長距離供風在凱川礦的應用

史俊偉

（刑礦集團凱川礦，山西 呂梁 033000）

1 基本情況

凱川礦于2013年11月建成投產、井田面積3.621km2，核定年生產能力120萬噸、為證照齊全的生產礦井。

礦井采用斜立混合開拓方式，主立井井筒垂深206m，裝備雙鉤箕斗，主要擔負礦井的提煤、進風任務；副斜井井筒裝備架空乘人裝置，主要擔負礦井的下料、提矸、進風和礦井人員運輸任務；回風立井井筒垂深193m，裝備梯子間，擔負礦井回風任務和一個安全出口。礦井通風方式為中央分列式通風，為低瓦斯礦井；開采煤層均為焦煤，煤層自然傾向性為II級，屬自燃煤層、煤層具有爆炸性；礦井水文地質和地質類型均為中等。

2 立項依據及可行性分析

在礦井生產過程中，為了準備新水平，新采區和回采工作面，都必須掘進大量的巷道，在掘進巷道時，尤其是掘進巷道距離過長，為了供給人員呼吸新鮮的空氣，稀釋掘進工作面的瓦斯和煤塵，并創造良好的氣候條件，必須對掘進工作面進行通風。而隨著礦井機械化程度的提高和煤礦生產技術的發展，長走向的采煤工作面得到了推廣，長距離的掘進工作面已成為局部通風的主要工作，解決長距離通風的問題是解決輔助掘進的工程量實現工作面優化布置的前提條件之一，也是礦井安全生產的可靠保障。

長距離掘進供風為我礦第一次，長距離供風研究，選擇配套的局部通風機和風筒，做到長距離局部通風系統的安全可靠、經濟合理、技術先進。因此，要求其掘進長距離通風安全裝備系列化，對于保證掘進工作面通風安全可靠性具有重要意義。長距離掘進安全技術系列化是在治理瓦斯、煤塵、火災等災害的實踐中不斷發展起來的多種安全技術裝備，是預防與治理相結合的防止掘進工作面瓦斯、煤塵爆炸與火災等災害的行之有效的綜合性安全措施。

雙巷長距離掘進在設計方案時，確保掘進工作面供風量的充足，科學計算并選取合理參數，通過2016年新版《煤礦安全規程》的要求，力求達到安全、經濟、高效三統一。

3 主要技術創新點：

根據5#煤層二采區雙巷同時掘進，走向長度確定所需風量及局部通風機全風壓的值在各類通風機的特性曲線上，確定局部通風機長距離供風風量充足，選擇長期運行效率較高供風的局部通風機。

風筒延接方法改進。在原有的傳統正反壓邊延接風筒接口方法的基礎上，在每節風筒接口處進行反壓邊后在安設一個風筒防脫器進行加固，大幅度減少了風筒接口漏風量，同時徹底消除了風筒因接口不牢造成的脫節現象。

4 詳細科學技術內容

1）按通風方法和最大通風距離，選擇風筒類型與直徑；

2）計算風機風量和風筒出口風量；

3）按掘進巷道通風長度變化，分階段計算局部通風系統總 阻力；

4）按計算所得局部通風機設計風量和風壓，選擇局部通風機；

5）按礦井災害的特點，綜合計算、分析，確定采用技術先進的低噪、高效型配套安全技術裝備。

6）優化后的通風系統設計方案

優化方案共計三種：

1）更改局部通風機位置，調整局部通風系統。

當運輸順槽及軌道順槽掘進至1500m時，在運順槽及軌道順槽中間掘進第二個橫川，在運輸順槽二橫川向外50m處和運輸順槽與輔運順槽一橫川處各建筑一組風門，然后將輔運順槽的局部通風機移至風門外。運輸順槽的回風經二橫川至軌道順槽二橫川外段，與軌道順槽的回風匯合共用二橫川外段的巷道，回至回風大巷。

2）更換大功率局部通風機和大直徑風筒。

更換大功率局部通風機，配備大直徑的風筒，從而增加掘進工作面的供風量，以達到降低掘進工作面的瓦斯濃度的目的。

兩種方案對比，如選用第二種方案，即更換大功率局部通風機和大直徑風筒，此種方案比較傳統，使用的大功率局部通風機和大直徑風筒費用較高，風筒數量較多，無法保證風筒的漏風率，且日常管理工作繁多。故采用第一種方案，即更改局部通風機位置，調整局部通風系統，這種方案比較創新，經濟合理，安全可靠。如果采用第一種方案無法達到降低瓦斯濃度的目的，可在更改局部通風機位置的方案的基礎上更換大功率局部通風機和大直徑風筒。

3）效果分析及注意事項。

本次只選用了通過更改局部通風機位置，調整局部通風系統的方案在運輸順槽與軌道順槽雙巷掘進期間的應用，并有如下效果。（1）增加了迎頭的供風量，降低掘進工作面回風流中的瓦斯濃度，由原來0.12%～0.10%降低至0.04%～0.03%，效果明顯；（2）減少風筒使用量，節約了材料費用，減少了日常維護風筒的工作量，做到了經濟合理，安全可靠；（3）風筒數量減少，風筒漏風率降低，保證了掘進工作面的有效供風，改善了因風量不足造成的工作環境溫度高、粉塵大、能見度低等工作條件。

5 經濟效益分析

1）滿足了長距離掘進巷道所需要風量，節省3000米風筒，及所需大功率局部通風機，日常風筒維護人員及精力。大幅度節省了人力、物力、財力。

2）經與相關廠家溝通，一套大功率2x28KW局部通風機售價3.8萬，3000米風筒價格預算在10.5萬，此次雙巷長距離供風方案的應用，共節約資金約14.3萬元，經濟效果明顯。

6 社會效益分析

經過此次長距離掘進巷道供風技術的應用，解決礦井掘進期間的遠距離供風問題，保證掘進工作面的安全生產，為下一步雙巷掘進更長距離的供風提供了有力依據。

7 推廣應用情況

凱川礦雙巷長距離掘進技術的應用，解決礦井雙巷同時掘進期間的遠距離供風問題，保證掘進工作面的安全生產，為下一步雙巷掘進更長距離的供風提供了有力依據。還解決了掘進施工中搬家多，勞動強度大，貫通多，施工復雜的問題，提高了勞動效率，促進了安全生產，大幅度地降低了萬噸掘進率，經濟效益十分可觀，為今后礦井發展創造了有利條件，社會效益顯著。