综采工作面火下开采升压技术的应用培训

综采工作面火下开采升压技术的应用培训勇于跨越追求卓越CONTENTS目录01矿井概况与技术背景02升压技术原理与核心机制03升压系统设计与设施构建04升压设备选型与配置CONTENTS目录05升压技术实施流程06安全技术保证措施07运行参数控制与管理08应用效果与经验总结CONTENTS目录09技术推广与未来展望01矿井概况与技术背景

燕子山矿基本情况介绍矿井概况与生产能力大同煤矿集团燕子山矿于1988年12月建成投产，设计能力400万吨/年，核定生产能力495万吨/年，实际生产能力450万吨/年，属特大型矿井。

井田位置与开采布局井田位于大同煤田西北边缘，地跨南郊、左云两区县，主采盘区为303、307、309和311盘区，未开拓盘区为313盘区，主采煤层为14-2#和14-3#煤层。

开采工艺与开拓方式采用单一长壁后退式垮落法采煤，现有四个综采队；井田开拓方式为两斜一竖综合式开拓法，适应煤层间距较近的地质条件。

通风系统与安全条件矿井为低瓦斯矿，采用抽出式通风方法、混合式通风方式，配备三台主扇，五个进风井总进风量22399m³/min，三个回风井总排风量24520m³/min；各煤层具有自燃倾向（自燃发火期六个月），煤尘具有爆炸性。

工作面开采面临的安全挑战上覆小窑采空区漏风风险燕子山矿主采的14-2#及14-3#煤局盘区上覆小窑采空区较多，漏风通道复杂且相互连通，易引发煤炭自燃。

有害气体下泄威胁各盘区工作面在开采过程中，易出现CO等有害气体下泄，直接威胁工作面人员安全及生产正常进行。

煤自燃与煤尘爆炸隐患所采各煤局均具有自燃倾向，自燃发火期为六个月，且煤尘具有爆炸性，增加了火灾与爆炸风险。

通风系统压力调控难题需平衡工作面有效风量与风压调节，防止因风压失衡导致漏风加剧或有害气体积聚，对通风系统稳定性要求高。火下开采升压技术的必要性上覆小窑采空区与漏风通道问题燕子山矿主采的14-2#煤311及14-3#煤309盘区上覆小窑采空区较多，漏风通道也较多，且已自燃并相互连通，对工作面安全构成威胁。有害气体下泄风险各盘区工作面在开采过程中，易出现CO等有害气体下泄，直接威胁工作面人员的安全及生产的正常进行。保障生产安全与效率的需求为确保回采工作面生产的顺利进行，保障火下采煤工作人员人身安全，实现火下安全采煤及控制上覆火区，采用升压技术是必要的技术手段。02升压技术原理与核心机制

均压法防火的基本原理均压法防火的定义均压法防火又称风压调节法，其实质是采用正压通风的方式，通过在工作面头、尾巷设置调压装置或调整通风系统，降低漏风通道两端的风压差，减少漏风量，从而达到抑制自燃的目的。

核心技术手段均压法具体做法一般包括调节风窗调压、局扇调压以及风窗——局扇联合调压等方式，通过调压装置来调节风压，控制漏风。

燕子山矿应用方式燕子山矿采用风窗——局扇联合调压法，即在综采工作面的回风巷设调节风窗，进风巷设带风门的局扇，这样既可升高工作面风压，又可保证工作面所必需的风量。回风巷调节风窗设置风窗-局扇联合调压技术特点在回风顺槽巷内回风绕道以里30m处设置调节风门，调节窗规格为1.5m×0.5m（高×宽），风门规格为2.0m×1.0m（高×宽）2扇，间距10～15m，确保完好不漏风。进风巷带风门局扇布置在综采工作面进风巷设带风门的局扇，通过在升压供风巷砌筑砖墙镶嵌铁风筒，并在墙前设风机稳放平台，实现对工作面风压的有效提升，保证工作面所需风量。反向风门与漏风控制在皮带巷内，升压供风口至皮带顺槽巷口之间砌建两道跨皮带（或溜子）升压反向风门，规格2.0m×1.0m（高×宽），间距5m，同时用皮帘控严皮带（或溜子）上部，减少风量泄漏。风压与风量双重保障该技术通过风窗调节与局扇供风的联合作用，既能升高工作面风压，抑制上覆采空区漏风，又能保证工作面必需的风量，实现安全与效率的平衡。风压调节与漏风控制机制

