隰東煤業(yè)通風系統(tǒng)優(yōu)化方案優(yōu)選實踐

劉 晴

(潞安化工集團有限公司 能源事業(yè)部，山西 長治 046204)

1 礦井通風系統(tǒng)基本情況分析

1.1 改造前通風系統(tǒng)

隰東煤業(yè)的通風方式為中央分列式，通風方法為機械抽出式，主斜井、副立井進風，回風立井回風。本次礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化改造后仍開采2號煤層，礦井通風方式和方法維持現(xiàn)狀不變。

2號煤采煤工作面采用一進一回“U”型獨立通風系統(tǒng)，新鮮風流由工作面進風巷進入，經(jīng)工作面后，乏風經(jīng)工作面回風巷進入采區(qū)回風巷—回風大巷—回風立井排至地面。

掘進工作面采用局部通風機壓入式通風，利用對旋軸流式局部通風機供風。

1.2 通風系統(tǒng)改造的必要性

現(xiàn)有一采區(qū)延伸區(qū)采掘工作面通風距離7 600 m，且一采區(qū)延伸區(qū)回風巷有200 m利用舊巷改造，斷面偏小，現(xiàn)有通風路線總體轉(zhuǎn)折點多，通風阻力大；二采區(qū)通風距離2 000 m，且為新掘巷道，通風阻力小，兩區(qū)阻力分布極不平衡。

礦井主通風機利用兩臺FBCDZ-6-№17B型礦用防爆對旋軸流式風機，配備YBF型660 V、2×110 kW隔爆電動機，額定風量及配套電機功率較小，通過調(diào)節(jié)現(xiàn)有通風設(shè)施給兩個采區(qū)供風比較困難。

礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化改造的目的是減短通風路線長度、降低通風阻力，保證通風系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠。

1.3 通風系統(tǒng)改造的優(yōu)點

1) 目前，礦井二采區(qū)運輸巷、二采區(qū)回風巷已開拓完畢，且已與一采區(qū)延伸區(qū)運輸巷和回風巷貫通，進行礦井通風系統(tǒng)改造不需新增井巷工程，只需改變原二采區(qū)運輸巷、二采區(qū)回風巷的使用功能就可以實現(xiàn)。

2) 在礦井通風系統(tǒng)改造過程中，采取相應(yīng)安全技術(shù)措施，礦井的生產(chǎn)作業(yè)不受影響。

3) 礦井通風阻力減少，將減輕主通風機運行負荷，提高主通風機運行效率，有利于主通風機的安全運行，增加主通風機的使用年限。

4) 礦井通風系統(tǒng)改造完成后，通風路線將減短，礦井巷道維護工作量減小，有利于降低工人勞動強度，減少巷道維護費用。

5) 礦井通風系統(tǒng)改造不需要新增井巷工程量及通風設(shè)備，且主通風機運行效率的提高將減少主通風機運行費用和維護費用[1-2]。

2 通風系統(tǒng)調(diào)整方案及優(yōu)選

2.1 通風系統(tǒng)線路

目前，隰東煤業(yè)一采區(qū)延伸區(qū)回采工作面通風由井田東部的12運輸巷、12軌道巷、12回風巷、12機軌聯(lián)巷、12回風聯(lián)巷、南翼運輸巷、南翼回風巷及一采區(qū)延伸區(qū)運輸巷、一采區(qū)延伸區(qū)回風巷提供服務(wù)，礦井通風路線為：

新鮮風流：副立井(主斜井)—東軌道大巷(東運輸大巷)—12軌道巷(12運輸巷—12機軌聯(lián)巷—南翼運輸巷—一采區(qū)延伸區(qū)運輸巷—工作面運輸巷—工作面。

污風：工作面—工作面回風巷—一采區(qū)延伸巷回風巷—南翼回風巷—12回風聯(lián)巷—12回風巷—東回風大巷—西回風大巷—總回風大巷—回風立井。

現(xiàn)通風路線共轉(zhuǎn)折25次，采掘工作面通風距離約7 600 m.

2.2 通風系統(tǒng)改造方案

方案一：改變系統(tǒng)通風路線，一采區(qū)延伸區(qū)工作面主通風路線由井田東部的12運輸巷、12軌道巷、12回風巷、12機軌聯(lián)巷、12回風聯(lián)巷、南翼運輸巷、南翼回風巷及一采區(qū)延伸區(qū)運輸巷、一采區(qū)延伸區(qū)回風巷提供服務(wù)改造為由集中運輸巷(原二采區(qū)運輸巷)和集中回風巷(原二采區(qū)回風巷)及一采區(qū)延伸區(qū)運輸巷、一采區(qū)延伸區(qū)回風巷提供服務(wù)。

方案一通風路線為：

新鮮風：副立井(主斜井)—西軌道大巷(西運輸大巷)—集中運輸巷(原二采區(qū)運輸巷)—一采區(qū)延伸區(qū)運輸巷—工作面運輸巷—工作面。

污風：工作面—工作面回風巷—一采區(qū)延伸區(qū)回風巷—集中回風巷(原二采區(qū)回風巷)—總回風大巷—回風立井。

方案一通風線路共轉(zhuǎn)折12次，減少13次；采掘工作面通風距離約5 700 m，減短1 900 m.

