通风系统，通风系统调整方案如下：

1、把7524沿空材料道外段原有的挡风墙改造成为永久调节风窗，以均衡7545工作面上下段的风量。

2．7545沿空材料道至材料道横管内砌筑两道永久风门。 3、拆除7545材料道内两道临时调节风门。

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-620西二七煤轨道 7545溜子道-620西翼风道2

改为W型通风系统的通风系统示意如下： 斯实际测定数据如下：

日 期 风 量(m3/min) 回风流(%) 上隅角(%) 2月 4日 1486 0.20 0.06 2月 8日 1502 0.22 0.08 2月 12日 1486 0.18 0.08 2月 15日 1492 0.18 0.06 2月 17日 1490 0.20 0.08 2月 18日 1496 0.22 0.06 2月 22日 1488 0.22 0.06 2月 26日 1490 0.20 0.08 图 例进风路线永久风门永久密闭墙回风路线永久调节风窗永久挡风墙-620西二皮带机道7545溜子道7545材料道7545沿空材料道 7524停采线7524溜子道-620西翼进风反坡7524采空区7524材料道改为W型通风系统后，04年2月7545工作面回风流及上隅角瓦

由上表数据可见，通过7545面的通风系统改造，成功地解决工

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-620西二七煤轨道-620西翼风道3

作面上隅瓦斯超限问题,从而有力地保证通风安全，杜绝了瓦斯事故隐患。

三、采用W型通风系统的优缺点。 （一）W型通风系统的优点。

1、7545工作上隅角的瓦斯浓度由原来2.82%降到0.08%，回风流的瓦斯浓度由原来的0.52%降到0.22%。工作面上段下行风带走了工作面上隅角积聚的沼气，使上隅角沼气浓度明显降低，从而保证工作面安全及正常生产。

2、 解决了7545工作面生产过程中，与之相邻的7524采空区瓦斯向7545工作面上隅角涌出的问题。由于7524沿空材料道作为进风巷，风压升高，有效防止7524采空区瓦斯涌出。

3、降温降尘效果显著。

改为W型通风系统后，工作面上段及沿空材料道为新鲜风流，降低了上段工作面的温度，使工作面上段温度由原来的260C降到230C，温度降低3度，气候得到明显改善。

工作面上段为下行风，风流方向与运煤方向相同，煤尘不易飞扬，使工作面煤尘浓度大为降低。经现场测定，7545工作面上段平均煤尘浓度比采用U型通风系统下降40%。

4、通风设施由临时设施转为永久设施，维护量减少，通风系统更加稳定，安全系数提高。采用U型通风系统时7545材料道两道临时风门因经常行人、运料，开启比较频繁，加上受超前压力的影响，经常被压坏，造成临时风门漏风大，有时不能保证工作面风量充足，虽经常维修，但不能彻底解决安全隐患。同时随着工作面的推进，两道临时风门大约每隔50米需要挪移一次，投入的劳动量很大。改为W型通风系统后，大大减少临时设施维修、挪移工作量，节省了人力物力，消除了通防安全隐患。

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5、通风系统的风阻变小，通风能力增大。采用U型通风系统时，7545沿空材料道距7524采空区只有5米煤柱，巷道压力大，经修护后该巷道断面只能达到4.2m2，由于巷道断面小，风阻较大，风速超限。调整为W型通风系统后，作为工作面回风巷的7545材料道距7524采空区最大压力带以外，巷道压力小，巷道断面基本保持8m2左右，加上采用溜子道与沿空材料道两路进风，工作面通风能力得到提高，同时解决了7545沿空材料道风速超限问题。 （二）W型通风系统的缺点。

1、W型通风系统需要风量比U型通风系统需要风量大。根据徐州矿务集团矿井风量计算细则，7545综采工作面最大最小控顶净断面平均值取12.15 m2，瓦斯涌出不均衡系数K采取1.2，风速取1.0m/s，工作面风量Q需=S采×V采×K采＝12.15×1.0×1.2＝14.58 m3/s， W型通风系统工作面风量Q需=S采×V采×K采×2＝12.15×1.0×1.0×2＝24.3m3/s(瓦斯涌出不均衡系数K采取1.0，其它参数不变)，由此可见，W型通风系统风量是U通风系统风量的1.67倍。

2、工作面风流汇合处容易形成涡流，造成风流交汇处瓦斯浓度不稳定，生产过程中加强风流汇合处的瓦斯管理，通过使用水射流风机或者吊挂风障可以解决该处瓦斯积聚。

四、结论。

综上所述，W型通风系统与U型通风系统相比具有明显优越性，故在有条件的工作面合理地使用W型通风系统，不仅能够降低工作面上隅角的瓦斯浓度，而且能够降低温度、降低煤尘浓度，同时可以降低风阻，提高工作面通风能力，提高通风系统的稳定性。

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