云岗矿均压通风防灭火技术实践

李红月

（同煤集团云岗矿通风区，山西 大同 037017）

1 概 况

云岗矿6306工作面位于井田的西翼六采区，其西侧为6308采空区，于2000年底全部采完，2001年11月6308停采线冒烟，2004年1月火区熄灭，启封送巷；东侧为6304采空区，尚有老火区具有复燃的可能性；南侧为6302采空区，于1999年采完，该区段留有隔离煤柱已被压酥；北侧为尚未开采的6310区段。

6306工作面三面为采空区包围，两侧有火区，一侧是被压酥煤柱，形成了“孤岛”工作面。该采区是采用盘区石门上（下）山布置方式，沿空送巷，无煤柱开采，倾斜长壁分层开采，金属网假顶全部冒落采煤方法。3上煤层厚5.21m，顶板为砂岩，厚度6.2m；3煤层厚3.5m，顶板为粉砂岩，厚度为5.09m。煤层倾角4°～6°，煤质牌号为气煤，挥发分为38.5%，发火期为3～6个月。煤层有自燃性，∆T=40°。6306是沿空送巷“孤岛”开采工作面，周围火点对回采危害极大。

2 6306-l工作面通风系统

6306工作面为W型通风系统，东西沿空平巷均为进风流，工作面中间开一条回风中间巷。在6308岩石集中巷顶盘建两道调节风门，在6302轨道集中巷建两道风门，在6304回风巷建两道风门，在6306面3煤层绕道建两道风门，在停采线施工绕道建两道风门，构成二进一回的W型通风系统，如图1所示。

（1）由6308岩石集中巷进风→1、2号进风斜巷→6306-1平巷→工作面→6306-1回风中间巷→回风联络巷→6302轨道中巷→三、五采区总回巷→西风井。

图1 6306-l工作面通风系统示意图

（2）6304岩石集中巷进风→1、2号进风斜巷→6306-1东平巷→工作面→6306-1回风巷→回风联络巷→6302轨道中巷→三、五采区总回风巷→西风井。

其特点为：（1）将6306-1西区段运输平巷改为进风流，并要求6308岩石集中巷改为进风流，使6308采空区及其西平巷沿空巷道处于均压状态。（2）将6306-1东平巷改为进风流，并要求6304面3层煤运输平巷改为进风流，使6304采空区其东平巷沿空巷道处于均压状态。

布置两侧的采空区（6308及6304）的漏风通道均在进风流中，而6306-l东西平巷的沿空巷道仍在进风流中，而进风流中负压值比较小，故此漏风小，易实现均压防灭火的措施。

3 均压通风防灭火研究

均压通风防灭火的实质就是破坏漏风供氧条件，调整采场风流流动方向，使采空区处于均压状态，减少向采空区或火区漏风供氧，防止煤层自然发火。

为了确保6306-l“孤岛”工作面安全回采，减少向东西平巷沿空一侧的漏风，使三面采空区处于均压状态，防止自然发火。

将6308岩石集中巷、6306岩石集中巷、6304岩石集中巷、6300煤层集中巷及6306-1东西平巷均布置在进风流里，在工作面东平巷以西45m处开一条中间回风巷，构成W型通风系统，有利于均压通风技术实施，再控制调整6308岩石集中巷与6306-1西平巷沿空巷的风压值趋近于相等，调整6304煤层集中巷与6306-1东平巷沿空巷风压值趋近于相等，使6308采空区、6306采空区及火区处于均压状态，使漏风通道两点风压差h＜2mmH2O，东西平巷、沿空巷道一侧减少漏风量，防止了自然发火。

4 调压研究方法

4.1 采空区或火区增加并联通风网路方法

根据安全生产要求，确定6306-1西平巷到工作面的需要风量Ql值及风阻R1值可为定量值。然后在6308岩石集中巷内进行调配风量Q2值及风阻R2值（增设调节窗）可为变量值。