均压法防火原理风压调节法防火（均压法）的实质是采用正压通风方式，通过在工作面头、尾巷设置调压装置或调整通风系统，降低漏风通道两端风压差，减少漏风量，从而抑制自燃。

主要调压方法分类常见的调压方法包括调节风窗调压、局部扇风机调压以及风窗-局部扇风机联合调压等，燕子山矿在综采工作面采用的是风窗-局部扇风机联合调压法。

升压技术核心目标升压技术通过升高工作面风压，在保证工作面所需风量的同时，有效控制上覆采空区漏风，防止CO等有害气体下泄，保障工作面人员安全及生产正常进行。03升压系统设计与设施构建

升压供风巷的参数设计

开口位置与巷道长度升压供风巷从距工作面10m处开口，掘进长度约30m，确保与工作面进风巷有效贯通，为升压系统提供稳定风源。

巷道宽度与扩帮要求巷道标准宽度为3m，在距巷口前10m范围内需扩帮至4m，以满足升压设备安装空间及风流调节需求。

墙体与风筒规格在升压供风巷距开口15m处砌筑厚0.5m的砖墙，墙上并排镶嵌两个直径0.78m的铁风筒，实现风流定向输送与压力控制。

设备平台建设标准在升压墙前3m-6m处砌建风机稳放平台，平台前方一侧靠巷帮处同步砌建设备平台，保障升压风机及附属设备的稳固安装与维护空间。升压供风巷与墙体砌筑调压设施的砌筑标准

在工作面进风巷10m处开口，掘长30m、巷宽3m的短巷并贯通，距巷口前10m范围扩帮至4m作为专用升压供风巷。在距升压横峒开口15m处，砌筑厚0.5m的砖墙，墙上并排镶嵌两个直径0.78m的铁风筒。皮带巷升压反向风门规格

在皮带巷内，升压供风口至皮带顺槽巷口之间，砌筑两道跨皮带（或溜子）升压反向风门，规格为2.0m×1.0m（高×宽），确保串车及普通料车正常通过，两道风门间距5m。工作面回采结束后，更换为2.5m×1.3m的大风门，间距不小于15m，以保障大型设备撤退。回风顺槽调节风门设置

在回风顺槽巷内回风绕道以里30m处设置调节风门，调节窗规格为1.5m×0.5m（高×宽），风门规格为2.0m×1.0m（高×宽）共2扇，间距10～15m，要求风门完好、不漏风。同时在进、回风顺槽升压风门内外各联通一根皮胶管，安装U型水柱计用于日常观测。漏风控制要求

在保证煤炭正常通过的情况下，将皮带（或溜子）的上部用皮帘控严，尽量减少风量泄漏，以保证升压效果，确保升压系统的稳定运行。

反向风门的设置规范反向风门的位置选择在皮带巷内，升压供风口至皮带顺槽巷口之间，让过皮带头的大架砌建两道跨皮带（或溜子）升压反向风门。

反向风门的规格要求风门规格为2.0m×1.0m（高×宽），以确保串车及普通料车能正常通过。

反向风门的间距标准两道风门间距为5m，以保证升压效果，减少风量泄漏。

特殊情况的风门调整当工作面回采工作结束后，将皮带头部升压风门更换成2.5m×1.3m的大风门，间距不小于15m，以保证工作面支架等大型设备安全顺利撤退。

辅助密封措施在保证煤炭能正常通过的情况下，将皮带（或溜子）的上部用皮帘控严，尽量减少风量泄漏，确保升压效果。U型水柱计的安装与观测安装位置与要求在进、回风顺槽升压风门内外各联通一根皮胶管，安装U型水柱计，用于监测风门两侧的压差。日常观测内容主要观测进回风巷的风量差和压差，根据燕子山矿经验，风量差一般控制在50～100m3/min，压差控制在30～70mmH₂O柱。观测数据的作用通过U型水柱计实时监测数据，可及时掌握升压系统的风压调节效果，为合理调控升压通风系统提供依据，确保工作面安全生产。04升压设备选型与配置

