深井通風系統(tǒng)研究與優(yōu)化

韓國鋒 秦 鵬 孔 雷

（山東省天安礦業(yè)有限公司，山東 曲阜 273100）

1 概述

星村煤礦為立井開拓，開采深度達-1200m，西區(qū)地溫區(qū)間31.4℃～43℃左右，依據(jù)《礦井降溫技術(shù)規(guī)范》確定為一級井田熱害區(qū)，二級熱害礦井。現(xiàn)礦井為混合抽出式通風，即副井和西風井進風、主井回風。主井地面主要通風機房內(nèi)安裝兩臺同型號的軸流式主要通風機。西部區(qū)域后期開采時通風路線長，通風阻力大，通風困難。3煤自然發(fā)火期短，猴車布置在回風巷中，采煤工作面易發(fā)生自然發(fā)火災(zāi)害造成猴車巷有毒有害氣體超標?；仫L巷粉塵大，特別是高溫高濕等職業(yè)病危害因素嚴重危害人員健康，不利于機電設(shè)備的維護保養(yǎng)。通風系統(tǒng)研究與優(yōu)化迫在眉睫。

2 通風系統(tǒng)研究與優(yōu)化

2.1 通風安全預(yù)評價體系研究

通過對現(xiàn)通風系統(tǒng)安全預(yù)評級體系進行研究，建立了煤礦通風系統(tǒng)預(yù)先危險性分析表。對評價體系加以改進和修正確定綜合評價值F的取值范圍，即：F≥0.80時，該礦井為安全礦井；F≥0.60且F＜0.80時為基本安全礦井；當F＜0.60時為不安全礦井。在對星村煤礦通風系統(tǒng)安全狀況分析的基礎(chǔ)上，利用安全預(yù)評價體系，結(jié)合星村煤礦通風系統(tǒng)安全可靠性各方面的因素，計算出星村煤礦通風系統(tǒng)安全性綜合評價值F=0.667，介于區(qū)間[0.6，0.8]之間，計算結(jié)果表明星村煤礦現(xiàn)有通風系統(tǒng)為基本安全礦井，但已接近基本安全線0.6數(shù)值，現(xiàn)有通風系統(tǒng)后期通風壓力較大。

2.2 通風網(wǎng)絡(luò)解算

在對現(xiàn)有通風網(wǎng)絡(luò)解算數(shù)學模型分析的基礎(chǔ)上，分析通風網(wǎng)絡(luò)解算過程中誤差產(chǎn)生原因并提出降低誤差產(chǎn)生的措施。利用誤差修正法，對星村煤礦現(xiàn)有的通風系統(tǒng)進行優(yōu)化模擬，網(wǎng)絡(luò)解算的結(jié)果與實際測定的數(shù)據(jù)比較接近，解算結(jié)果比較可靠，可作為后期的網(wǎng)路解算基礎(chǔ)和依據(jù)。

2.3 通風系統(tǒng)優(yōu)化方案

（1）針對通風系統(tǒng)中存在風流穩(wěn)定性問題進行分析，對于混合式通風系統(tǒng)首次引入自然風壓對通風系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，得出判定角聯(lián)風路風流穩(wěn)定性判定公式：

（2）通過對風流穩(wěn)定性影響分析，提出通風系統(tǒng)優(yōu)化方案，并對各方案進行網(wǎng)絡(luò)解算模擬。最終提出礦井通風系統(tǒng)改為一進兩回，副井進風，西部回風井主要回風、主井輔助回風的方案。西部回風井服務(wù)于三采區(qū)、七采區(qū)，主井服務(wù)于西翼-1196m軌道大巷、礦井東翼、井底車場及其他地點。

2.4 通風系統(tǒng)優(yōu)化實施方案

2.4.1 井下巷道優(yōu)化

西翼回風巷（內(nèi)布置有架空乘人器）優(yōu)化為西翼進風巷，西翼軌道巷進風，西翼運輸巷為回風巷；三采區(qū)軌道上山優(yōu)化為集中進風巷，三采區(qū)回風上山優(yōu)化為輔助進風巷，三采區(qū)運輸上山為集中運輸巷兼做回風巷道，回風路線向西風井。

2.4.2 通風系統(tǒng)優(yōu)化主要工程

（1）西翼進風巷與西翼運輸巷之間的各聯(lián)絡(luò)巷通風設(shè)施的調(diào)整。

（2）西翼-1196m爆炸物品庫施工回風通道，與西翼-1196m運輸巷貫通，與主要回風巷形成風橋。

（3）施工七采區(qū)膠帶巷回風聯(lián)絡(luò)巷。

（4）施工西部回風井風道、安全出口、防爆門，西部通風機安裝工程，改造主井通風機。

2.4.3 方案優(yōu)缺點

（1）方案工程量小，西部風井場地現(xiàn)有，主井為現(xiàn)有通風設(shè)施，不需重新征地，施工簡單易行，基本不影響正常生產(chǎn)。

（2）西部回風井井筒凈斷面大，通風能力大，服務(wù)范圍大，通風系統(tǒng)通風阻力小。

（3）井下架空乘人器所處巷道優(yōu)化為進風巷道，井下人員上下井均處于新鮮風流中，環(huán)境好，有利于人員避災(zāi)。

（4）該方案井下仍需施工一段巷道、一個風橋，另需調(diào)整部分通風設(shè)施，且井下通風系統(tǒng)需經(jīng)多次調(diào)試。

（5）井下通風網(wǎng)絡(luò)為兩個，容易產(chǎn)生角聯(lián)巷道，管理不善容易損傷通風機。主井通風機需更換，僅服務(wù)井底車場及附近大巷，效率低下。

3 結(jié) 論

（1）深井通風系統(tǒng)研究與優(yōu)化安全順利解決了星村煤礦西部區(qū)域后期開采通風路線長、阻力大、通風困難、避災(zāi)困難、高溫高濕等難題，滿足了礦井各用風地點風量，改善了井下工作環(huán)境條件，提高了工人勞動生產(chǎn)率，保證了礦井安全生產(chǎn)。

（2）礦井通風阻力下降明顯：通風系統(tǒng)未進行安全性研究與優(yōu)化前礦井通風阻力2500Pa，通風系統(tǒng)研究與優(yōu)化后礦井通風阻力1700Pa。

（3）主要通風機運行電量減少明顯：通風系統(tǒng)未進行安全性研究與優(yōu)化前礦井主要通風機運行電量合計每月約370200kW·h，通風系統(tǒng)優(yōu)化后主要通風機運行電量合計每月約217600kW·h。