礦井井下通風阻力與通風動力匹配研究

和凱敏

（山西汾西中興煤業有限責任公司，山西 交城 030500）

煤炭在開采過程中會受到粉塵、瓦斯、煤層燃等多種不利因素影響，礦井生產安全風險較高，通過分析發現上述安全事故多與礦井通風系統不完善、可靠性不強等有關[1-2]。礦井通風涉及到通風阻力、通風動力匹配問題及通風網絡、通風動力匹配問題，上述匹配問題均與主要通風機運行有密切關聯[3]。近些年來，眾多的學者對礦井通風阻力、通風動力等方面展開研究，并取得較為豐碩的研究成果[4-6]。山西某礦建礦時間已超過30 年，具有礦井投產早、風機投入運行時間長等特點，生產布局較投產之初有較大變化，通風網絡也較為復雜，為此本文對該礦下通風阻力與通風動力匹配進行研究，以期能在一定程度上提升礦井通風效果。

1 工程概況

山西某礦設計產能300 萬t/a，為高瓦斯礦井，現階段開采深度平均為330 m，主采7#煤層。煤層原始瓦斯含量為6.5 m3/t，煤塵具有爆炸危險性、自燃發火傾向性為Ⅱ類。井下采用分區式開采，進風井、回風井筒數量分別為3 個、2 個，總回風量為17 590 m3/min。

2 通風阻力與通風動力匹配模型

通風阻力與通風動力匹配優劣可通過匹配度來衡量，具體匹配度確定時需要綜合考慮風量、實際風壓、最高風壓、最高效率以及實際效率等因素，具體通風阻力與通風動力匹配可通過公式（1）計算。

式中：M 為匹配度；η 為通風機效率；ηmax為通風機效率；k2為調節系數。

在地面主要通風機合理工作范圍內，主要通風機通風壓力應小于最大通風壓力的0.9 倍，從而可實現礦井高效通風。……