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孤島工作面采空區(qū)防火通風(fēng)技術(shù)研究

2024-05-04 18:22:38仵鵬程
山西化工 2024年2期
關(guān)鍵詞:采空區(qū)通風(fēng)工作面

仵鵬程

(山西汾西礦業(yè)集團(tuán)水峪煤業(yè)有限責(zé)任公司,山西 孝義 032300)

近年來,煤礦火災(zāi)事故頻繁發(fā)生,引起了社會(huì)的廣泛關(guān)注。由于煤礦生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜,如果發(fā)生火災(zāi)事故,那么會(huì)造成很大的損失,因此必須要做好有效的防范。采空區(qū)防火通風(fēng)尤為關(guān)鍵,需結(jié)合實(shí)際情況,構(gòu)建完善的防火通風(fēng)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的控制,保障生產(chǎn)的安全。

1 孤島工作面采空區(qū)的特點(diǎn)

一般來說,煤礦孤島工作面的情況復(fù)雜,尤其是大量的采空區(qū)存在,受到各類因素的影響,比如地壓因素,將會(huì)產(chǎn)生一定的風(fēng)險(xiǎn),因此要高度重視。例如,在壓力因素的作用下,采空區(qū)煤柱隨時(shí)都可能發(fā)生破裂情況,加之空氣的影響,促使內(nèi)部遺煤在氧氣的作用下產(chǎn)生熱量,帶來了很大的風(fēng)險(xiǎn),容易出現(xiàn)自燃的情況。如果可以實(shí)現(xiàn)孤島工作面與采空區(qū)之間的風(fēng)壓差的平衡,那么可以促使煤柱兩側(cè)空氣流通量減少,達(dá)到降低遺煤自燃率的效果。為保證煤礦開采的安全,保障通風(fēng)的有效性。傳統(tǒng)的通風(fēng)設(shè)計(jì)和建設(shè),主要是依靠人員憑借相關(guān)知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)。隨著新技術(shù)的應(yīng)用,能夠給采空區(qū)防火通風(fēng)設(shè)計(jì)提供支持,保障生產(chǎn)的安全,降低安全事故的發(fā)生率。

2 采空區(qū)防火通風(fēng)的技術(shù)要點(diǎn)

2.1 做好基本調(diào)查

為構(gòu)建高質(zhì)量的采空區(qū)防火通風(fēng)系統(tǒng),設(shè)計(jì)前期需要做好基本調(diào)查,掌握采空區(qū)的實(shí)際情況,了解礦井通風(fēng)的方式,確定入風(fēng)井?dāng)?shù)量和排風(fēng)井情況等,獲得完整的資料信息,為后續(xù)的建設(shè)工作開展提供依據(jù)和支持,保證采空區(qū)防火通風(fēng)的使用效果,避免安全事故的發(fā)生。

2.2 建立全礦通風(fēng)模型

基于高質(zhì)量建設(shè)防風(fēng)通風(fēng)系統(tǒng)的目的,使用三維仿真系統(tǒng),建立全礦通風(fēng)模型,可以獲得貼近真實(shí)的通風(fēng)模擬效果,并且支持和DXF 文件交換。實(shí)際應(yīng)用中,既可以單獨(dú)使用,也支持和其他軟件的有效兼容。例如,Ventsim 三維通風(fēng)仿真系統(tǒng),極大程度上能夠滿足采空區(qū)防火通風(fēng)的模擬需求,設(shè)計(jì)了界面顯示模塊、動(dòng)態(tài)模擬模塊、高程數(shù)據(jù)路模塊等,支持模擬工作的開展。實(shí)際應(yīng)用中,支持模擬礦井采掘過程的風(fēng)流動(dòng)情況,結(jié)合生產(chǎn)的需求科學(xué)合理分配巷道風(fēng)量。借助科技的手段展開全面的分析,了解不同情況下的通風(fēng)效果,同時(shí)還可以分析各類通風(fēng)構(gòu)筑物,比如風(fēng)門風(fēng)窗等,從經(jīng)濟(jì)性和有效性的角度分析,最終設(shè)計(jì)合理的通風(fēng)系統(tǒng),助力采空區(qū)防火通風(fēng)的高效運(yùn)行。