局扇性能参数匹配原则技术先进性原则选用技术先进的局扇，确保其具备高效的通风能力和稳定的运行性能，以适应综采工作面复杂的通风需求。

性能可靠性原则优先选择性能可靠的局扇，保证在长时间运行过程中减少故障发生，确保升压通风系统的持续稳定。

参数合理性原则根据工作面及周边采空区的具体情况，合理确定局扇的风量、风压等参数，做到安全、经济、合理，确保综采面的有效风量。风机供电系统设计要求双回路双电源供电配置升压风机必须实行"双回路、双电源"供电，确保在一路电源故障时，另一路电源能快速切换，保障风机持续运行，避免因断电导致工作面风压骤降引发安全风险。三专两闭锁技术应用严格执行"三专两闭锁"制度，即专用开关、专用电缆、专用变压器，实现风机电源与工作面电源开关闭锁，防止误操作导致风机停转，确保供电系统的独立性和安全性。供电系统设计编制与审批开采前必须编制升压工作面供电系统设计，明确电源容量、线路布局、保护装置等参数，并经过技术部门审核批准后方可实施，确保设计符合现场实际和安全规范。01监控设备的选型与布置风机开停传感器选型选用技术先进、性能可靠的开停传感器，实时监测升压风机运行状态，确保与地面监控系统稳定通讯，及时反馈风机启停信息。02气体传感器配置要求工作面安装CH4、CO传感器，具备高精度检测功能，按规定周期调校、维修，确保实时监测有害气体浓度，数据准确上传至地面监控中心。03U型水柱计安装规范在进、回风顺槽升压风门内外各联通一根皮胶管，安装U型水柱计，用于日常观测风压差值，差值宜控制在30～70mmH₂O柱范围。04声光报警系统布置分别在皮带巷皮带头、"串车"处、回风巷超前支护处安装三套声光报警信号，当升压风机停转时立即报警，提示工作面人员紧急撤离。05升压技术实施流程

施工前的准备工作01升压系统设计与方案制定根据工作面具体条件，编制升压系统设计方案，明确风窗-局扇联合调压方式，确定升压供风巷、反向风门、调节风窗等设施的位置、规格及技术参数，确保符合安全、经济、合理原则。

02升压增阻设施施工准备准备升压供风巷掘进所需材料与设备，规划巷道开口位置（距工作面10m处）、长度（约30m）、宽度（3m，巷口前10m扩帮至4m）；备齐砌筑升压墙（厚0.5m，镶嵌两个直径0.78m铁风筒）、风机稳放平台及设备平台的材料。

03升压设备选型与采购根据工作面及周边采空区情况，选用技术先进、性能可靠、参数合理的升压局扇，确保其能满足工作面有效风量需求及升压通风系统稳定运行，同时准备好U型水柱计等观测设备。

04供电与监控系统设计编制升压工作面供电系统和声光报警系统设计，确保升压风机实现“三专两闭锁”及“双回路、双电源”供电，规划开停传感器、CH4及CO传感器的安装位置，并准备三套声光报警信号装置（皮带头、串车处、回风巷超前支护处）。

