單翼混合式復雜通風系統降低礦井通風阻力研究

盧振偉

摘 要：興翟溝（新密）煤礦的開采活動全部集中在礦區東翼，隨著礦井開采越來越深，礦井的通風線路也越來越長，通風阻力越來越大甚至超標，相繼會出現部分工作面風量不足的問題。礦井面臨制定降低通風阻力優化方案的問題。

關鍵詞：單翼混合式復雜通風系統；通風阻力；優化方案

中圖分類號：TD724 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）02-0097-02

Research on a Hybrid Complex Ventilation System to Reduce Ventilation

Resistance of the Mine

LU Zhenwei

（Zheng Xingzhai Gou （Xinmi） Coal Industry Co.， Ltd.，Zhengzhou Zhongxing Group Zhengxing Coal Industry Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan 452370）

Abstract： Xingzhai Gou （Xinmi） coal mine mining activities of all concentrated in the east wing， as the mine is getting deeper and deeper， the ventilation resistance is getting bigger and even over the standard， one after another， there will be a problem of insufficient air volume in some working faces. The mine is faced with the problem of formulating the optimization scheme for reducing ventilation resistance.

Keywords： a hybrid complex ventilation system；ventilation resistance；optimization scheme

1 礦井概況與通風瓦斯情況

興翟溝（新密）煤礦礦井范圍西南以鳳凰嶺斷層為自然邊界；東南以九里山斷層為自然邊界；東北部以第十一勘探線作為技術邊界，與某營礦毗鄰；西北部自西南向東北以中零斷層、李河斷層、李貴作斷層、-75m二1底板等高線、李莊斷層以及李莊風井區邊界為限，與某礦相鄰。礦井通風方式為混合抽出式，主、副井及羅莊西風井為進風井，北風井及羅莊東風井為回風井。礦井西翼水文地質條件復雜，斷層較多，至今沒有開拓。

按照《礦井瓦斯等級鑒定規范》（AQ 1025—2006）要求，2013年8月對礦井進行了瓦斯等級鑒定，絕對瓦斯涌出量52.68m3/min，相對瓦斯涌出量57.89m3/t，絕對二氧化碳涌出量11.36m3/min，相對二氧化碳涌出量12.48m3/t，鑒定結果為突出礦井。所采二1煤層厚度0.10～13.53m，平均厚度4.90m，煤層傾角8°～14°。煤層瓦斯含量為10～30m3/t，礦井絕對瓦斯涌出量為30～40m3/min[1]。

2 礦井通風阻力測定

由有關人員組成聯合測定小組，依據《煤礦安全規程》和《礦井通風系統阻力測定方法》（MT/T 440—2008）有關要求，對本礦通風阻力進行測定和計算。

2.1 測定路線

測定路線共有四條：①副井口—井底車場—東大巷—17回風—東總回風—北風井底；②機車庫—專用回風巷—北風井底；③39炸藥庫—東大巷—211軌道—211回風—111回風—東總回風—羅莊回風井底；④羅莊進風井—羅莊進風巷—29軌道—39軌道—39回風—29回風—羅莊南總回風—羅莊回風井底。

2.2 測定儀器

精密氣壓計3臺、干濕溫度計3臺、空盒氣壓計2臺、低速風速表1塊、中速風速表3塊、高速風速表2塊、秒表3塊、鋼卷尺、測桿3根。

3 通風系統優化的必要性

通風系統優化的必要性主要體現在3個方面：①建礦時間早，通風斷面小，通風阻力超標；②礦井單翼生產，通風巷道線路長，作業地點多，風量不能滿足生產需要；③隨著開采深度的增加，煤層瓦斯含量增加、瓦斯涌出量顯著增大，礦井所需風量也相應增加，所以礦井通風系統必須進行改造。

4 礦井通風系統分析

4.1 測定通風系統阻力的評價

①北風井系統礦井通風總阻力的實測結果h阻=∑hAB=2 403.2Pa。

本礦通風為抽出式，根據礦井通風機裝置與通風阻力的壓力關系，推算礦井通風阻力h阻j為：h阻j=2 321.00-8.97+10.2=2 321.23Pa，HS=2 320.00Pa（HS為風機房U型水柱計讀數，Pa）。

