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工作面通风系统优化及防灭火技术研究论文

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2024-10-16 16:59:39    来源:    作者:liziwei

摘要:为了避免工作面出现火灾危害,要依据工作面实际情况,优化通风系统,做好防灭火技术探究,保证煤矿开采作业顺利进行,确保工作面安全生产,避免发生安全事故,以免造成巨大经济损失,以及人员伤亡。

     摘要:为了避免工作面出现火灾危害,要依据工作面实际情况,优化通风系统,做好防灭火技术探究,保证煤矿开采作业顺利进行,确保工作面安全生产,避免发生安全事故,以免造成巨大经济损失,以及人员伤亡。

  关键词:工作面;防灭火技术;通风系统;注浆作业

  煤炭是我国的主要能源,随着煤矿开采的不断加深,各种先进综采设备和先进技术都被合理应用在了煤矿开采中,工作面采煤效率得到了显著提高。通过对我国大量煤矿开采情况进行分析可以发现,开采煤矿时,要关注容易发生自燃现象的煤层或煤矿,合理优化通风系统,采取符合需求的灭火措施进行处理,保证开采作业顺利、安全进行。

  1工作面情况

  8205工作面要监测具体的通风情况,针对这一工作面内的巷道,应当每间隔102 m设置一个用于监测通风情况的监测点。在8205的左侧为8206工作面,右侧为8204工作面,在两个工作面设置监测点的编号分别为L1~L3、P1~P2。通过对这些监测点进行应用,对工作情况进行监测可以发现,在L2~L3监测存在漏风显著,其中L3监测点漏风最为严重,其平均漏风量为1.7 m3/s,漏风率达到了8.45%,工作面的整体漏风现象较为严重。

  2科学优化工作面通风系统

  2.1模拟工作面漏风现象

  依据8205实际情况,工作人员通过对计算机进行应用建设数值模拟模型,通过对这一模型进行应用,可以实现对不同通风方式而出现的漏风现象。

  通过对模拟情况进行分析可以发现,在8205工作面内的一共有两条巷道,分别记作巷道A、巷道B,其中巷道A为顺槽、巷道B为运输顺槽,而相邻的8204工作面的一条巷道记作巷道C,其为运输顺槽。实际模拟过程中,需要对工作面上出现的漏风情况进行模拟,在实际仿真期间,为了方便仿真作业开展,可以将气体都看作氧气,将工作面上的三条巷道的进风量都进行相同设置,都为11 m3/s,完成上述作业后,对氧气在工作面上的具体流向情况进行模拟。

  采取Y型通风方式时,8205工作面的巷道A与巷道B对应点为进风巷道,8204工作面内的巷道C对应的为回风巷道;而采取W型通风方式时,如图1所示。8204工作面的巷道C与8205工作面的巷道A对应的为进行巷道,8205工作面的巷道B对应的为回风巷道。通过对工作面的具体情况进行分析可以确定,工作面采用Y型通风方式,氧气体积占比在0.106~0.148,工作面采取W型通风方式时,工作面内氧气体积占比在0.142~0.196。

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  2.2优化工作面通风系统

  通过对上文数值模拟仿真分析与实际测试作业得到各项数据作为基础,将W型通风改造成Y型通风方式,也就是改造工作面8205的巷道A和巷道B,以及工作面的巷道C。将W型通风方式改造成Y型通风方式后,通过对工作面的多个位置进行监测,通过对比分析,确定经过改造后的通风系统的运行情况,通过对比分析可以确定,经过改造后,工作面漏风问题得到了解决。

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  3工作面采用的防灭火技术

  实际开采作业进行时,为了确保开采作业顺利进行,保证开采的安全性,对于工作面出现的火灾、自燃等不良现象进行合理预防,完成工作面通风系统改造后,应当依据工作面实际情况,采取具有针对性的防灭火措施进行处理。

  3.1加强采高管理

  开展8205工作面回采作业期间,为了确保整个开采顺利进行,避免发生事故,工作人员要严格执行岩煤层顶板、煤层底回采,在这一过程中,要做好采高控制。距离柔模混凝土墙0.52 m范围内,对于全部回采区域内,都不得留设底煤和顶煤,工作人员要做好现场控制,预煤不得出现在采空区范围内,做好档矸支架铺设会采取围护工作,以免在后续开采作业进行时,发生漏煤情况,而对于挡矸支架上的浮煤,工作人员需要第一时间清理,避免由于浮煤长时间存在,对开采作业进行造成不良影响,或者诱发火灾事故。

  开展支设柔模、吊挂作业开展前,应当指派专人清理存在与挡矸支架与柔模墙体之间的浮煤,对于浮煤来说,在进行处理时,应当装袋,然后放置在带式输送机上,完成清理作业后,将岩粉散均匀散撒在揉模与挡矸支架之间,需要施工人员注意的是,为了确保撒的岩粉能够发挥出作用,避免发生火灾,岩粉厚度不得小于5.0 cm。

