开采极薄煤层采煤工作面的通风与安全管理

时间：2024-05-19

李伟李庆军

（1.远安县安全生产监督管理局，湖北远安 442000；2.宜昌国泰注安科技有限公司，湖北宜昌 443000）

0 引言

极薄煤层开采（一般煤厚0.3-0.4 米采高小于0.6 米）因受采高限制，无法采用正规采煤方法开采，属落后产能，是国家产业政策淘汰的对象。由于我国南方各省缺煤，加上运输能力的限制，北方的煤炭不能完全满足南方的需求，同时，南方极薄煤层薄，瓦斯赋存少，发生较大以上事故的几率低，因此在南方极薄煤层的开采时间超过了近半个世纪，直到现在因多种原因仍不能完全退出煤炭生产。在开采极薄煤层的过程中，如果通风、安全管理不到位，极易发生中毒窒息事故、瓦斯爆炸事故、顶板事故。因此，开采极薄煤层必须在开采方法、通风、安全管理等方面作一些规范，以防范事故发生。

1 防范措施

1.1 采煤工作面的布置与开采（见下图）

图1 采煤工作面平面图

图2 采煤工作面剖面图

完成采区区段运输平巷、回风平巷的掘进后，在采区边界布置一条通风行人联络巷，连接区段运输风平巷与回风平巷，然后在距联络巷不大于5 米的地方开始向外布置采煤切眼，切眼之间的距离应不大于10 米，方便通过向切眼两边推进采煤；切眼与切眼之间相互连通，利于实现全负压通风和形成两个安全出口；采煤推进方向由里向外由下至上依次超前推进，以保障不会发生因推进进度不一，造成通风不良而导致瓦斯局部超量集聚；在通风行人联络巷下部设置临时风障，让新鲜风经过所有切眼、当头、通风行人联络巷最后到区段回风平巷，避免切眼与切眼之间纯粹的串联通以及风流直接经通风行人联络到回风平巷造成风流短路；每个切眼由2 人作业，避免单人作业；爆破使用水炮泥封口，爆破时水炮泥产生的水雾可以降解爆破产生的粉尘、炮烟。

1.2 切眼个数确定

工作面切眼的个数多少，直接影响工作面通风安全，过多则风量不足，过少则影响经济效益。以远安县李家岗煤矿为例，根据煤炭行业标准AQ1056-2008 进行计算。区段运输平巷进风量300m3/min，工作面温度22℃，工作面单个切眼控制范围瓦斯绝对涌出量取0.10m3/min（实际测定）。

（1）按工作面气象条件计算

式中：N——工作面切眼数

Q——运输平巷进风量

60——单位换算系数

70%——有效通风断面系数

V——工作面风速

S——工作面平均有效断面

Kch——工作面采高调整系数

Kcl——工作面长度调整系数

（2）按工作面同时工作的最多人数计算

N=Q/4K=300/4·1.15=65（个）

式中：N——工作面切眼数

Q——运输平巷进风量

4——工人每分钟需风量

K——通风系数

（3）按采煤工作面瓦斯涌出量计算

N=Q/100q采kch4=300/100·0.1·1.8=16.7（个）

式中：N——工作面切眼数

Q——运输平巷进风量

q采——单个切眼控制范围瓦斯绝对涌出量

kch4——瓦斯涌出不均衡系数

（4）按使用炸药量计算

N=Q/25A=300/25·2.7=4.4（个）

式中：N——工作面允许一次爆破切眼数

Q——运输平巷进风量

A——单个切眼控制范一次使用最大炸药量kg

根据以上计算，李家岗煤矿在区段运输平项进风量为300m3/min，工作面温度22℃，工作面单个切眼控制范围瓦斯绝对涌出量取0.10m3/min，单个切眼控制范围一次爆破使用炸药量为2.7kg 的条件下，最多只能布置15 个切眼同时工作，并且一次最多只允许4 个切眼同时放炮。在其他条件下，工作面允许同时工作的切眼个数由企业根据实际，按煤炭行业标准AQ1056-2008 标准进行计算后综合确定，但必须保证工作面风量足够，瓦斯不超限，炮烟能及时排除。

1.3 切眼、采煤面当头的支护及采空区处理

由于煤层过薄，工作面顶板压力不会很大，切眼顶帮及采煤面当头可以按1 米1 对点柱进行支护，顶板不完整的，点柱上加横梁；回采过程中产生大量的废石基本可以填满采空区，这些废石砌在切眼两旁可以起到加强支护的作用，因此采空区不需另作处理。

1.4 现场安全管理

由于切眼个数多，单个切眼的人数少，人员比较分散，又因采高不方便操作，工人图省事可能支护不到位，因此极薄煤层开采现场管理尤为重要。首先管片安全员必须提前到工作面所有切眼检查瓦斯及支护情况，处理完所有隐患后才能让工人上工作面作业，其次作业过程中安全员还必须巡回检查，及时发现并处理隐患，再次带班矿长要加强对安全员的监督检查。在工作面切眼向上推进过程中，安全员要随时控制推进进度，防止因推进进度不一致造成瓦斯积聚。