實(shí)際應(yīng)用中,結(jié)合煤礦的情況構(gòu)建三維模型,形成采掘工程平面圖,同時(shí)繪制巷道中線,也可以生成DXF 文件,為更好地的掌握實(shí)際情況,之后導(dǎo)入到相應(yīng)的軟件,展開深度的分析,再利用二維原始模型開展分析,獲得高質(zhì)量的工程平面圖坐標(biāo)。按照模擬分析的流程,設(shè)置獨(dú)頭巷道,并且完整風(fēng)門風(fēng)窗的安設(shè)后,完成模擬圖的建設(shè)。為保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確性,借助各類測(cè)量工具,比如精密數(shù)字氣壓計(jì)和溫濕度計(jì)量工具,實(shí)現(xiàn)對(duì)各類通風(fēng)數(shù)據(jù)的測(cè)量,包括風(fēng)壓、溫濕度等。利用采集的各類數(shù)據(jù)信息,展開深度的分析,識(shí)別潛在的風(fēng)險(xiǎn)。將各類數(shù)據(jù)信息輸入到三維通風(fēng)仿真系統(tǒng),包括通風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)、巷道摩擦力組數(shù)等,通過調(diào)整與優(yōu)化分析,最終獲得貼合實(shí)際的三維模型。

2.3 工作面均壓系統(tǒng)模擬實(shí)施和驗(yàn)證

為有效發(fā)揮均勻通風(fēng)系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值,在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需充分利用通風(fēng)數(shù)據(jù)搭建貼合實(shí)際的三維仿真軟件,輔助模擬工作的開展,編制科學(xué)合理的采空區(qū)均壓通風(fēng)方案,提出合理的安全技術(shù)措施,強(qiáng)化采空區(qū)防火通風(fēng)效果,保障生產(chǎn)的安全。通過運(yùn)用均壓通風(fēng)技術(shù),并且合理調(diào)整各項(xiàng)參數(shù),比如風(fēng)量和風(fēng)壓等,結(jié)合通風(fēng)效果監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)全面有效的防護(hù),保證建設(shè)的均壓通風(fēng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。為檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的采空區(qū)防火通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行效果,組織開展通風(fēng)實(shí)驗(yàn),采集相關(guān)參數(shù),比如通風(fēng)與局部通風(fēng)機(jī)性能參數(shù),驗(yàn)證系統(tǒng)的應(yīng)用有效性。需要注意的是,反算各類時(shí)期風(fēng)機(jī)性能,必須要精準(zhǔn)測(cè)定局部通風(fēng)機(jī)單級(jí)運(yùn)行工況與雙極運(yùn)行工況下的性能情況,再開展局部通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)的計(jì)算分析。完成后,開展相關(guān)數(shù)據(jù)的測(cè)量,并且開展數(shù)據(jù)分析,獲得可利用的數(shù)據(jù)。例如,分析回風(fēng)巷風(fēng)門開啟局部通風(fēng)機(jī)單級(jí)或者雙級(jí)運(yùn)行數(shù)據(jù)等。從數(shù)據(jù)的應(yīng)用來說,可為安全管理提供很大的支持。例如,通風(fēng)數(shù)據(jù)可進(jìn)行事前的通風(fēng)莫比分析,識(shí)別潛在的隱患與風(fēng)險(xiǎn),也能夠?yàn)橥L(fēng)方案的選擇提供依據(jù)。一般來說,構(gòu)建的三維通風(fēng)仿真模型,能夠?qū)崿F(xiàn)礦區(qū)通風(fēng)變化的精準(zhǔn)把握,進(jìn)而保證均壓的效果,提高通風(fēng)的效率[1]。

3 采空區(qū)防火通風(fēng)的管理方法

3.1 做好初期的防火工作

為保障煤礦生產(chǎn)的安全,需采取綜合防火技術(shù)措施。初采時(shí),頂板未完全跨落,移走架子后,現(xiàn)開采煤層上覆煤被丟入到采空區(qū),很容易發(fā)生自燃的風(fēng)險(xiǎn),注入氮?dú)怆y以發(fā)揮作用,需使用阻化劑用于滅火。與此同時(shí),還要合理控制推進(jìn)的速度,盡量縮短采空區(qū)浮煤氧化暴露時(shí)間,實(shí)現(xiàn)有效的防火滅火效果。在工作面回采之前,選擇適宜的位置設(shè)置防滅火液壓泵站,當(dāng)完成工作面頭尾兩端采空區(qū)、工作面支架后采空區(qū)浮煤噴灑氣霧阻化與組化液。與此同時(shí),為了保證生產(chǎn)作業(yè)的連續(xù)性,要求做好推進(jìn)速度的有效控制,保障生產(chǎn)的安全性。正?;夭勺鳂I(yè)時(shí),膠帶巷頂板要求提前退錨,確保進(jìn)入采空區(qū)之后頂板可以及時(shí)冒落,作業(yè)期間做好端頭封堵處理,保證封堵的效果,避免采空區(qū)漏風(fēng)問題的發(fā)生,保障生產(chǎn)的安全[2]。

