摘要： 掘进工作面局部通风管理是煤矿通风安全管理的重要内容之一，尤其是对高瓦斯矿井而言，显得尤为重要和突出，如果系统不合理或管理不好，将会造成停电停风引起瓦斯积存，甚至发生瓦斯爆炸重大事故。本文以李子垭煤矿5102北机巷掘进工作面供风技术为例，从井下实际管理工作出发，对掘进工作面局部通风系统的安全可靠性进行了较为系统的研究分析，并提出了提高局部通风系统安全可靠性的方案措施和管理方法。从根本上防止瓦斯超限，为复杂地质构造、高瓦斯、软煤层中掘进工作面的可靠供风，提供了可以借鉴的经验，具有较高的推广价值。
Abstract： The local ventilation management of the driving working face is one of the important parts of the safety management of mine ventilation， especially for highly gassy mine， it is particularly important and prominent. If the system is ueasonable or has bad management， it will cause the power and electric outage， the gas accumulation and even the gas explosion. This paper takes air supply technology of the driving working face of 5012 roadway in Liziya Coal Mine， from the actual management work in the mine to systematically study and analyze the safe reliability of the local ventilation system of the driving working face and put forward the solution measures and management methods to improve the safe reliability of local ventilation system of the driving working face. It fundamentally prevents the gas overrun and provides experience for the reliable air supply technology of the driving working face in the complex geological structure， high gas and soft coal seam. It has high promotion value.
关键词： 局部通风；供风技术；安全可靠性
Key words： local ventilation；air supply technology；safe reliability
中图分类号：TD72 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）01-0061-02
0 引言
李子垭煤矿1978年建成投产，迄今已开采30多年，随着矿井开采不断向轴部和井田边界延伸，机械化大功率生产与矿井的高效高产，采掘接替的加速，使得掘进工作面局部通风管理难度加大，目前井下在开掘井巷时一般采用局部通风机对掘进工作面进行供风，但由于煤矿生产条件复杂，局部通风机时有因故障、断电造成停止运行等情况，从而导致工作面无风、有毒有害气体增加，甚至发生瓦斯爆炸威胁作业人员的生命安全。为解决复杂环境掘进可靠供风问题，该矿对5102北机巷掘进工作面，优化相关区域的通风系统，利用负压安设自动导风装置对工作面进行局部通风和增安局部通风机，来确保在局部通风机停止后，在复杂地质构造、高瓦斯、软煤层中掘进工作面的可靠供风，从根本上防止瓦斯超限。自通过对5102北机巷掘进工作面进行试验以来，5102北机巷掘进工作面在方案实施后，整个掘进过程中没有因外部意外停电、设备故障等因素造成工作面停风，取得了整个掘进过程中瓦斯超限事故为“零”的目标，在复杂环境掘进工作面可靠供风技术上取得了成功。为此，研究复杂环境掘进工作面可靠供风、降低安全隐患提高系统稳定性显得十分必要。
1 工作面概况
5102北机巷位于李子垭井田东翼590水平51区域内，总工程量1357m，巷道布置在K1煤层中，煤层厚度为1.32～1.90m，平均厚度为1.63m，f=0.8-1.5，预计煤层瓦斯涌出量为2.15m3/min，瓦斯压力0.658MPa，工作面采用综合机械化掘进工艺。由于5102北机巷邻近向斜轴部，区域内构造应力集中，瓦斯涌出量大，加上通风距离过长，工作面通风瓦斯管理十分困难，给矿井的安全生产留下了安全隐患。
