加強通風系統治理提高通防可控程度

文/劉殿平

加強通風系統治理提高通防可控程度

文/劉殿平

在生產礦井中，礦井通風系統作為重要的生產系統之一，對維護礦井的正常生產和安全生產具有極其重要的意義。隨著礦井開采水平的不斷延深，開采區域的持續擴大，開灤能源化工股份有限公司呂家坨礦業分公司生產礦井原有風量已無法滿足現場生產需要。為此，呂家坨礦進一步治理礦井通風系統，優化礦井通風網絡，降低礦井通風阻力，提升礦井通風能力，為礦井安全生產奠定了堅實基礎。

一、礦井概況

呂家坨礦是由波蘭設計的大型水力化采煤礦井，1959年建礦，設計生產能力150萬噸/年。隨著礦井開采深度逐步加深，煤層傾角逐漸變緩，礦領導決定大力實施水旱轉型戰略。截至2004年6月，礦井結束了36年的水采歷史，由水采全部轉型為綜合機械化采煤工藝。目前，礦井核定生產能力為330萬噸/年，2012年實際產煤328.6萬噸。礦井通風方式為單翼對角抽出式，西對角風井裝備GAF33.5-20-1軸流式風機兩臺，一臺運轉一臺備用，配套電機功率為2500kW。2012年礦井瓦斯絕對涌出量14.42m3/min，相對涌出量2.36m3/t；二氧化碳絕對涌出量16.319m3/min,相對涌出量2.67m3/t，為瓦斯礦井。可采煤層為II類自燃傾向煤層，煤塵爆炸指數在25.83%~21.53%之間，均具有爆炸性。

二、通風系統分析及改造方案的確定

呂家坨礦原設計因是水采礦井，巷道斷面普遍偏小。隨著開采水平的延深和開采范圍的擴大，加之巷道受采動影響，年久失修與老化，塌冒嚴重，回風巷道未能得到及時維修，礦井通風阻力大。據數據資料顯示，2005年礦井原煤產量在300萬噸/年以下，礦井主通風系統長達55000m，礦井風量218m3/s，負壓2850Pa，通風困難時期負壓達到3350Pa。后期，上級公司要求年產量要達到330萬噸，根據礦井通風能力核定，礦井風量必然超過280m3/s，礦井負壓將超過3800Pa。因此，優化礦井通風網絡，治理礦井通風系統，降低礦井的通風阻力勢在必行。

本著立足當前、謀劃長遠、逐步完善的原則，呂家坨礦2005年委托邯鄲設計院完成300萬噸技改工程設計，對通風系統治理提出了初步方案；2007年與遼寧工程技術大學合作，完成“呂家坨礦330萬噸通風系統擴能改造工程研究”項目，并與其共同開發了通風網絡計算仿真系統，對通風系統進行仿真演算，確立最大通風阻力路線。此外，還委托開灤老科學技術工作者協會，共同研究公司發展對策，對礦井通風系統治理又提出了建設性意見。并由公司科技協會牽頭成立治理通風系統攻關小組，由經理任組長、總工程師任副組長，組織不同專業工程技術人員共同攻關，最終確定以礦井回風系統治理為主，兼顧采區內部及工作面的降阻增風綜合治理方案?；仫L系統治理方案包括開拓新巷道、刷擴老巷道等；采區系統治理包括采用沿空掘巷技術降低巷道壓力、大斷面掘進、提高支護強度等措施。

三、通風系統綜合治理方案的實施

1.治理回風系統

近年來，呂家坨礦按照通風系統治理規劃，區分輕重緩急，認真組織，穩步推進。每年安全費用列支1200萬元以上用作通風系統治理專項資金，超過礦井安全費用投資的26%，且?？顚Ｓ??；仫L系統刷擴巷道2210m，其中，刷擴-125西大巷810m，董盆回風山710m，董盆風橋240m，-800一采主山450m，所刷擴巷道斷面全部大于14m2。新掘巷道2614m，其中-600到-125水平中央回風山1470m，-600中央西回風山484m,-600東回風山490m，-800三采新回風道170m，巷道斷面都在14m2以上。見表1。

2．治理采區通風系統

為降低工作面通風阻力，呂家坨礦從2006年開始，把工作面進回風巷9m2以下巷道支護斷面全面改為10.4m2以上。并從2009年開始用29U支架代替25U支架，進一步提高了支護強度。在工作面回風巷的布置上采取沿空掘巷新技術，即距離采空區2~5m避開壓力集中區掘進巷道，6177、6179等工作面使用沿空掘巷技術布置巷道5100m，大大減少上部采空區對回采工作面回風巷道的壓力影響。此外，2008年又引進了淮北巖巷錨注加固技術，對-600六采皮帶石門、-950首采軌道石門等受采動影響的采區巷道進行錨注處理，提升了巷道治理質量。

四、通風系統綜合治理方案實施效果

表1治理回風系統統計表

1．礦井風量得到提高

通過采取綜合治理措施，礦井風量得到增加。由2005年的212.6m3/s增加到目前的286m3/s，礦井負壓由2005年的2850Pa下降到1990Pa，礦井等積孔由4.74m2增長到7.62m2，滿足了礦井提升生產能力、加強生產準備和治理瓦斯的用風需要?；夭晒ぷ髅媾滹L調控能力顯著增強，瓦斯涌出量較大的7、12煤層主力工作面，風量一般在20m3/s以上，最大達到32m3/s。

2．為礦井安全生產提供保障

建立以經理為組長的通風巷道治理攻關小組，確立治理方案，嚴格按照方案組織實施，通過礦井減阻提高風量，穩定通風系統，提高了“一通三防”安全可控程度，為礦井安全生產奠定了堅實的基礎，礦井已連續安全生產2100多天。

3．防止了煤層自然現象的發生

礦井風壓低，采空區漏風小，防止了采空區煤層自然發火的發生。

4．節約礦井通風費用

由于風阻降低、風量增加，主通風機有功功率由2005年平均712千瓦降低到現在的669.6千瓦，按照0.5元/千瓦時計算，每年節約通風費用18.57萬元。

（作者單位：開灤能源化工股份有限公司呂家坨礦業分公司）

（責任編輯：周瓊）