摘要：通過在二水平戊三采區(qū)戊0-23090采煤工作面實施可控循環(huán)通風技術，解決了該工作面因風量緊張制約生產的難題，在確保通風安全和經濟效益的前提下為該技術在其他工作面的應用奠定了基礎。

關鍵詞：可控循環(huán)通風技術 應用 通風安全

隨著礦井開采水平的延深，礦井通風流程和通風阻力都不斷增加，如何在不更換主要通風機的前提下提高礦井有效風量，滿足采掘工作面用風需要，保證礦井安全生產，對通風部門來說是個不小的難題。通過對可控循環(huán)通風技術的研究與應用，為解決這一問題找到了答案。

1 應用地點采區(qū)概況

一礦二水平戊三采區(qū)位于井田東翼北部，戊三采區(qū)單翼、分層開采，采用集中巷運輸，采區(qū)內布置三條下山，其中軌道下山和皮帶下山進風，回風下山擔負全采區(qū)回風任務。采區(qū)設計按一采兩準布置，另設有火藥庫、變電所、瓦斯抽放泵站、軌道絞車房、采區(qū)水倉及泵房。戊三采區(qū)總進風量3620m3/min，總回風量3675m3/min，有效風量率89.2%。

2 可控循環(huán)通風技術簡介

所謂可控循環(huán)通風技術，是指在瓦斯礦井中，當某一用風地點位于采區(qū)通風系統(tǒng)末端或井田邊界，主要通風機通風能力有限或通過采取通風系統(tǒng)調整和堵漏風措施后仍不能滿足用風需求，通過在用風地點進、回風區(qū)間安設局部通風機并設置風速、瓦斯、溫度、粉塵、一氧化碳等環(huán)境監(jiān)測設備進行實時監(jiān)控，使該用風地點的一部分回風再次進入同一用風地點，以滿足用風地點的配風需求，確保用風地點的通風安全、可靠。

實施可控循環(huán)通風技術必須同時具備五個條件：一是用風地點的回風風質較好，且空氣成份中各項指標符合《煤礦安全規(guī)程》相關規(guī)定；二是各種監(jiān)測設備項目齊全、運行可靠；三是用風地點的一小部分回風補充到用風地點進行循環(huán)，一般不超過20%，如果風量明顯不足，必須按重大隱患停產處理；四是可控循環(huán)通風技術的應用地點必須位于瓦斯礦井的采區(qū)末端或井田邊界，且對主要通風機或通風系統(tǒng)采取相應措施后仍然不能達到用風要求；五是需要借助局部通風機產生的動力使用風地點進回風區(qū)間的風流產生循環(huán)流動。

3 可控循環(huán)通風與循環(huán)風、串聯(lián)通風的區(qū)別

循環(huán)風是指局部通風機的回風部分或全部再次進入同一部局部通風機的進風風流中。兩者的本質區(qū)別：可控循環(huán)通風是同一個采煤工作面或掘進工作面間風量的循環(huán)利用；循環(huán)風是同一個掘進工作面的回風進行循環(huán)利用，是局部通風管理中的一種危險源，又稱風機拉循環(huán)。

串聯(lián)通風是指井下某一用風地點的回風全部或部分再次進入其他用風地點的通風方式。兩者的本質區(qū)別：可控循環(huán)通風是同一用風地點間風量的循環(huán)流動，循環(huán)風量占用風地點總進風量的10-20%；串聯(lián)通風是前一個用風地點的回風進入下一個用風地點的進風風流中。

4 可控循環(huán)通風技術的應用

4.1 可控循環(huán)通風技術的應用背景 二水平戊三采區(qū)掛網在北一主要通風機系統(tǒng)，同屬北一主要通風機系統(tǒng)的采區(qū)還有二水平戊一采區(qū)、二水平戊二采區(qū)、二水平丁三采區(qū)、三水平戊一下延采區(qū)。北一主要通風機為兩臺同等能力的對旋式風機，型號為K4-73-01NO.32F。北一主要通風機實測風量31573m3/min，總進風量30298m3/min，總排風量30733m3/min，有效風量27524m3/min，有效風量率87.2%，系統(tǒng)負壓3219pa，立閘門高度5m。

按照網絡結算和作業(yè)規(guī)程中的風量計算，戊0-23090綜采工作面配風不得小于1580m3/min，現(xiàn)場實測戊0-23090綜采工作面配風只有1350m3/min，風量缺口230m3/min，按照依風定產原則，戊0-23090綜采工作面不具備回采條件。礦井生產實際表明，該工作面已安裝完畢45天，從設備租賃、礦壓和礦井氣候條件對設備的損壞、采掘接替和生產部署三方面考慮，不宜再繼續(xù)停采，為此礦決定戊0-23090綜采工作面開始生產，風量問題由通風部門解決。此時北一主要通風機立閘門高度已經是最高，無法再提升；通過采區(qū)間通風系統(tǒng)調整，戊0-23090采面風量增加不足50m3/min，仍不能滿足生產用風量。經過資料調查、分析論證和現(xiàn)場實驗，通風部門提出采用可控循環(huán)通風新技術，為戊0-23090綜采工作面初采提供有效風量。

