馬脊梁礦8105運輸巷通風系統的設計

田志敏 王曉龍

（山西省大同市同煤集團馬脊梁礦，山西 大同 037002）

1 工程概況

同煤集團馬脊梁礦三盤區8105工作面運輸巷主要用作8105工作面開采期間回風巷，巷道為矩形斷面，寬度5200mm×高度3950mm。該巷道相對瓦斯涌出量0.57m3/t，絕對瓦斯涌出量3.42m3/min。

針對8105工作面的實況，選擇兩臺型號FBDNO7.5-55kW局部通風機，采用局扇壓入式通風方式，最長供風距離為1500m。通風系統方案如下：

（1）新鮮風：地面→二盤區進風立井→二盤區輔運、皮帶大巷→三盤區輔運、皮帶大巷→8105運輸巷風機→風筒→8105運輸巷迎頭。

（2）乏風：8105運輸巷迎頭→8105運輸巷→8105運輸巷回風繞道→三盤區回風大巷→三盤區回風立井→地面。

2 風量計算

2.1 巷道通風基本參數

8105運輸巷道通風基本參數：（1）掘進巷道最大通風斷面S=5.2×3.95=20.54m2。（2）根據往年瓦斯等級鑒定，該運輸巷道瓦斯相對涌出量為0.57m3/t，絕對瓦斯涌出量為3.42m3/min，二氧化碳絕對涌出量0.96m3/min。

2.2 實際需風量計算

（1）按該運輸巷道CH4、CO2涌出量計算巷道需風量

式中：

K-備用風量系數，取K=2。

代入數據得：

（2）按工作人員數量計算

式中：

N掘-掘進工作面同時工作的最多人數，取30。

（3）按巷道允許的最低風速計算

有瓦斯涌出的巖巷、半煤巖巷和煤巷：Q掘≥ 60×0.25S掘=60×0.25×20.54=308m3/min。

按上述（1）～（3）條件計算的最大值，作為掘進工作面風筒末端的實際需要出風量Q掘。經上述計算，風筒末端出風量不得小于Q掘=308m3/min。綜上所述，8105運輸巷工作面需風量為Q掘=308m3/min。

2.3 選擇局部通風機

（1）局部通風機實際需要吸風量計算

以掘進工作面計算需要風量Q掘和巷道設計最大供風距離1142m，計算局部通風機需要吸風量。

以掘進工作面計算需要風量Q掘和巷道供風距離在400m時，計算局部通風機需要吸風量。

式中：

Q掘-掘進工作面最低需要風量；

L-掘進工作面最大供風距離，m；

η-風筒百米漏風率，%，數據參考表1選取。

表1 風筒百米漏風率取值表

（2）根據馬脊梁礦實際使用經驗，井下使用的2×55kW的局部通風機吸風量為480m3/min（風機開一級），其最大吸風量可達850m3/min（風機開二級）。故巷道開口掘進時選擇在皮帶大巷內設置2臺型號為FBD-NO7.5的局部通風機（功率2×55kW，一用一備）為8105運輸巷工作面供風，可滿足工作面需風量要求。

2.4 掘進工作面的全風壓實際需風量

Q掘全對于煤巷：

建議進行河道清障、底泥疏浚，清除一些底泥污染；在岸邊栽植水生植物，提高凈水效果；考慮養殖水浮蓮。據介紹，一畝水浮蓮短期內可以吸收氮50 kg、磷10 kg，對水體中的酚、汞、鉛、鎘、砷等也有極強的富集能力，可提高水體自凈的速度。

式中：

Q局測-局部通風機實際吸風量，m3/min，根據工作面需風量要求，8105工作面風機一級風實際吸風量為Q局測=480m3/min，二級風實際吸風量為Q局測=850m3/min；

I-同時為掘進工作面供風的局部通風機臺數；

S-風機安設地點的巷道斷面積，S=20.54m2。

開一級風機時，Q掘全=480×1+60×0.25×20.54=789m3/min。

2.5 按最大風速驗算

經上述驗算，工作需風量Q掘=308m3/min符合要求。因為考慮到還有另外兩條聯巷需要供風，約為1000m3/min，故在巷道剛開口時開一級風機，屆時全風壓風量為Q全=1636m3/min。隨著巷道的掘進，當巷道掘進超過400m時，8105運輸巷局部通風機開二級，全風壓風量為1846m3/min。

2.6 掘進工作面全風壓風量計算

根據《煤礦安全規程》規定，局扇安裝地點到回風口之間的最低風速不得低于0.25m/s，可確定全風壓供給掘進工作面的風量。

式中：

Q掘全-全風壓供給掘進工作面的風量，m3/min；

Q風機-選定局扇的實際吸風量為850m3/min；

I-同時為掘進工作面供風的局部通風機臺數；

S-局扇安裝地點的巷道斷面，20.54m2。

則全風壓供給該局部通風機風量不得低于1720m3/min。

2.7 工作面風量驗算

（1）按8105工作面允許的最大風速進行驗算：Q掘≤ 60×4.0×S掘=240×20.54=4926（m3/min）。（2）按8105運輸巷道允許的最低風速進行驗算：Q掘≥ 60×0.25，S掘=60×0.25×20.54=308.1（m3/min）。（3）根據上述計算可知，工作面風筒末端實際供風量必須滿足上述兩個條件的要求，即308.1（m3/min） ≤Q供≤ 4926（m3/min）。根據選定的局部通風機型號，考慮風筒的漏風因素，計算出工作面風筒末端的實際供風量為Q供=850×1×（1-0.01×2400×2.08%）=425.68（m3/min），風量滿足要求。

綜上所述，8105巷掘進工作面選用2臺型號為FBD-NO7.5的局部通風機（功率2×55kW，一用一備），能滿足風量要求。

3 掘進工作面局部通風機和風筒的安裝及管理

（1）根據上述風量計算及風機選型可知，8105運輸巷開口掘進時采用2臺（一用一備）FBD-NO7.5局部通風機壓入式通風，風筒采用直徑為Ф1200mm的柔性阻燃風筒。2臺風機設置在皮帶大巷內，風機安裝時離地高度不得小于0.3m，同時根據實際情況開二級風機。

（2）做好局部通風機及其啟動裝置的安裝點的選擇，風機開關必須放在距吸風口上風側不小于10m的位置，開關附近嚴禁有其他電器設備。

（3）針對局部通風機必須要設置專業的崗位進行專人負責管理。安裝風機自動切換裝置，在主風機停止運轉后可以及時啟動備用風機保障供風的連續性。

（4）巷道常備備用風筒，且8105運輸巷中部及風機安裝地點各兩節，風機前放兩節拐彎風筒備用。

4 結論

在對煤礦通風系統設計的基礎上，通過對馬脊梁礦8105工作面運輸巷通風風量的計算，完成了通風機及電動機的選型，并提出了掘進工作面局部通風機和風筒的安裝及管理措施，保障了掘進工作面的通風需要。