3.2 做好正常期間采空區(qū)的防火

為實(shí)現(xiàn)有效防火效果,可采取以下措施:注氮。為保證防火滅火的有效性,可選擇邁步式埋管注氮的方式,合理設(shè)置管道,實(shí)施多點(diǎn)同時(shí)注氮,同時(shí)遵循科學(xué)合理的原則,靈活調(diào)整各項(xiàng)參數(shù),比如步距和流量等,增強(qiáng)注氮的防火效果。根據(jù)采空區(qū)氧化帶氧含量的有效控制,保證防火的效果。噴灑阻化劑。利用霧化發(fā)生器,通過高壓的作用噴出阻化汽霧,使得溶液可被分散為細(xì)小的霧粒,并且經(jīng)過風(fēng)流帶向采空區(qū)。為保證生產(chǎn)的安全,需每日都使用氣霧阻化泵噴灑一次阻化劑,保證噴灑的均勻性,保障全面有效覆蓋,科學(xué)合理控制噴灑量。灌漿。利用高水平的灌漿系統(tǒng),選擇合理的位置設(shè)置灌漿站,做好系統(tǒng)的建設(shè),在非正常推進(jìn)或者采空區(qū)產(chǎn)生異常情況時(shí),進(jìn)行灌漿作業(yè),消除潛在的隱患,保證生產(chǎn)的安全[3]。

3.3 做好日常的防火檢查

對(duì)采空區(qū)防火通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行情況,做好運(yùn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警,實(shí)時(shí)化采集數(shù)據(jù)信息,進(jìn)行相應(yīng)的分析,掌握防火通風(fēng)的效果,為安全生產(chǎn)管理提供支持。利用各類溫度傳感器,比如溫度傳感器和CO 傳感器等,獲得采空區(qū)的溫度與CO 含量情況,經(jīng)過數(shù)據(jù)分析后及時(shí)準(zhǔn)確預(yù)警預(yù)報(bào),滿足安全管理的需求。此外,采取人工取樣的方法,進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)分析。組織人工進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)化驗(yàn)分析,掌握數(shù)據(jù)信息,評(píng)估生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的安全性,進(jìn)而采取相應(yīng)的措施,做到有效的防護(hù)。配置專門的人力資源,負(fù)責(zé)采空區(qū)防火通風(fēng)現(xiàn)場(chǎng)巡視檢查。通過全面嚴(yán)格的檢查,及時(shí)發(fā)現(xiàn)不合理的情況,督促相關(guān)人員進(jìn)行整改,避免存在安全隱患與問題,保證生產(chǎn)的安全,防范安全事故的發(fā)生[4]。結(jié)合煤礦孤島工作面采空區(qū)的生產(chǎn)環(huán)境,利用通風(fēng)系統(tǒng)的全程自動(dòng)化,達(dá)到智能調(diào)控目標(biāo)。在實(shí)際應(yīng)用中,采用大數(shù)據(jù)、人工智能以及物聯(lián)網(wǎng)等,構(gòu)建多功能的防火通風(fēng)管理系統(tǒng),深度挖掘采空區(qū)的各類數(shù)據(jù)信息,為防火通風(fēng)工作的開展提供支持。利用建設(shè)的智慧化管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)礦山通風(fēng)的智能化控制,進(jìn)行全面的分析,支持防災(zāi)減災(zāi)工作的高效化開展,做到全自動(dòng)控制,極大程度上提高防護(hù)的效果,保障生產(chǎn)的安全,降低事故的發(fā)生率。

4 結(jié)語(yǔ)

煤礦孤島工作面采空區(qū)防火通風(fēng)的實(shí)施,需引入科技手段,落實(shí)各項(xiàng)防護(hù)措施,實(shí)現(xiàn)全面有效的防護(hù),保障防火通風(fēng)的效果,避免安全事故的發(fā)生。文中結(jié)合實(shí)踐,對(duì)采空區(qū)防火通風(fēng)系統(tǒng)的構(gòu)建和運(yùn)行管理進(jìn)行了分析,提出具體的方法,以期為有關(guān)人員提供參考借鑒。

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