實測阻力的相對誤差：Δh=3.52%。

②羅莊風井系統實測礦井通風總阻力：h阻=∑hAB=2 870.4Pa。

h阻j=HS- hV+HN=2 980.00-59.24+59.7=2 980.46Pa。

實測阻力的相對誤差Δh=3.68%；HS=2 980.00Pa，HN=59.24Pa。

本次該礦井西線測定阻力誤差為3.52%，東線測定阻力誤差為3.68%，測定結果符合要求，可以對本礦通風系統進行分析。

4.2 礦井兩通風井的阻力分布情況

4.2.1 北風井系統阻力分布情況。北風井進風段阻力553.3Pa，百米阻力16.47Pa，占總阻力百分比23.02%。用風段阻力364.8Pa，百米阻力22.38Pa，占總阻力百分比15.18%。回風段阻力1 485.1Pa，百米阻力41.85Pa，占總阻力百分比61.8%。

4.2.2 羅莊風井系統阻力分布情況。羅莊風井進風段阻力963.3Pa，百米阻力83.6Pa，占總阻力百分比33.56%。用風段阻力131.2Pa，百米阻力45.23Pa，占總阻力百分比39.41%。回風段阻力775.9Pa，百米阻力97.84Pa，占總阻力百分比27.03%。

就以上兩種情況來說，北風井系統通風線路長，回風段阻力所占比例偏大。

5 通風系統改造方案的制定

5.1 結合目前礦區施工情況制定方案

對高阻巷道擴修，111采區上部不建進回風井，其優點體現在兩點：①不建新東進回風井，不需要征地的手續和費用；②羅莊風井擔負兩個主要生產采區的通風，風量大、負壓低，負壓易滿足要求。

5.2 需要優化通風系統的井區測定

5.2.1 北風井通風系統。①北風井風機承擔27采區至主副井底各采區、27采區部分風量和硐室的用風，計劃用風總量為3 249m3/min，其中27采區需要風量為1 579m3/min，北風井通風系統的通風阻力為2 079Pa。②北風井風機承擔27采區至主副井底各采區、硐室用風和27采區全部的用風，計劃用風總量為5 049m3/min，其中27采區需要風量為3 379m3/min，北風井通風系統的通風阻力為3 849Pa。

5.2.2 羅莊風井通風系統。①羅莊風井風機承擔17采區部分風量和29、39、211采區風量，計劃用風總量為8 869m3/min，其中17采區需要的風量為1 799m3/min，羅莊風井通風系統的通風阻力為1 949Pa。②羅莊風井風機承擔29、39和211采區風量不再承擔17采區部分風量，計劃用風總量為6 969m3/min，羅莊風井通風系統的通風阻力為1 880Pa。

經過計算分析：北風井通風系統無論是全部擔負27采區風量或擔負17采區部分風量，通風阻力均顯示超標狀態。羅莊風井無論怎樣配風，通風系統風機風量、通風阻力均能滿足要求。因此，需對北風井通風系統進行改造[2]。

6 對優化系統通風降阻情況的分析

通風降阻工程完成并且羅莊把19-39輔助回風巷啟用后，北風井計劃5 056m3/min，阻力為1 949.89Pa。羅莊風井計劃風量為6 971m3/min，阻力為1 879Pa。27采區至主副井底生產地風量點由北風井風機承擔，211、29和39采區風量由羅莊風井風機承擔。

通過分析：①擴修東總回風部分巷道后北風井系統滿足通風需求；②39、211采區的風量，羅莊風井通風系統能滿足需要；③礦井生產通風系統優化后，北風井、羅莊風井能滿足礦井通風兩個時期要求，不需要新建風井。

7 結語

根據興翟溝（新密）煤礦所有的工作面階梯等生產部署，并經過對本礦井通風系統阻力的測量和分析計算，從而制定了通風系統改造方案，并繪制了通風網絡圖，按照方案的實施，本礦井兩個風井都能滿足該礦的通風要求，不需要另建風井。這樣的優化方案為本礦節省了新建風井、安裝主要通風機、風機運行電費、地面建筑設施及征地費用近億元。

參考文獻：

[1]國家安全局.防治煤與瓦斯突出規定[S].北京：煤炭工業出版社，2009.

[2]張益民.高瓦斯煤礦通風能力核定的方法分析[J].科技與生活，2011（23）：173.