富力煤礦新建南部風井優化通風系統技術分析

[摘 ?要]富力煤礦受井田煤炭賦存及開采的限制，目前北部資源枯竭，由原兩翼開采格局變為以南部單翼開采為主，現井田中部（南）風井主要擔負礦井各階段后部硐室及深部延伸工作面配風，北風井主要擔負礦井南部區主要生產工作面配風，因通風線路長，系統調整困難，所以在井田南部新建一條回風井是非常必要的，由于興安礦北八層風井正好在富力礦井田南部邊界，現該風井在興安礦只擔負小部分回風量，富力礦對其改造使用能大大縮短通風路線從而降低礦井通風阻力，并且能合理優化礦井通風系統，對礦整體通風系統布局在經濟、技術、布置上是非常合理的。

[關鍵詞]風井 ?改造 ?優化 ?合理

中圖分類號：TD6 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）22-0308-01

2.礦井通風系統概況：礦井通風方式為混合式，通風方法為抽出式，礦井有兩條排風井筒，分別位于井田中部和北部，回風井凈斷面24.5m2，其中中部風井安設兩臺FBCDZ-NO.28主扇，一臺使用，一臺備用，額定功率2*450Kw，輪葉角度1級15°/2級16.5°，排風量 ?7890m3/min，風硐風量8180m3/min，風壓236mmH2O。北風井安設兩臺BDK-8-NO.28主扇，一臺使用，一臺備用，額定功率2*450Kw，輪葉角度1級42.5°/2級 35°，排風量8680m3/min，風硐風量8980m3/min，風壓243mmH2O，礦井聯合等積孔6.71m2。目前總進風量 15740m3/min，有效風量13528m3/min，總入風斷面56.5 m2，入風井筒三條，其中豎井斷面 33㎡，入風量9240 m3/min，材料井斷面 12.5㎡，入風量5600 m3/min，皮帶井斷面 11㎡，入風量900 m3/min。我礦現有采煤工作面3個，煤掘工作面7個，巖掘工作面10個，硐室23個，其他用風地點20個。

3.新建南部主扇的必要性：

由于我礦井田布置情況所限，加之北部區資源枯竭，由原兩翼開采格局變為現南部區、南擴區單翼開采，現井田中部風井（現南風井）主要擔負礦井各階段后部硐室及深部延伸工作面配風，北風井主要擔負礦井南部區主要生產工作面配風，造成通風線路長，系統調整困難，所以在井田南部新建一條回風井是非常必要的，主要體現在以下幾個方面：①、現北風井主要擔負南部工作面配風，通風路線長，通風阻力大，造成主要通風機電耗過大，經濟效益浪費，如建立南部風井，降低通風阻力，可減少電耗，節省電費。②、我礦行人、運料、供電系統均布置在井田中部，生產工作面回風流經行人、運料、供電巷道，造成工作面開采時專用回風巷不健全，如建立南部風井，風流從大巷邊界回南部風井可解決專用回風巷不健全問題。③、興安礦新劃到我礦儲量，生產水平高吊于我礦正常生產水平，根據生產接續安排極易造成不合理串聯通風，如建立南部風井，再優化開拓布置方式，可解決不合理串聯通風問題。④、隨著礦井延伸，各煤層瓦斯含量明顯增大，并伴隨著地溫升高，導致井下各工作面、硐室配風量增大，如建立南部風井，降低通風阻力，增加礦井風量是非常必要的。⑤、系統簡化，礦井通風方法由原混合式通風變為分區通風，避免原兩風井之間聯合通風形成的互為通風阻力，分區通風后，可提高主扇效率，增加風量。

4.新建南部風井可行性：

由于興安礦北八層風井正好在我礦井田南部邊界，現該風井在興安礦只回小部分風量，如劃歸我礦使用對興安礦通風系統無影響，對我礦整體通風系統布局，在經濟、技術、布置上是非常合理的。

現興安礦北八層風井已延伸至-90標高，經現場勘查及相關資料了解，該井筒支護完好，通風斷面滿足要求，我礦各層別大巷已掘送至該井筒以下，只要該井筒延伸至-240標高，補掘一條聯絡巷，就可以與我礦現保留的-240南22層一翼回風大巷對接，該風井就可以投入使用，巷道工程量小，投入少，工期短，可以有效解決我礦現存在的通風困難問題。

