經坊煤礦通風系統優化改造方案選擇

文/崔聯兵景劍峰

經坊煤礦通風系統優化改造方案選擇

文/崔聯兵景劍峰

礦井通風系統是礦井生產系統的重要組成部分，合理、穩定、可靠的礦井通風系統是保證礦井安全生產的基礎。山西煤炭進出口集團長治經坊煤業有限公司隨著礦井開采深度的增加、開采強度增大、綜合機械化程度的提高，瓦斯壓力、瓦斯含量和瓦斯涌出量不斷增加，同時礦井通風線路長、通風阻力大，使得礦井需風量也隨之增大。面對礦井通風能力不足、進入深部開采瓦斯涌出量可能增大等問題，經坊煤礦積極應對，及時對礦井通風系統進行優化，確保了通風系統的高效、可靠、經濟和簡單，為井下安全生產保駕護航。

一、礦井概況

經坊煤礦井田開拓為斜井和立井混合開拓，礦井通風方式為中央分列式，礦井通風方法為機械抽出式。主斜井、副斜井、進風立井進風，回風立井回風。回風立井安裝兩臺主要通風機，主要通風機型號為FBCDZ-10-No29，電機額定功率2× 355kW，轉速n=580r/min。目前，主要通風機運行葉片角度為-2.5°，排風量為9800 m3/min，靜壓1950Pa。

礦井為瓦斯礦井，煤層具有不易自燃傾向性，煤塵具有爆炸性。

二、礦井通風系統優化改造的緊迫性

經坊煤礦通風系統目前由回風立井擔負全礦井回風，南翼的五采區和北翼的七采區同時開采。根據礦井的生產安排，在今后五年內，礦井主要生產采區將逐漸轉入南翼的六采區和北翼的八采區，且六采區和八采區又位于井田的邊緣位置，礦井通風系統將進入困難時期。隨著礦井開采深度增加、開采強度增大，瓦斯壓力、瓦斯含量和瓦斯涌出量不斷增加，同時礦井通風線路長、通風阻力大，使得礦井需風量也隨之增加。為了滿足六采區和八采區在回采期間的需風量，應及時對礦井通風系統進行優化改造，做到有備無患。

三、通風技術測定與分析

1．通風現狀的技術測定

為進行通風系統分析和優化改造，必須先要掌握當前礦井通風阻力分布狀況以及通風網絡各分支巷道的風阻參數,尤其是進風井筒、大巷、回風井筒等這些長期使用的井巷以及采區進、回巷道這些有代表性巷道的摩擦阻力系數及風阻參數。通風阻力測定采用氣壓計法中的逐點測量法，即:應用2臺JFY型數字式壓力測定儀，測定前進行對比校正，分別為井上組和井下組。在測定中，井上組和井下組同時進行測定。基點選擇在進風立井井口，并測定基點絕對壓力，井上組監測基點大氣壓變化，井下組測定測點的相對壓力和溫度。從而減少了氣壓波動、風門開啟、礦車運行等各種因素的影響，提高了測定數據的可靠性和準確性。依據下列原則確定了阻力測定的主測路線：在所有并聯風路中選擇風量較大且通過回采工作面的主風流風路作為主測定路線。

2.測定結果分析

五采區、七采區三區(進風區、采區、回風區)通風阻力的百分比情況見圖1、2、3。

圖1五采區通風阻力百分比情況

圖2五采區通風阻力分布圖

圖3七采區通風阻力百分比情況

根據圖示，五采區阻測路線回風區通風阻力所占比例偏高，其主要原因為回風路線風量較集中，礦井通風系統阻力分布狀況基本合理。

四、礦井通風系統優化改造方案及結論

由于六采區和八采區位于井田邊緣位置，根據生產部署及供風要求，考慮將六采區和八采區最遠工作面回采，通風距離過長，通風阻力大，這個階段屬于礦井通風最困難時期，現有的通風系統遠遠不能滿足安全生產的要求。預測礦井通風困難時期的生產狀況，提出以下三種方案：

方案一：在八采區新建北回風井（井筒直徑6m）擔負八采區通風任務，現有回風立井擔負礦井南翼通風任務；

方案二：現有回風立井擔負八采區通風任務，在礦井南翼新建南回風井擔負南翼通風任務（或啟用原回風立井）；

方案三：現有回風立井改造為進風井，在八采區新建北回風井擔負八采區通風任務并在南翼新建南回風井擔負礦井南翼通風任務。

1.礦井通風系統優化方案的網絡解析

礦井通風系統改造方案確定后，對各方案進行網絡解算、優化分析以確定最優方案。

方案一的解算結果。由解算條件和解算結果可知，在滿足各用風點配風要求的情況下，八采區北回風井主扇工況：負壓3200Pa，排風量7700m3/ min；回風立井主扇工況：負壓3000Pa，排風量10060m3/min。根據中華人民共和國安全生產行業標準AQ1028-2006《煤礦井工開采通風技術條件》第5.1.9條（礦井通風系統風量在5000～10000m3/ min之間，負壓小于2500Pa；風量在10000～20000 m3/min之間，負壓小于2940Pa）規定要求，八采區北回風井主扇和回風立井主扇負壓超出規定，且現有的回風立井主要通風機也無法運行至需求工況（依據主要通風機性能曲線圖和礦井最困難時期的風阻曲線圖）。此方案不可行。

方案二的解算結果。由解算條件和解算結果可知，六采區南回風井主扇工況：負壓2200Pa，排風量9900 m3/min；回風立井主扇工況：負壓4700Pa，排風量8700m3/min。根據《煤礦井工開采通風技術條件》第5.1.9條規定要求，回風立井主扇負壓超出規定，且現有的回風立井主要通風機也無法運行至需求工況。此方案不可行。

方案三的解算結果。由解算條件和解算結果可知，八采區北回風井主扇工況：負壓3000Pa，排風量7700 m3/min；六采區南回風井主扇工況：負壓1900Pa，排風量9600m3/min。根據《煤礦井工開采通風技術條件》第5.1.9條規定要求，八采區北回風井主扇負壓超出規定，但相比之下，能夠滿足礦井困難時期各用風地點的需風要求。此方案可行。

2．結論

依據經坊煤礦在今后五年內礦井通風困難過渡時期生產部署及需風量情況，提出三個可行的礦井通風系統優化方案，即方案一、二、三，就方案本身而言，技術上均可行，但就整個礦井長期安全生產和管理方面而言，方案三為最佳方案。

（作者單位：山西煤炭進出口集團長治經坊煤業有限公司）

（責任編輯：周瓊）