一种新型皮托管支撑装置在老石旦煤矿的实践与应用

郄峰

（神华乌海能源有限责任公司，内蒙古 乌海016000）

1 提出问题

就目前国内煤矿安全生产现状而言，皮托管支撑形式在煤矿采煤工作面火区均压通风方式中仍然采用了自攻螺丝或者铁钉把采煤工作面火区均压风门上方的皮托管进行两点一线的简单固定，针对当下出现的这一问题，我们积极探索新工艺、新技术，终于研制成功一种新型皮托管支撑装置，并在神华乌海能源公司老石旦煤矿031601 工作面、031604 工作面进行了多次的试验和应用，取得了较好的社会和经济效益，保证了采煤工作面安全、高效、稳定生产。

2 分析问题

我们研制的这种新型皮托管支撑装置是在采煤工作面火区均压通风系统中来固定皮托该技术属于煤矿“一通三防”的技术领域，重点在于对矿井采煤工作面火区均压通风皮托管支撑方式的深化研究。

3 解决问题

3.1 031601 工作面概况

老石旦煤矿回采的031601 综合机械化放顶煤工作面为该矿主采工作面，该工作面倾斜长度280m，走向长度为1370m（剩余长度427m），煤层平均厚度8.5m，所采16# 煤层倾角5°～30°。工作面采用全部垮落法管理顶板，走向长壁综合机械化放顶煤开采方法，机采高度3m，放顶煤高度5.5m，采放比1：1.66。031601 工作面底板为砂质页岩，顶板为炭页岩。

3.2 工作原理

3.2.1 该新型皮托管支撑装置的设计目的

该种新型皮托管支撑装置的设计目的就是解决矿井采煤工作面火区均压风门皮托管固定不牢靠引起的压差数值不准确导致的各类问题，主要目的如下：①该种新型皮托管支撑装置结构便于装拆和运输，工作原理简单，该种新型皮托管支撑装置使用起来比较方便；②该种新型皮托管支撑装置大大降低因矿井采煤工作面火区均压风门皮托管固定不牢靠引起的压差数值不准确导致的人身伤亡事故或数额较大的经济损失等问题，并且从根本上解决了矿井采煤工作面火区均压风门皮托管固定不牢靠引起的压差数值不准确；③该种新型皮托管支撑装置的使用成本低廉，效果显著。

3.2.2 该种新型皮托管支撑装置工作原理的理论基础和依据

通风队工作人员为了保障矿井采煤工作面火区均压通风的稳定性和准确性会定时对采煤工作面均压通风的压差进行测定。测定压差数据最重要的环节之一是均压风门安装的皮托管的工作，由于传统的皮托管固定方式不牢靠或者受到风门开闭过程中的震荡，皮托管的位置发生偏移，容易影响U 型压差计显示数据的准确性，导致均压通风系统的不稳定，影响采煤工作面均压防灭火工作的正常开展[1]。结合井下采煤工作面均压通风系统的实际需求，特发明了解决该问题的皮托管支撑装置。该支撑装置结构简单，易于操作。

3.2.3 该新型皮托管支撑装置的工作原理

首先，加工一块长度为57cm、宽为6.2cm 的钢板，在钢板的平面上焊接三根厚度为0.4cm、高度为1.5cm 的钢条，将钢板平面分为两个区间，在上部区间打两个固定自攻螺丝的小孔，在下部区间靠右侧打一个半径0.5cm 的采样孔。

按照上述规格的支撑装置准备好后，将皮托管按照自下而上的方向加装在该新型皮托管支撑装置上后，可以准确、稳定的对采煤工作面均压通风进行实时监测。当采煤工作面均匀通风需要对该处进行正压采集时，将手动连接阀左侧连接皮托管中的正压管；当采煤工作面均匀通风需要对该处进行静压采集时，将手动连接阀左侧连接皮托管中的静压管。

通过该装置的应用，可以对采煤工作面均压系统的正压和静压进行准确、可靠地监测，这样就避免了因皮托管固定方式不牢靠或者受到风门开闭过程中的震荡，皮托管的位置发生偏移，导致均压通风系统的不稳定，影响采煤工作面防灭火工作正常开展。

3.3 安装施工该新型皮托管支撑装置的注意事项

①新型皮托管支撑装置原则上在采煤工作面火区每组均压风门布置1 个，这样能够稳定地进行压差数值监测，保障人员的生命安全；②新型皮托管支撑装置应该安排专人对该装置进行定期检查，发现该装置有故障或损坏无法正常使用，必须立即进行更换，确保采样器能够正常发挥作用；③加强员工安全教育力度，使员工都能够做到爱护新型皮托管支撑装置，严禁闲杂人员移作他用或者损坏该装置，应该建立严格的奖惩制度，对破坏新型皮托管支撑装置的人员进行严惩。

4 应用案例

2015 年11 月份乌海能源公司老石旦煤矿在031601 工作面开始采用均压通风的方法来抑制采空区遗煤自燃。初始阶段利用铁钉或者自攻螺丝来固定皮托管效果极差，均压系统调节非常困难，采空区20m 处氧气浓度达到14.3%，很容易造成采空区煤层自燃，使用新型皮托管支撑装置后均压系统调节起来变得比较简单，最后将回采时调节运输顺槽风量为769m3/min，压力为10Pa，回风顺槽风量为799m3/min，压力为60Pa 时，采空区20m 处氧气浓度达到2.7%，效果非常明显，收到了良好的安全效益。

5 结论

①该新型皮托管支撑装置结构简单，操作简便，易上手，井下综掘工作面操作人员无需专业学习即可上手；②该新型皮托管支撑装置在使用过程中，能够最大程度地解决采煤工作面火区均压风门皮托管固定不牢靠引起的压差数值不准确导致的各类问题；③该新型皮托管支撑装置工作原理简单，结构便于装拆和运输，使用比较方便。