  3.2注入凝胶

  针对本工程的实际情况来看,开展注胶作业时,应当配合矿用灭火胶凝剂与无氨胶凝剂,将两者均匀混合在一起应用,开展注入凝胶作业后,能够在高温物体上形成含水膜,例如,可以在煤体上形成含水膜,利用含水膜可以隔离氧气,从而达到防止火灾发生的目的。一般来说,注凝胶灭火技术的具体也能够用效果能够维持90 d左右,待时间超过90 d后,其效果将会消失,如果想其可以继续起到作用,需要再次向胶凝表面加水。开展注凝胶作业时,为了确保施工质量,经济效益都能够达到预期,要做好注凝胶气动注浆泵的选择,保证采用的启动注浆泵性能可以达到要求,而且在投入应用前,施工人员需要对其性能进行检查,只有通过检查,确定其性能符合要求,能够达到注入凝胶要求才可以应用,如果发现气动注浆泵性能不满要求,必须及时进行维修,或者更换[6]。施工期间要将胶凝剂与水的比例控制在1:100左右,同时,实际施工期间,对于采用的胶凝剂与水的比例也可以按照现场具体情况进行调整,做好注入凝胶工作。针对8205工作面来说,在留巷内设计了4个钻孔,各个钻孔直径为9.0 cm,同时,浮煤层都有4个钻孔穿过。

  3.3氮气阻化细水雾

  针对工作面来说,如果发生火灾位置相对较远,而且保持相对封闭状态,针对这一现象,可以采用氮气阻化细水雾技术进行防灭火。具体计划实施时,就是在发生火灾处布置两条管道,其中一管道内装有氮气,而另一种管道内则装有阻化液,将两者均匀混合在一起,完成混合后,会形成水雾,将水雾喷向工作面发生火灾区域,从而达到灭火目的,避免出现火灾后,火势快速蔓延,造成更严重危害。

  一般来说,作业期间采用的阻化液都由无机盐配置而成,其中无机盐主要包括氯化钠、氯化钙等,综合考虑经济效益和阻化液的防灭火效果,应当将阻化液质量分数控制在10%~30%之间。输送阻化液期间,为了保证运输顺利进行,确保不会发生事故,应当将运输氮气与阻化液的压力控制在0.3~0.5 MPa之间,输送阻化液压力要稍高于输送氮气压力[7]。对于8205工作面来说,采用氮气阻化细化雾灭火,需要将氮气阻化细水雾防灭火系统布置在回风顺槽内,该系统由水泵、制冷机、输送管道、注氮管等多个结构共同构成,注氮口要布置在与液压支架相距9.5 m的后方。在该方案中,采用的阻化液内氯化镁溶液质量占比为14.8%;输送阻化液的压力为0.45 MPa,输送氮气的压力为0.35 MPa,前者流量为1.2 m3/h,后者流量为801.6 m3/h。

  3.4做好监测监控作业

  随着工作面的不断向前推进,施工人员应当在每间隔52.5 m距离就在柔模混凝土墙体施工前预先埋设2根芯束管,利用束管主管路与束管分站连接,能够实现对采空区内气体情况的不间断监测工作。同时,为了精准掌握采空区域内气体的实际情况,应当每间隔8 d,采取人工方式对采空区域内的气体进行一次取样,完成取样工作后,要做好保存,及时运输到实验室,保证采样不会遭受污染,然后利用色谱仪开展化验分析,精准掌握采空区内气体数据,总结规律,做好防灭火作业。

  4结语

  实际开采作业进行时,工作人员依据工作面具体情况,布置的通风系统,通过对通风系统的应用可以净化空气质量,但如果采用的通风方式不合理,容易引发自燃、火灾等各种事故。因此,对于工作面来说,需要优化工作面通风方式,保证通风的合理性,同时,要采取合理措施做好防灭火作业,避免发生安全事故。

       参考文献:

  [1]武容跃.易燃煤层综放工作面停采期间防灭火技术研究[J].煤,2023,32(4):97-99.

  [2]王坤.特厚易燃煤层综放工作面安装初采期间防灭火技术[J].陕西煤炭,2023,42(2):87-90.

  [3]李学杰.近距离煤层综放工作面超大采空区防灭火技术研究[J].中国煤炭,2022,48(Supple1):169-173.

  [4]崔江峰.综采工作面通风系统优化及瓦斯治理技术[J].山西化工,2020,40(4):110-111.

  [5]荆红俊.综放工作面沿空留巷时的漏风规律与通风系统优化[J].同煤科技,2019(3):21-23.

  [6]张璟.工作面通风系统优化与堵漏风技术分析[J].山西能源学院学报,2018,31(3):47-49.

  [7]陈梦乔,张锋,杨贵儒.坚硬顶板综放工作面通风系统优化改造分析与实践[J].煤炭技术,2017,36(10):160-162.