5.、經濟效益分析：

①、新建南部風井后報廢北風井，可解決我礦采煤工作面專用回風巷不健全問題，擴儲區高吊造成通風系統串聯問題，減少不合理的潛在危險因素，提高礦井抗災能力，由此所產生的安全效益是不可估量的。②、新建南部風井，可優化通風系統，提高礦井風量，對生產接續及礦井災害治理奠定了保證基礎，即減少了災害治理投入，又能保證正常生產接續，為礦井圍解危渡困提供系統保證。③、新建南部風井，可解決通風線路長，通風阻力大問題，回風路線最多減少2000m，降低通風阻力，減少電耗。

按北風井現有風量145m3/min不變，現水柱248 mmH2o，北風井風硐到-240南22層回風下山口巷道總長度2940m，巷道斷面12m2，巷道周長12.6m，巷道摩擦阻力系數為0.0068Ns2/m8，新建南風井風硐到-240南22層回風下山口巷道總長度1240m，巷道斷12m2，巷道周長13.4m，巷道摩擦阻力系數為0.0068Ns2/m8，為方便計算，巷道斷面全部近似為半圓拱考慮：H=（a×L×U×Q2）/S3;其中：a：摩擦阻力系數; L：井巷長度，m; P：井巷周長，m;

Q：井巷中流經的風量，m3/s; S：井巷凈斷面，m2;R：圓形半徑，m;

北風井到-240南22層新南風井車場巷道風阻計算：北風井井筒：H =0.0068×860×12.6×1452/113 ?=1164Pa，-170中七層至北風井回風上山： H =0.0068×230×12.6×1272/113 ?=239Pa;-170中七層至-240中七層回風下山： H =0.0068×200×12.6×582/113 ?=43Pa;-240中七層至新南風井車場：H =0.0068×1650×11.2×252/103 =79Pa

北風井到-240南22層新南風井車場巷道總風阻：H =1164+239+43+79=1525Pa=156mmH2o;新南風井到-240南22層新南風井車場巷道總風阻：H =0.0068×1240×13.4×1452/123 =1375Pa=140mmH2o

如新建南風井，保持回風風量145m3/min不變情況下，水柱248 mmH2o，預計水柱可減少16 mmH2o，降至為232 mmH2o。P=HQ/1000η，式中：P-電機功率KW，H-風機風壓Pa，Q-主扇風量m3/min，η-風機效率，水柱減少1mm每小時耗電量為：Pw=1450/1000×0.8=1.8kw，新建南風井后全年節省耗電量為：Pw=1.8×24×365×16=25.23萬kw

新建南風井后全年預計節約電費：A=25.23×0.51=25.23萬元

6、結論

①、此次通風系統改造對今后礦井深部開拓布局影響較大，礦井整體開拓延伸設計應結合通風系統進行合理布局，進一步進行系統優化。②、初期井巷及地面工程投入大，從長遠考慮還是利大于弊，新南風井建成將原北風井報廢，通風路線減少阻力下降，北風井及聯絡上山大巷巷道年久失修巷道維護工程量同樣大大減少了，包括封閉后人員不必在檢查淺部密閉巷道，保證了人員的安全。③、改造前盡量考慮考慮通風系統阻力，簡化系統，做到過渡期間系統穩定。④、準確預測礦井改造后的風量、阻力，才能保證合理選擇主扇及調整主扇葉片角度，以滿足礦井實際需風量的要求，確保通風系統改造期間礦井的安全。⑤、此方案最大優點，減少通風路線，降低通風阻力，提高風機效率，節省電費，完善通風系統，提高系統的穩定，提高礦井的抗災能力。⑥、同時也會降低原南風井通風阻力，從而提高風機工作效率節省電費。

作者簡介：

張曉東 男 1986年10月出生，2007年畢業于黑龍江科技學院安全工程專業 助理工程師 現在鶴崗富力煤礦從事通風工作，郵編：154103 ，聯系電話：15804688421