05人员培训与技术交底对参与施工及后续操作的人员进行升压技术原理、安全操作规程、紧急情况应对措施等方面的培训，明确各岗位职责，确保施工及运行过程中的安全与规范操作。升压系统的安装步骤供风巷掘进与扩帮施工在工作面进风巷10m处开口，掘进长30m、巷宽3m的短巷并贯通进风巷，将距巷口前10m范围扩帮至4m，作为专用升压供风巷。升压墙与风筒安装在升压供风巷距升压横峒开口15m处，砌筑厚0.5m的砖墙，墙上并排镶嵌两个直径0.78m的铁风筒；墙前3m-6m处砌建风机稳放平台及设备平台。皮带巷反向风门设置在皮带巷内升压供风口至皮带顺槽巷口之间，砌筑两道跨皮带（或溜子）升压反向风门，规格为2.0m×1.0m（高×宽），间距5m；用皮帘控严皮带（或溜子）上部以减少风量泄漏。回风顺槽调节风门安装在回风顺槽巷内回风绕道以里30m处设置调节风门，调节窗规格1.5m×0.5m（高×宽），风门为2.0m×1.0m（高×宽）2扇，间距10～15m，确保完好不漏风。监测装置安装在进、回风顺槽升压风门内外各联通一根皮胶管，安装U型水柱计用于日常风压观测；工作面安装CH4、CO传感器及三套声光报警信号（皮带头、串车处、回风巷超前支护处）。系统调试与参数优化

调试前准备工作调试前需检查升压系统各部件安装是否符合设计要求，如风窗尺寸、尿扇位置、风门密闭性等，确保无漏风隐患。同时，对U型水柱计、气体传感器等监测设备进行校准，保证数据采集准确性。

风量与压差调试根据工作面实际情况，通过调节回风巷调节风窗和进风巷尿扇，将进回风巷风量差控制在50～100m³/min，压差控制在30～70mmH₂O柱。调试过程中需实时监测工作面及采空区气体浓度，确保CO等有害气体不超标。

供电与监控系统调试对升压风机的“双回路、双电源”供电系统进行切换测试，确保供电可靠性。检查风机开停传感器、CH4及CO传感器与地面监控中心的通讯是否正常，声光报警信号在风机停转时能否及时触发。

参数优化与动态调整根据日常监测数据及工作面推进情况，每日由专人对风量、压差等参数进行优化调整。结合小窑采空区风压变化，动态平衡工作面内外压力，避免因参数不当导致漏风增加或有害气体下泄，确保系统长期稳定运行。06安全技术保证措施

风机"三专两闭锁"要求01专用变压器为升压风机配备独立的专用变压器，确保供电电压稳定，避免与其他设备共用变压器导致电压波动影响风机正常运行。

02专用开关设置专用的高压开关和低压馈电开关，实现对风机供电的单独控制和保护，防止其他设备故障影响风机供电。

03专用电缆采用满足载流量和绝缘要求的专用电缆为风机供电，减少线路损耗和故障风险，确保电能可靠传输。

04风电闭锁当升压风机停止运转时，能立即切断工作面及相关区域的动力电源，防止瓦斯等有害气体积聚引发安全事故。

05瓦斯电闭锁当工作面瓦斯浓度超限时，自动切断升压风机及相关区域的电源，待瓦斯浓度降至安全范围后方可恢复供电，保障作业安全。气体监测传感器的布设气体监测与报警系统在工作面安装CH4、CO传感器，实时监测瓦斯及一氧化碳浓度，确保数据准确反映作业环境气体状况。传感器的调校与维护按规定对传感器进行定期调校和维修，保证监测数据的准确性和可靠性，为安全决策提供有效依据。地面远程监控系统通过传感器将监测数据传输至地面有关部门，使管理人员可随时掌握工作面气体变化情况，及时发现潜在风险。声光报警信号的设置在皮带巷皮带头、“串车”处及回风巷超前支护处安装三套声光报警信号，一旦升压风机停转或气体浓度异常，立即发出报警。报警后的应急响应声光信号报警后，工作面人员需立即按照预定撤离路线撤出，确保在紧急情况下人员安全。紧急撤离与应急处置紧急撤离程序当升压风机停转等紧急情况发生时，工作面人员需立即按照预定撤离路线，有序撤离至安全区域，确保快速脱离危险环境。声光报警系统工作面在皮带巷皮带头、"串车"处及回风巷超前支护处安装三套声光报警信号，风机停转时立即报警，及时通知人员撤离。应急救援通讯确保矿井内通讯畅通，通过对讲机、紧急呼叫系统等设备，保障紧急情况下的信息传递与求救联络，为救援争取时间。自救互救技能培训矿工掌握止血、包扎、心肺复苏等基本自救互救技能，以便在事故发生后能立即对受伤人员进行初步救治，降低伤害程度。07运行参数控制与管理