方案一通風系統(tǒng)改造需將二采區(qū)運輸巷變更為集中運輸巷，將二采區(qū)回風巷變更為集中回風巷，作為礦井的主要進、回風巷道。

方案二：改變通風系統(tǒng)路線，調(diào)整二采區(qū)回風巷使用功能，將其用于為一采區(qū)延伸區(qū)服務(wù)。

方案二通風路線：

新鮮風流：副立井(主斜井)—東軌道大巷(東運輸大巷)—12軌道巷(12運輸巷)—12機軌聯(lián)巷—南翼運輸巷—一采區(qū)延伸區(qū)運輸巷—工作面運輸巷—回采工作面。

污風：回采工作面—工作面回風巷—一采區(qū)延伸巷回風巷—南翼回風巷—12回風聯(lián)巷—12回風巷—東回風大巷—西回風大巷—總回風大巷—回風立井。

礦井方案二與現(xiàn)通風路線相比，新增1條回風巷道為一采區(qū)延伸區(qū)服務(wù)，一采區(qū)延伸區(qū)服務(wù)的回風巷由1條改造為2條，將減少一采區(qū)延伸區(qū)部分回風量的回返路程，有利于降低礦井通風阻力。

方案三：改變礦井通風路線，將為一采區(qū)延伸區(qū)提供回風服務(wù)的南翼回風巷、12回風巷密閉，一采區(qū)延伸區(qū)通過二采區(qū)回風巷回風。新鮮風流仍由12運輸巷、12軌道巷、12機軌聯(lián)巷、南翼運輸巷提供服務(wù)。

方案三通風路線：

新鮮風流：副立井(主斜井)—東軌道大巷(東運輸大巷)—12軌道巷(12運輸巷)—12機軌聯(lián)巷—南翼運輸巷—一采區(qū)延伸區(qū)運輸巷—工作面運輸巷—回采工作面。

污風：回采工作面—工作面回風巷—一采區(qū)延伸區(qū)回風巷—二采區(qū)回風巷—總回風大巷—回風立井。

礦井方案三通風路線與現(xiàn)通風路線相比，改變原回風路線，通風路線長度5 600 m，共轉(zhuǎn)折15次，且新的回風巷道斷面較大，與原通風路線相比，通風線路減短2 000 m，轉(zhuǎn)折次數(shù)減少10次，將有效降低礦井通風阻力。

2.3 系統(tǒng)優(yōu)化改造方案比較

2.3.1 技術(shù)比較

根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》的相關(guān)要求，對三種通風系統(tǒng)改造方案技術(shù)進行比較，見表1.

表1 通風系統(tǒng)優(yōu)化三種方案優(yōu)缺點對比

從表1分析可知：方案一改造后的礦井通風系統(tǒng)縮短了通風路線，即減少了巷道的維護長度，有利于風量控制、降低礦井總需風量及礦井通風阻力、提高礦井主通風機的運行效率等，雖改造工期較長，但不影響礦井正常生產(chǎn)，因此，從技術(shù)分析方面考慮，選用方案一。

2.3.2 經(jīng)濟比較

根據(jù)三種方案巷道布置情況，從巷道工程量、投資費用、建設(shè)工期等方面進行分析。

方案一：不需要增加井巷工程量，通風系統(tǒng)改造工期約20 d，但不影響礦井正常生產(chǎn)，通風系統(tǒng)改造完成后，運輸系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、消防灑水系統(tǒng)、壓風系統(tǒng)、供電系統(tǒng)等都將優(yōu)化，礦井整體生產(chǎn)過程中的人員成本將減少約50萬元/a，通風設(shè)備、管路運行維護成本減少約5萬元/a，巷道維護成本減少約3萬元/a，其他費用減少約2萬元/a，通風系統(tǒng)改造后產(chǎn)生經(jīng)濟效益約60萬元/a.

方案二：不需要增加井巷工程量，通風系統(tǒng)改造周期約5 d，通風系統(tǒng)改造完成后對整體生產(chǎn)過程中的人員成本、設(shè)備運行維護成本不產(chǎn)生變化。

方案三：不需要增加井巷工程量，通風系統(tǒng)改造工期約25 d，通風系統(tǒng)改造完成后將減少巷道維護費用約1萬元/a，其他費用約0.5萬元/a，通風系統(tǒng)改造后產(chǎn)生經(jīng)濟效益約1.5萬元/a.

從經(jīng)濟方面比較，雖然方案一前期改造工期相對較長，但通風系統(tǒng)改造完成后礦井生產(chǎn)過程產(chǎn)生的經(jīng)濟效益最大，且改造過程中不會對礦井正常生產(chǎn)造成影響，因此從經(jīng)濟方面考慮，選用方案一。

經(jīng)過對比分析，最終確定礦井通風系統(tǒng)改造方案為方案一。

3 改造結(jié)果

經(jīng)過礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化改造方案的設(shè)計，滿足了通風要求，保證了工作面供風，為礦井安全生產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件，主要結(jié)果如下：

1) 通風系統(tǒng)改造后礦井總需風量減少180 m3/min，通風阻力減少1 315 Pa，由中等阻力礦井變?yōu)樾∽枇ΦV井，通風由中等變?yōu)楹唵巍?/p>

2) 通風系統(tǒng)改造主要涉及工程有：①12運輸巷、12軌道巷、12回風巷、12機軌聯(lián)巷、南翼運輸巷、一采區(qū)延伸區(qū)運輸巷和一采區(qū)延伸區(qū)回風巷東段的設(shè)備、軌道、管路、電纜等拆除。②10項密閉工程和5項風門工程。

3) 通風系統(tǒng)改造工期用時18 d.

4) 制定了通風系統(tǒng)改造過程中的各項安全技術(shù)措施，確保了改造過程的變化管控符合安全生產(chǎn)需要。

4 結(jié) 語

隰東煤業(yè)通過實施方案一后，通風系統(tǒng)得到進一步優(yōu)化，通風阻力大幅度降低，保障了主通風機的安全運行，為礦井通風系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠提供了支撐，保證了礦井的安全生產(chǎn)。