淺析榆家梁煤礦52煤通風系統技術改造

摘要：榆家梁煤礦地處陜西省神木縣店塔鎮，是神東煤炭集團所屬生產礦井之一。文章對榆家梁煤礦通風系統現在及將來可能存在的問題提出改造方案，并通過風量、風壓計算對改造后的通風效果及效益進行了分析。

關鍵詞：榆家梁煤礦；52煤；通風系統；風量計算；風壓計算；通風阻力計算 文獻標識碼：A

中圖分類號：TD724 文章編號：1009-2374（2015）29-0038-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.29.019

1 榆家梁煤礦基本情況

1.1 礦井現狀

榆家梁煤礦地處陜西省神木縣店塔鎮，是神東煤炭集團所屬生產礦井之一。礦井核定生產能力1630萬噸/年，井田面積56.34km2，地質儲量5.04億噸，可采儲量3.84億噸。井田煤層賦存穩定、結構簡單，屬于平緩單斜構造。井田內煤質優良，具有特低灰、特低硫、特低磷、高發熱量等特點，屬于長焰不黏煤，是優質動力、化工、工業和民用煤。礦井屬低瓦斯礦井。

榆家梁礦正在開采的煤層為3層，52煤、42煤及43煤。各煤層均是獨立的通風系統。52煤采用中央并列式通風，兩進一回，52煤輔運平硐和主斜井進風，52煤回風平硐回風。42煤采用中央并列式通風，一進一回，42煤輔運平硐進風，42煤回風平硐回風；43煤采用中央并列式通風，一進一回，43煤輔運平硐進風，43煤回風平硐回風。42煤于2012年10月綜采已開采完畢，只留下一個連采工作面回收剩余煤柱。

1.2 礦井通風系統存在問題及改造的必要性

原52煤生產系統布置了一個綜采面、一個連采面，由于井田面積較大，52煤大巷長度達到8150m左右，輔運大巷進風量10931m3/min，通風阻力達2000Pa，而且52煤回風大巷風速達9m/s，超過了煤礦安全規程的允許值。根據生產接續計劃，42煤于2012年10月綜采開采完畢后，綜采面將搬至52煤四盤區開采。屆時，52煤將布置兩個綜采面、三個連采面，需風量達12660m3/min。而且52煤輔運平硐井口在井田西部，據四盤區綜采面平均距離達8150m左右，通風距離長，通風阻力大。經計算，若采用原有通風系統，通風阻力將達7300Pa，因此必須對通風系統進行改造。

2 主要技術方案的確定

2.1 提出可行性方案

要保證礦井正常生產，通風系統正常運行，降低通風阻力，必須解決以下問題：（1）52煤輔運平硐、主斜井據四盤區綜采面平均距離達8150m左右，根據通風阻力公式，風阻與通風距離成正比，因此降低通風距離可以有效降低通風阻力；（2）52煤后期需風量12660m3/min，若只采用目前的兩進一回，則52煤輔運平硐、主斜井及回風平硐風流必超速，因此必須增加新的進回風口。

針對以上問題，提出以下兩個方案：方案一：在井田東部，靠近四盤區地區施工新的進回風立井，為52煤四盤區提供進回風服務，實現分區通風；方案二：42煤綜采工作已結束，只剩下一個連采面回收煤柱，用風量僅約為2750m3/min，因此主扇將有部分剩余能力。42煤輔運平硐在井田中部，據52煤四盤區平均水平距離在2200m左右，極大地縮短了通風距離。因此可以考慮利用42煤主扇剩余能力為52煤四盤區服務，而52煤二盤區則利用原通風系統。

現計算52煤、42煤需風量。按采煤、掘進、硐室、備用工作面、稀釋無軌膠輪車廢氣和其他用風地點需風量等風量的總和計算：

式中：

——采煤工作面需風量總和，m3/min

——備用工作面需風量總和，m3/min

——掘進工作面需風量總和，m3/min

——獨立通風硐室實際需風量總和，m3/min

?——稀釋無軌膠輪車尾氣需風量之和，m3/min

他——除了采煤、掘進、備采工作面和硐室地點外，其他井巷需風量之和，m3/min

——礦井通風系數，取1.10

經計算，榆家梁礦52煤需風量為12660m3/min，42煤需風量為2749.8m3/min。礦井兩層煤總計共需15409.8m3/min。

52煤和42煤主扇參數如表1所示。

2.2 工程實施

具體改造工程如下：（1）在52煤101聯巷至42煤輔運平硐之間施工一個直徑4m的進風暗立眼（長90m），使部分風流可以從42煤輔運平硐進入52煤層；（2）52煤三盤區局部施工一段2#回風巷（長1500m，斷面5m×2.8m），在2#回風巷正對42煤回風大巷的位置施工一個直徑為4m的回風暗立眼。

通過以上工程，可實現將52煤二盤區及四盤區的進回風線路分開，實行分區通風。二盤區的風流主要從52煤現有的輔運平硐、輔運大巷及主斜井、主運大巷進入各用風點，回風由52煤回風大巷及52煤回風平硐完成；四盤區工作面的進風由42煤輔運平硐經過新建進風暗立眼進入52煤，回風由52煤回風大巷、回風暗立眼、42煤回風平硐排出。

2.3 計算結果

根據榆家梁礦采掘計劃安排，當52煤同時回采52216工作面及52408工作面時，礦井通風阻力最大，因此將此時作為礦井通風困難時期。通風困難時期礦井通風阻力計算結果如表2所示。

由表2可知，在通風困難時期，52煤及42煤風機工作狀態均處在合理工作范圍內。52煤礦井等級孔為3.81m，42煤礦井等級孔為3.87m，兩層煤均通風容易。

3 通風技術改造效果及經驗

3.1 通風技術改造的效果

榆家梁煤礦于2012年9月完成了所有通風系統的技術改造工程，各項參數與設計相符合，改造達到了預期目的。

3.2 通風技術改造的經驗

礦井隨著開采的不斷延伸，通風線路必然隨之加長，而且通風系統也會日趨復雜。為了滿足正常的生產需要及安全要求，有必要進行適當的通風系統技術改造。從榆家梁礦的通風系統改造結果分析，可總結出以下三項通風系統改造的經驗：（1）礦井通風系統改造必須利用通風優化理論對通風系統進行充分調查和分析，提出技術改造方案，對各方案從技術可行性、安全可靠性、經濟實用性等方面的綜合比較選優，確定最優方案。（2）風井位置的選取：一般是選在后期開采區域中心或邊界附近，通過縮短通風線路長度，簡化通風系統復雜程度，來達到降低礦井通風阻力的目的。同時還要考慮安全出口的設置，方便人員逃生。（3）從經濟角度考慮，在符合上述條件的前提下，應盡量減少土地占用，避免重新進行征地，可減少相關的費用，同時還能縮短技改工期。各項改造工程應首先考慮利用現有的井巷系統和通風設備，充分發掘其潛力，在其基礎上進行合理調整。盡量減少開拓工程和基本建設項目，減少新設備的投入，以達到經濟、高效的目的。

參考文獻

[1] 張國樞，等.通風安全學[M].北京：中國礦業大學出版社，2000.

[2] 姚爾義.生產礦井的通風技術改造[J].煤礦安全，2003，（1）.

作者簡介：郭躍龍（1987-），男，山西太原人，神東設計公司助理工程師。

（責任編輯：陳 倩）