根据风压平衡定律，在并联通风网路里：H总=H1=H2=···Hm。

调制6308采空区或火区的漏风通道风压值与6306-l西平巷漏风点的风压值趋近于相等，即H1≈H2，两点风压差趋近于零，可实现均压状态。

在并联通风线路里：Q1=Q2，Q3=Q4，根据漏风阻力定律H=R·Q2分析。

（1）在风路3上加调节窗后，R3值增大，如图2（a）所示。其两点风压Hc＞Hd，两点漏风方向由c→d，存在漏风问题。

（2）在风路1上加调节窗后，R3值增大，如图2（b）所示。其两点风压Hd＞Hc，两点漏风方向由d→c，存在漏风问题。

控制调整：使两点风压Hc=Hd，使Q漏→0，6308采空区实现了均压状态。

图2 6308采空区火区角联网络图

（3）实测沿空巷一侧漏风量方法。设：西平巷进风联络巷口进风量为Q进，西平巷至工作面切眼口风量为Q切，西平巷沿空巷一侧漏风量为Q漏1-2，所以，Q漏1-2=Q进-Q切。

设：沿空一侧总面积为M2，沿空一侧点总漏风量为Q漏1-2，沿空一侧单位面积漏风量为Qm=Q漏1-2/M2，考察沿空巷道一侧单位面积漏风量指标Qm→0。

4.2 增设调压室的方法实现均压状态

如6304区段的通风系统及通风网路图所示：6300煤层集中巷道在进风的盲巷头里，6306-l东平巷布置在进风巷里，增设调压室使两巷的风压值相等，其两巷风压差值趋近于零，所以6304采空区的漏风趋近于零。但是必须在6300煤集巷增设调压室，使6304采空区或火区处于均压状态。6304采空区调压方式见图3所示。

图3 6304采空区调压图

调压室有两种：一种是在6300煤层集中巷内建两道密闭墙，墙上安装调压风机1台及U型管压差计；另一种是在6300煤层集中巷内建两道密闭墙，墙上接3寸钢管及U型管压差计。钢管另一端接到6306-1东平巷测压点处，用闸门控制钢管风量，使两点压差趋近于零，所以6304采空区漏风量趋近于零。

从图4中看出，6304采空区不在并联网路里，也不在角联网路里，两巷风压值不相等。增设调压室后，可调制6300煤巷风压与6306-1东平巷风压趋近于相等。所以，Q漏→0，可实现均压状态。

4.3 6306-l采空区的调压方法

从6306-1区段通风系统图及通风网路图看出，当6306-1回采推过l号进回风联络巷后，形成采空区，要及时封闭联终巷A、B两处，如图4所示。该两点是6306-l采空区的漏风点，如A、B两点风压值不相等时，6306-l采空区产生漏风，这时将6304岩石集中巷风门及6306岩石集中巷风门向前移动，6306调压如图5所示。同时调制两巷的风量Q值及风阻R值（增设调节风窗），可实现A、B两点风压值趋近于零，实现了6306-1采空区的均压状态。

图4 6306-1区段通风系统及通风网络图

从图4中分析：6304岩石集中巷与6306岩石集中巷在并联网路里，而6306采空区也在角联网路里，根据上述6308采空区调压理论分析，6306采空区同理可实现均压状态。

4.4 大面积调压方法

当6306-l回采完毕联络巷及漏风点溜煤眼等全部封闭，这时采空区漏风点比较多（计18个），由于巷道风压作用，可能产生采空区大量漏风供氧，采用大面积调压方法（图5）。

图5 6306-1区段调压图（大面积调压）

6306-1回采完毕，联络巷及漏风点溜煤眼全部封闭后，必须把6302轨中巷风门、6304岩石集中巷风门、6306岩石集中巷风门、6308岩石集中巷风门全部去掉。在三、五采区总回风巷建两道调节风门。将调压区域全部布置在进风流里，然后在上述巷道内进行调制配风量及风阻值（建调节风窗）使6306区段全部处于均压状态。

从通风网路里分析：上述的岩石集中巷全部布置在并联的网路里，而且6304、6306、6308采空区，又处于角联网路里，根据风压平衡定律，并联通风网路里：H总=H1=H2=···HN。

根据漏风阻力定律分析：在角联网路里，可调制使漏风两点HC=HD，实现均压通风。

5 实践应用效果分析

以6306-1“孤岛”放顶煤综采工作面为案例，以均压通风技术为关键措施，开展了综合防灭火的治理研究。采用多种办法调节工作面与采空区风压分布，控制了均压范围内的风压差，对该工作面的防火问题进行了有效治理。尽管该种调风调压措施有一些复杂，但是有效治理了6306-1工作面的防火问题，同时该技术措施改善了综采工作面的作业环境，保障了井下煤层开采的安全性。