南屯煤矿十一采区灾变风流控制技术研究

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1、煤矿现代化2012年第4期总第109期南屯煤矿十一采区灾变风流控制技术研究马旭。王旭，张连峰，王刚(1．兖州矿业集团南屯煤矿，山东邹城273515；2．山东科技大学资源与环境工程学院，山东青岛266590)摘要南屯煤矿井下采空区面积大，废弃巷道多，造成井下通风设施多，事故隐患多，使得矿井整体防灾抗灾能力降低。一旦发生灾变，有毒有害气体大面积扩散，严重威胁井下工人的生命安全。针对这一实际情况，通过对引起风流灾变的矿井主要灾害的分析，进行了十一采区灾变风流控制技术的研究。该控制系统主要包括信息动态监测、传感器响应和自动控制三

2、部分，能够有效对灾变风流进行预警和控制，并能判定灾变的区域，从而确保井下工作人员按照设计的避灾逃生路线进行撤离。关键词风流灾变；预警；自动控制；避灾逃生路线中图分类号：TD723文献标志码：B文章编号：1009—0797(2012)04—0056—03煤矿历年瓦斯鉴定均为低瓦斯矿井，目前井下各巷道1引言的风速、风量均符合规定要求。故在保证各地点风量我国是一个煤炭资源大国，也是一个以煤炭为情况下，一般不会出现瓦斯超限。但矿井存在局部停主要能源的消耗大国【1]。矿井风流灾变是我国煤矿风的可能，有可能造成局部瓦斯积聚；另外，矿

3、井大面安全生产的重大隐患之一。目前，煤矿通风系统风积采空区积存大量瓦斯，采空区存在自燃隐患，如措流的灾变类型主要有两种，一种是风流发生紊乱甚施不力，矿井仍存在瓦斯爆炸危险。至逆流；另一种是风流中的气体浓度发生变化，有2．2煤尘爆炸害气体成份或者浓度增加，达到危害人体健康的程煤尘爆炸是在高温或一定点火能的热源作用度。矿井风流灾变时，因火源燃烧等产生的有毒、有下，空气中的氧气与煤尘急剧氧化的反应过程l5l。南害气体的高温烟流向下风侧蔓延，在火风压和机械屯煤矿目前开采的各煤层均具有煤尘爆炸危险性。通风的作用下，巷道中的烟雾和有

4、毒、有害气体会根据矿井现场实际情况及测尘数据的分析，矿井产随风流动，波及井下其它巷道，致使灾害影响范围生煤尘的主要尘源有：采煤工作面机组割煤时的滚扩大}2]。而大部分的人员伤亡是由于事故发生后产筒处，综放工作面的放煤口，采煤工作面放炮作业生的大量有毒有害气体中毒和窒息造成的【。姚桥地点，综掘工作面掘进机割煤时的截割头附近，煤煤矿、小恒山煤矿、坪湖煤矿等都发生过矿井风流巷掘进工作面的放炮作业地点等。灾变引起的人员伤亡事故。2．3矿井火灾南屯煤矿始建于上世纪70年代，属于兖矿开矿井火灾是煤矿重：赶灾害之一，相对其它灾采时间最

5、长的矿井，井下采空区面积大，废弃巷道害，矿井火灾发展速度怏，变化复杂，影响范围大，多，造成井下通风设施多，事故隐患多，使得矿井整主要包括内因火灾和外因火灾。体防灾抗灾能力降低，一旦发生灾变，将造成有毒(1)外因火灾。外因火灾可以发生在矿井的任何有害气体的大面积扩散，严重威胁着井下工人的身地点，但多发生在井口、井筒、井底车场、机电硐室、火体健康。南屯煤矿十一采区通风线路较长，工作面药库以及安有机电设备的巷道或工作面内。造成外因布置较多，因此，进行灾变风流预警控制技术的研火灾的外因火源主要有：电能热源、摩擦热源、放炮热究对于

6、保证采区安全生产，保障井下工作人员的生源和明火等。在外因火灾中，胶带输送机火灾因其本命安全具有重要的意义。身存在不安全因素，且其运输系统涉及范围广，其突发性和巨大破坏性严重威胁煤矿的安全生产，故胶2引起风流灾变的矿井主要灾害分析带巷火灾应为灾变风流预警控制中的重点。2．1瓦斯爆炸(2)内因火灾。内因火灾主要包括采煤工作面瓦斯爆炸时会产生三个致命的因素：高温高压、内因火灾和掘进工作面内因火灾。十一采区所开采冲击波和火焰锋面、以及使井巷的大气成分产生变化煤层为二类自燃煤层。采煤工作面煤层自燃主要发。瓦斯爆炸的传播速度大于声速

7、，能够破坏通风设生在工作面开切眼、停采线、联络巷、老巷、上下顺施、机电设备，造成人员伤亡，甚至巷道的垮塌。南屯槽至采空区20m纵深范围内，尤其以停采线处最为·56·煤矿现代化2012年第4期总第109期普遍，主要是因为这些地方丢煤多、外部漏风严重等采区的实际情况，设计十一采区传感器预警响应机造成的。掘进工作面沿空、顶空掘进巷道的相邻采空制。控制自动风门动作的传感器响应可分为四种，区、切眼、停采线、溜煤眼、老硐室、老火区、巷道高冒即G1传感器单独响应、G2传感器单独响应、工作处、断层处等地点也是内因火灾的隐患区域。面传感器

8、及G1传感器联合响应、工作面传感器及G1、G2传感器联合响应。根据传感器响应情况结合3十一采区灾变风流控制系统现场实际，能够判定出发生灾变的区域。根据对南屯煤矿井下实际环境的分析，设计十一采区灾变风流控制系统主要包括信息动态监测、自动控制和报警系统三部分，如图1所示。图2十一采区回风巷自动风门及传感器布置图图1灾变风