风量差的合理控制范围

风量差控制基准根据燕子山矿实践经验，综采工作面进回风巷风量差宜控制在50～100m³/min，以平衡升压效果与安全风险。

风量差与安全风险关联过高风量差虽可消除有害气体，但风机停电时易导致有害气体快速涌出；过低则可能影响升压效果，增加漏风风险。

动态调整依据具体数值需结合综采面参数（如工作面长度、采空区范围）及小窑采空区内压等实际情况综合确定，确保系统稳定。压差调节的操作规范

日常压差监测要求每日由专人负责监测进回风巷压差，采用U型水柱计进行读数，确保压差控制在30～70mmH₂O柱范围内，具体数值结合综采面参数及小窑采空区压力确定。风量差控制标准进回风巷风量差应严格控制在50～100m³/min，避免过高压差导致风机停电后有害气体快速涌出，同时减少升压设施损坏风险和工作面漏风。调节风窗操作流程根据压差监测数据，通过调整回风巷调节风窗（规格1.5m×0.5m）的开启度实现风压调节，操作时需逐步微调，避免风流剧烈波动影响工作面通风稳定性。局部扇风机运行管理进风巷局部扇风机需保持稳定运行，严格执行“三专两闭锁”和“双回路、双电源”供电制度，风机停转时立即触发声光报警，通知工作面人员撤离。

日常监测与维护要点风压与风量监测每日由专人监测进回风巷风量差，控制在50～100m³/min；压差控制在30～70mmH₂O柱，结合工作面参数及小窑采空区压力动态调整。

气体浓度监控工作面安装CH₄、CO传感器，实时监测有害气体浓度，按规定定期调校，确保地面监控中心准确掌握气体变化情况。

升压设施检查每日检查调节风窗、反向风门的完好性与密封性，确保无漏风；检查皮帘覆盖情况，减少皮带（或溜子）上部风量泄漏。

风机运行维护确保升压局扇“三专两闭锁”及“双回路、双电源”供电可靠，每日检查开停传感器状态，定期对风机进行清洁、润滑和性能测试。

报警系统测试每日测试三套声光报警信号（皮带头、串车处、回风巷超前支护处），确保风机停转时能立即发出报警，通知人员撤离。08应用效果与经验总结

安全生产数据统计火下开采产量统计燕子山矿通过应用升压技术，仅20xx年就实现火下安全采煤373万吨，保障了火下开采的持续稳定进行。

安全事故统计自采用火下开采升压技术以来，燕子山矿在综采工作面火下开采过程中未发生一次人身事故，实现了安全生产零事故的目标。

风量与压差控制数据根据实践经验，综采工作面进回风巷风量差一般控制在50～100m³/min，压差控制在30～70mmH₂O柱，确保升压效果和作业安全。燕子山矿火下开采升压技术应用背景典型案例分析

燕子山矿主采的14-2#局311及14-3#局309盘区上覆小窑采空区较多，漏风通道多，已自燃且相互连通，开采过程中易出现CO有害气体下泄，威胁工作面人员安全及生产正常进行。燕子山矿升压技术实施要点

采用风窗-局扇调压法，在综采工作面回风巷设调节风窗，进风巷设带风门的局扇；构建升压增阻设施，如专用升压供风巷、升压反向风门等；选用性能匹配的升压局扇，确保“三专两闭锁”和“双回路、双电源”供电。燕子山矿升压技术应用成效

经过实践，燕子山矿在保障火下采煤工作人员人身安全、实现火下安全采煤及控制上覆火区方面收到满意效果，未发生一次人身事故，仅20xx年就实现火下安全采煤373万吨。

常见问题与解决措施01升压系统风量差与压差控制不当若风量差超过100m³/min或压差大于70mmH₂O柱，易导致风机停电后有害气体快速涌出，且增加升压设施损坏风险。应每日设专人调整，将风量差控制在50～100m³/min，压差控制在30～70mmH₂O柱，具体数值结合综采面参数及小窑采空区压力确定