礦井核定通風能力的測定與安全運行實踐

文/任國慶

礦井核定通風能力的測定與安全運行實踐

文/任國慶

山西寧武煤業集團莊旺煤業位于寧武煤田中北部，開采煤層屬石炭系太原組2#、5#，井田面積6.7118km2，保有資源儲量18644萬t。莊旺煤業公司規范施工建設程序，把礦井科學通風作為安全生產的第一要務來抓，做到礦井通風系統合理，風流平穩，并嚴格以風定產，科學生產，取得了良好經濟效益和社會效益。

一、礦井通風概述

1.通風方式方法

礦井采用中央并列式通風方式，通風方法為機械抽出式。采用主斜井和副斜井進風，回風立井回風。局部通風采用局部通風機壓入式、主通風機采用抽出式的通風系統。

2.進回風井筒數量及風量

二進一回，共三個井筒，其中主斜井、副斜進風，回風立井回風，礦井實際總進風量5200m3/min；礦井總回風量5205m3/min。礦井需要風量4942.55m3/min，實際風量5200m3/min、有效風量5000m3/min。

3.礦井瓦斯等級，瓦斯和二氧化碳的絕對涌出量

礦井絕對瓦斯涌出量為1.32m3/min；二氧化碳絕對涌出量2.21m3/min。屬低瓦斯礦井。

4.分區通風

井下實現了分區通風，各采煤工作面、掘進工作面均為獨立通風。

二、礦井通風能力數據確定

1．采煤工作面實際需要風量的計算

每個采煤工作面實際需要風量，應按工作面氣象條件、瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人員和爆破后的有害氣體產生量等規定分別進行計算，然后取其中最大值。

2．掘進工作面實際需要風量的計算

每個掘進工作面實際需要風量，應按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人員、爆破后的有害氣體產生量以及局部通風機的實際吸風量等規定分別進行計算，然后取其中最大值。

3．硐室需要風量計算

各個獨立通風硐室的需要風量，應根據不同類型的硐室分別進行計算。

（1）機電硐室需要風量計算。發熱量大的機電硐室，應按照硐室中運行的機電設備發熱量進行計算：

（2）其他用風巷道實際需要風量。其他用風巷道的需要風量，應根據瓦斯涌出量和風速分別進行計算，采用其最大值。

4．礦井總風量計算

Qra≥(∑Qcf＋∑Qhf＋∑Qur＋∑Qsc＋∑Qrl)kaq

kaq——礦井通風需風系數(抽出式kaq取1.15-1.20,壓入式kaq取1.25-1.30)。

則：Qra=(171 3.34+856.67+1265+120+ 188.46)×1.15=4764.9 m3/min=79.415m3/s，取整為79m3/s。

5．礦井通風能力計算

（1）單個采煤工作面年產量計算

Aci=330×10-4lci·hci·rci·bci·cci

式中：Aci——采煤工作面年產量，萬噸/年；lci——采煤工作面平均長度取150m；hci——采煤工作面煤層平均采高，放頂煤開采時為采放總厚度，取12.48m；rci——采煤工作面的原煤視密度，取1.43t/m3；bci——采煤工作面平均日推進度，取1.2m/d；cci——采煤工作面回采率，按礦井設計規范和實際回采率選取小值，取93％；則Aci＝330×10-4×150×12.48×1.43×1.2× 0.93=98.58萬噸/年。

（2）單個掘進工作面年產量計算

Ahi=330×10-4Shi·rhi·bhi

式中：Ahi——掘進工作面年產量，萬噸/年；Shi——掘進工作面純煤面積取12m2；rhi——掘進工作面的原煤視密度，t/m3；取1.43；bhi——掘進工作面平均日推進度取13.3m，則Ahi=330× 10-4×12×1.43×13.3=7.53萬噸/年。

該礦共有1個綜采面，2個綜掘面；采煤工作面在正常情況下年產為：綜采98.58萬噸/年,兩個掘進面15.06萬噸/年。

則：Apc=∑Aci+∑Ahi

Apc=98.58+15.06=113.6萬噸/年。

三、礦井實際通風能力的驗證

1．通風機運行驗證

根據礦主扇風機的性能測試報告可知，礦主扇風機安裝有變頻裝置，并根據實際生產需要主扇變頻調整為40Hz，主扇葉片角度為40°，其運行工礦點參數為：1號通風機風量5200m3/ min，風壓為1405.9Pa；2號通風機風量5200m3/ min,風壓為1405.9Pa；風機實際運行工礦點處于安全、穩定、可靠、合理的范圍內，礦井正常通風情況下，通風機的效率大于70％，說明通風機的運行效果較好，處于較為經濟運行狀態。

2.通風網絡能力驗證

礦井總進、總回風量比較大，但通風阻力較小，礦井通風阻力：hr=1435Pa，礦井等積孔：A= 2.73m2；說明該礦井通風狀況良好，即通風網絡通過風流的能力較強，根據通風阻力測定報告對通風系統不斷地進行優化，以此，礦井通風網絡能夠滿足礦井安全生產的各項需求。

3.用風地點有效風量驗證

依據礦井有效風量測定的數據，井下巷道、用風地點的風流方向穩定，風量滿足要求，礦井有效風量率為88％，井巷風速和溫度均符合《煤礦安全規程》的規定。

四、礦井通風系統核定生產能力的確定

經對礦井各個系統通風能力的分析、計算、驗證，最后確定礦井的生產能力，嚴格以風定產，通風系統完善，風流穩定，安全狀況良好。

（責任編輯：李元）

作者單位：（山西省寧武能源投資有限責任公司）