4.2 可控循環(huán)通風技術的實施

4.2.1 通風系統(tǒng)設計方案 在戊0-23090風繞與戊三皮帶下山交岔點向北15-20m處安設一臺型號為FBDNO.5.6 2*15KW的對旋式局部通風機，延接Ф500mm的抗靜電阻燃骨架風筒，采取抽出式通風方法，使工作面一部分回風經風筒和風機進入戊三皮帶下山，向下串到戊0-23090采面機巷，實現(xiàn)部分風量循環(huán)流動，同時將采煤工作面風巷回風川調節(jié)設施完全拆除，減小通風阻力，增加采煤工作面有效風量，滿足采煤工作面生產要求。

通風系統(tǒng)圖如下：

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4.2.2 安裝環(huán)境監(jiān)測設備 在戊0-23090采煤工作面風巷與風片交岔點處安裝一套環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，包括瓦斯傳感器、風速傳感器、溫度傳感器、CO傳感器，用來監(jiān)測采煤工作面進風流中的瓦斯、一氧化碳、空氣溫度、風速，當環(huán)境參數(shù)發(fā)生異常變化并達到《煤礦安全規(guī)程》允許的臨界值時能夠及時發(fā)出預控報警，自動切斷采煤工作面的動力電源，提示管理部門立即采取有效措施進行處理，確保采煤工作面安全生產順利進行。

4.2.3 運行控制 監(jiān)測機房24小時專人值班，對戊0-23090采煤工作面風巷與風片交岔點處安裝的一套監(jiān)測裝置進行重點監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異常情況及時向礦調度室和通風部門值班人員進行匯報。該監(jiān)測裝置監(jiān)控的對象及臨界值如下：風速傳感器，當監(jiān)測點風速小于0.25m/s或大于2.4m/s（工作面作業(yè)規(guī)程風量與監(jiān)測裝置處有效通風斷面的比值）時風速傳感器及時發(fā)出報警；當監(jiān)測點溫度達到26℃時溫度傳感器及時發(fā)出報警；當監(jiān)測點瓦斯?jié)舛冗_到0.5%時瓦斯傳感器及時發(fā)出報警；當監(jiān)測點CO濃度達到24ppm時CO傳感器及時發(fā)出報警。凡上述傳感器有一項發(fā)出報警，通風部門值班人員必須安排人員查明原因，根據(jù)現(xiàn)場情況采取可控措施。

局部通風機專人看管，司機持證上崗，按規(guī)定時間進行倒臺試驗。風機能自動分風、自動倒臺，堅持使用三專兩閉鎖，并具備甲烷風電閉鎖功能。風筒專人定期巡回檢查，風筒末端設在風巷與風片交岔點處。

4.2.4 存在的問題與解決方案 《煤礦安全規(guī)程》第一百條規(guī)定：采掘工作面的進風流中氧氣濃度不低于20%。本項目中沒有提到氧氣濃度是如何控制的，解決方案：安裝氧氣傳感器或采取人工方法定期進行取樣、檢測。

《煤礦安全規(guī)程》第七百三十九條規(guī)定：作業(yè)場所空氣中粉塵（總粉塵、呼吸性粉塵）濃度應符合表26要求。本項目中的監(jiān)測點位于采煤工作面回風流中，直接受粉塵影響，技術方案中沒有提到粉塵濃度是如何控制的，解決方案：在監(jiān)測點上風流側15-20m處設置一套雙管環(huán)形凈化水幕，采面生產期間正常使用，并采取人工方法使用直讀式測塵儀對采煤工作面回風流中的粉塵濃度定期進行監(jiān)測。

5 可控循環(huán)通風技術實施效果評價

5.1 經濟效益分析 該工作面采長182m，平均采高1.9m，四六制工作法，每班出三刀煤，全天進尺5.4m，回采率95%，每月28天工作制，噸煤利潤85元，全月利潤612.2萬元。

5.2 社會效益分析 可控循環(huán)通風技術的應用，增加了采煤工作面風量，保證了原煤生產順利進行，緩解了礦井接替緊張的局面，為礦井通風技術的研究提供了新的途徑。

6 結束語

通過在戊0-23090采煤工作面實施可控循環(huán)通風技術，為礦井通風安全管理積累了寶貴經驗，對提高礦井原煤產量和緩解礦井接替難題提供了指導思路。實踐證明，充分利用現(xiàn)有的設備，在現(xiàn)場管理上下功夫，通風安全管理水平是可以不斷提高的。

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作者簡介：杜紅杰（1974-），男，河南沈丘人，大專，助理工程師，研究方向：煤礦通風安全技術管理工作。