2 实施方案
2.1 主要技术方案 为保证工作面通风系统的稳定和可靠性，需根据实际需要合理安排采掘关系，采取合理的应对措施，合理布置通风设施，实时调整不同时期通风系统，防止瓦斯超限。5102北机巷掘进工作面的供风系统：590中材料上山（局部通风机）→5102中部材料上山（风筒）→5102北机巷口（增安局部通风机、自动导风装置）→5102北机巷碛头→5102机巷回风立眼→5102专用回风巷→850总回风巷。首先在5102北机巷口施工一组风门并安设自动导风装置，然后在安装一台局部通风机增加一组风筒供风。通过分析5102北机巷掘进工作面安设增安局部通风机、自动导风装置、风筒开关传感器前后工作面掘进期间的瓦斯超限次数来综合判断供风效果。掘进工作面通风系统如图1所示。
2.2 技术方案组织实施
2.2.1 增安局部通风机设备 增安局部通风机选用矿用隔爆型对旋式局部通风机，局部通风机型号为FBD№5.6-2×15、该风机风量：395-250m/min、风压：700-4470Pa、转速：2900r/min、电机功率：2×15kW。FBD矿用压入式对旋轴流局部通风机具有结构合理、规格齐全、效率高、节能效果明显、噪音低、送风距离远等特点。根据不同的通风阻力要求，既可整机使用又可分级使用从而减少通风电耗、节约能源。巷道长度在2000m以内可不移动风机正常送风，减少了工人的劳动强度，节约通风时间，是矿井下局部通风的理想设备。
2.2.2 自动导风装置 一种煤矿局部通风机自动导风装置，其特征在于自动导风装置由导风筒、导风窗、防逆流装置组成。所述的导风筒它是由铁皮焊接构成，一端为进风口，另一端为出风口，导风筒构筑在风门墙体之间，实现局部通风机正常供风；所述的导风窗是在导风筒上部氧割两个通风口，并在其表面采用圆条焊接成导风窗，当局部通风机停机时，全风压通过导风窗向工作面实现自动导风；所述的防逆流装置是由圆形框架、逆止门构成，圆形框架采用圆钢焊接在导风筒内部，并在圆形框架安装两扇对开式逆止门，正常通风时逆止门呈60°开启，当发生瓦斯爆炸时，冲击风流可自动关闭逆止门，防止有毒有害气体向其他生产区域扩散。自动导风装置俯视图如图2所示，自动导风装置左视图如图3所示。
2.2.3 安设风筒开关传感器 矿用风筒开关传感器，采用简单可靠的机械式电子结构。当检测的风筒处于正常工作状态或风筒内的风量大于设定值，风筒开关传感器的感应触点接通，表明局部通风系统处于正常工作状态；当风机停机，即风筒中无风流或风筒中风量小于控制设定值时，风筒开关传感器的感应触点断开，表明局部通风系统的风机已停机或工作不正常。传感器的接通与断开情况，通过与其配接的设备反映出来，完成对通风系统的时实监控。
2.2.4 增安局部通风机、自动导风装置、风筒开关传感器实施 增安局部通风机、在自动导风装置、风筒开关传感器实施时间于2012年10月26日11时00分开始，于2013年11月28日10时20分结束。结合现有通风系统实际情况，在5102中材料上山与5102机巷间构筑一道风门，并在此安装自动导风装置，同时在5102南机巷增加安设一台型号FBD№5.6-2×15矿用隔爆型对旋式局部通风机对5102北机巷供风，同时撤除5102中材料上山风门，并在26西回风石门与26运输石门岔口处修筑一道调节风窗，并对5102切眼风量进行控制，出风口的风筒上安设风筒开关传感器进行风筒工作状态的监控方案实施后，5102北机巷掘进过程中，在意外停电的状况下工作面未出现瓦斯超限。
3 实施效果
经过在5102北机巷掘进工作面试验，自动导风装置、增安局部通风机与风筒开关传感器的运用，改变了复杂地质构造、高瓦斯、软煤层中掘进工作面供风可靠的难题，对复杂地质构造、高瓦斯、软煤层中掘进工作面供风找到新的技术方法。通过对增安局部通风机、自动导风装置、风筒开关传感器试验分析以及工作面掘进期间瓦斯防治效果考察，通过项目实施进一步提高了矿井局部通风安全可靠性，确保了工作面掘进期间未发生瓦斯报警、未发生煤与瓦斯事故，促进了安全生产，具有较高的安全效益。
4 结论
①我国西南地区大部分矿井地质构造复杂且为高瓦斯矿井，本课题针对复杂环境掘进工作面可靠供风，创新性地将增安局部通风机、自动导风装置与风筒开关传感器相结合的方式实施在同一工作面，有效地增加了工作面供风保障，实现意外情况下根据负压关系自动导风，有效解决了掘进工作面可靠供风的技术难题，极大推动了煤矿在长距离掘进过程中可靠供风技术的进步。
②通过采用自动导风装置利用负压进行局部通风，杜绝了局部通风机停止运行时工作面无风情况，提高了通风的可靠性和稳定性，有效防止了瓦斯积聚。
③通过采用风筒开关传感器的使用，通过传感器的接通与断开情况反映，完成对通风系统的时实监控。
④通过通风系统优化利用、增安局部通风机确保5102北机巷供风可靠以来，保证了在意外停电的情况下该工作面未发生一次瓦斯超限。
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