均压通风解决采空区漏风的技术研究

王云飞

(神华神东煤炭集团公司榆家梁煤矿，陕西 神木 719316)

0 引言

神东矿区煤层埋藏浅，工作面回采时地表塌陷漏风严重，工作面风量不能满足要求，也给矿井防灭火工作带来很大困难。神东矿区普遍采用加强地表回填减少采空区漏风措施，但地表回填具有一定的局限性，尤其是在冬季泥土冻结时，回填效果不明显，达不到良好的封堵效果，使工作面的安全生产受到极大威胁。

1 概述

神华神东煤炭集团公司榆家梁煤矿地处陕西省神木县店塔镇，煤层埋藏浅，瓦斯含量低，处于CO2—N2带。矿井通风方式为分区式，通风方法为抽出式，风井数量为四进三回，综采工作面通风方式采用“U”型通风。综采工作面进风量小、回风量大，造成工作面机头段风量较小机尾段风量较大，配风困难且造成安全隐患。榆家梁煤矿52211工作面地表最浅处只有10.29 m，随工作面推采造成的采空区漏风影响工作面的正常安全生产，采用均压通风将是解决这个问题的一个办法。

2 均压通风

均压通风是指采用通风技术措施，调节漏风风路两端的风压差，使之减小或趋于零，使漏风量降至最小的通风方法。

2.1 工作面漏风

随工作面的推采，工作面地表塌陷裂缝会造成漏风。图1为“U”型通风方式下综采工作面漏风示意图。

图1 “U”型通风方式下综采工作面漏风示意图

在漏风严重的情况下，采空区成了工作面的进风通道，一部分漏风经进风顺槽串入其它用风地点；另一部分漏风经回风巷进入总回大巷，给矿井安全生产带来极大的隐患。

2.2 均压通风技术

采用均压减少采空区漏风主要是通过设置调压装置或调整通风系统，改变工作面空气压力的分布状态，尽可能减小或消除漏风通道两端的风压差，从而达到减小或消除漏风的目的。均压技术管理复杂，技术含量较高，如果控制不当，不仅达不到防漏风的效果，还可能加重漏风，造成严重后果。

采煤工作面地表塌陷，利用地表回填堵漏的方法不能解决问题时，采用均压方式可以减少采空区漏风，增加综采工作面进风顺槽风量，而且可防止工作面有害气体超标及保证足够的风量。图2为“U”型通风方式下综采工作面均压通风示意图。

图2 “U”型通风方式下综采工作面均压通风示意图

从工作面风流系统图中可以看出，工作面的进风量几乎全部是由均压通风机来提供，漏风量较小。该系统中风机的供风量必须满足工作面的需风量，用调节风窗来调整工作面的回风量以及压力，使工作面的回风量等于或接近进风量，采空区漏风通道两端的压差降低或接近零。

2.3 均压通风技术的应用

52211工作面位于榆家梁井田中南部，地属石窝沟村和青草沟村，工作面长度为351.6 m，推进长度为3 906 m。52211综采工作面从切眼开始有青草沟贯穿整个工作面，最薄基岩为10.29 m，地面塌陷回填难度大，从工作面中部漏风到机尾2 300 m3/min，漏风到机头1 400 m3/min，造成工作面风流紊乱。

实施步骤：①按照设计要求将两台相同能力的2×75 kW均压风机(实测单台风机风量为1 700～1 900 m3/min)并排安装在52211运顺机头，在风机位置施工一道0.5 m砖闭和风机自动切换风道；②通风系统调整前，在52211辅运绕道施工4道4.2 m×2.8 m的行车风门，在52211回风措施巷施工3道3.7 m×2.7 m的行车风门，风门保持开启状态；且在回风巷安设1 m×2 m调节风窗进行压力调整；③均压风机进回风风门处安设开关报警装置，并利用监控系统能远程启动；④采用均压通风时，工作面进风主要由均压风机提供，均压风机要求一台运转、一台备用，均压风机必须实现“三专两闭锁”，并且必须实现“自动切换”功能，当主要运转风机发生故障时，能自动切换到备用风机；同时工作面安设有风机停止运行后语音报警装置；⑤均压措施的启动。下达工作面断电、撤人命令，安排专人启动均压风机，同时关闭52211辅运和52211回风措施巷的风门，此时52211工作面均压系统初步形成，待测风员根据风量分配计划对52211回风措施巷的调节风窗断面进行调整，确保风量与计划保持一致；⑥当均压风机停止运转时，风门看护人员立即打开52211辅运3联巷和52211辅运3-4联巷的风门，并通知52211回风措施巷的风门看护人员打开52211回风措施巷的风门，然后汇报调度室，52211工作面恢复负压通风，如图3所示。

安全注意事项：①均压系统设施未按照设计施工或布置不合理，均压设施施工质量不达标，均压系统稳定性差，造成均压系统紊乱，均压区域压力失衡；②均压风机未按照要求检修、维护，设备稳定较差，故障率高，易对均压系统造成破坏，无法提供所需压力和风量，均压区域压力回失衡；③测风员未定期对均压设施内外压力进行测定，无法准确掌握均压区域压力变化情况，均压区域易出现压力失衡，气体外溢；④测风员没有根据均压区域与采空区压力均衡度来调试风机风压，导致均压系统压力失衡；⑤未将均压系统调整方案和安全技术措施贯彻到位，现场作业人员无法确认均压设施的重要性，设施被损坏，均压区域易出现压力失衡，气体外溢。

a-调整后通风系统；b-调整前通风系统图3 52211综采工作面的均压通风示意图

3 均压数据及效果评估

52211综采工作面采用均压通风前后各项参数见表1。

表1 52211综采工作面均压通风前后参数比较

通过上述测定数据可以看出，采用均压通风技术后，工作面进、回风量基本一致，保证了工作面正常安全回采。

4 结语

均压通风是解决浅地表煤层回采工作面漏风的有效方法之一，能保证工作面风量，减少采空区漏风，确保矿井安全高效生产。