劉偉

【摘 要】礦井通風系統(tǒng)的優(yōu)化技術是煤礦安全生產(chǎn)的一個重要環(huán)節(jié)，怎樣合理優(yōu)化通風系統(tǒng)，對降低礦井通風阻力、提高礦井防災抗災能力和增加礦井的經(jīng)濟效益有著重大的影響。

【Abstract】The optimization technology of mine ventilation system is an important link in coal mine safety production. How to rationally optimize the ventilation system has great influence on reducing mine ventilation resistance， improving mine disaster prevention and fighting ability and increasing economic benefit.

【關鍵詞】煤礦；通風系統(tǒng) ；優(yōu)化

【Keywords】coal mine； ventilation system； optimization

【中圖分類號】TD263 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）04-0129-02

1 礦井通風系統(tǒng)情況

辛安礦為高瓦斯礦井，礦井通風方式為混合式，通風方法為抽出式。有五個進風井，分別為主斜井、皮帶斜井、副斜井、辛安南副井、辛安風井，兩個回風井，辛安南風井和黃沙風井。其中辛安南風井安裝有兩臺GAF-30-20-1型風機，其中一臺使用一臺備用，電機功率1400kW，風機角度-9度；黃沙斜風井安裝有兩臺FBCDZ№20型風機，其中一臺使用一臺備用，電機功率2*185kW。

目前黃沙斜風井回風量為3801m3/min，通風阻力為1450Pa，等積孔1.90㎡，該風機主要負擔+32m水平、-100m水平獨立通風硐室的通風風量；辛安南風井回風量10440m3/min，通風阻力2880Pa，等積孔3.78m2，該風機主要負擔-280m水平、-500m水平獨立通風硐室及礦井所有生產(chǎn)地區(qū)的通風風量；目前全礦井綜合等積孔5.51m2，礦井有效風量率為91.94%。

11216采區(qū)通風現(xiàn)狀。辛安礦11216采區(qū)為兩翼開采，布置有三條下山巷道。分別為：11216采區(qū)運煤下山、11216采區(qū)通風下山、11216采區(qū)軌道下山；目前，南翼布置有112161回采工作面、112165運煤巷通路掘進工作面、112164配巷掘進工作面；北翼布置有112163運料石門掘進工作面、-500大巷煤柱里塊切眼掘進工作面，該系統(tǒng)存在以下弊端：

①112161工作面，風排瓦斯量為3.36m3/min，瓦斯抽采量3.1m3/min，瓦斯絕對涌出量為6.46m3/min。工作面回采期間瓦斯涌出量大需風量大。

②112165運煤巷掘進期間瓦斯涌出量較大，巷道掘進期間需兩組FBDNO6.3/2*30kW局部風機供風，需風量較大。

③ 112163運料巷也將進行掘進，布置采煤工作面，生產(chǎn)集中，通風困難。

④ -500m大巷煤柱里塊運煤巷也需一定的風量，滿足生產(chǎn)的需求。

目前11216采區(qū)回風量為4553m3/min，生產(chǎn)地區(qū)集中，通風困難，增加風量急需解決[1]。

2通風系統(tǒng)優(yōu)化改造方案

2.1 -500通風系統(tǒng)優(yōu)化改造方案簡介

在-500水平煤巷中新掘一條820m通風系統(tǒng)，為11216采區(qū)回風服務，掘成后與-500南翼回風配合作為11216采區(qū)雙巷回風使用，緩解11216采區(qū)的供風壓力，減小辛安南風井的通風阻力。

2.2 效果檢驗

該方案掘進煤巷820m，每掘一米巷道費用3000元，共計費用：820×3000=246萬元。有效提高了辛安南風井風機的有效風量率，增設一條采區(qū)回風巷，提高了礦井通風系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。該方案在煤巷中掘進，掘進速度快，掘進過程中也有效回收煤炭1.5941萬噸，巷道貫通后投入使用后也可解放45萬噸煤，經(jīng)濟效益共計：45+1.5941=46.5941萬噸×750元=3.495億元。根據(jù)礦區(qū)實際決定采取以上方案，對-500通風系統(tǒng)進行優(yōu)化改造。該方案不僅能夠有效解決原有11216采區(qū)通風系統(tǒng)的所有通風難題，同時也是安全效益與經(jīng)濟效益最優(yōu)方案[1]。

3 -500通風系統(tǒng)優(yōu)化改造前、后該地區(qū)通風系統(tǒng)

優(yōu)化改造前11216采區(qū)通風系統(tǒng)：辛安南副井→-500m進風下山→-500m軌道下山→-500m主下山→-400m大巷→-400m皮帶機道→11216采區(qū)運煤下山、11216采區(qū)軌道下山→11216采區(qū)各采掘工作面、車房、硐室→11216通風下山→-500m南翼總回→-500m通風下山→辛安南風井

優(yōu)化改造后11216采區(qū)通風系統(tǒng)：辛安南副井→-500m進風下山→-500m軌道下山→-500m主下山→-400m大巷→-400m皮帶機道→11216采區(qū)運煤下山、11216采區(qū)軌道下山→11216采區(qū)各采掘工作面、車房、硐室→11216通風下山→-500m南翼總回、-500通風系統(tǒng)改造→-500m通風下山→辛安南風井

3.1 通風系統(tǒng)優(yōu)化改造方案的實施

3.1.1 優(yōu)化改造步驟

①首先，在保持-500m通風系統(tǒng)不變的情況下，新掘一條820m長-500m通風系統(tǒng)改造與11216采區(qū)通風下山貫通。

②系統(tǒng)調(diào)整前，在11212聯(lián)絡巷建調(diào)節(jié)風門兩道、-500m三風眼外進風側建調(diào)節(jié)風門兩道、-500m南大巷正前建調(diào)節(jié)風門兩道，112121運煤通路建擋風墻一道、-500通風系統(tǒng)改造運料石門建調(diào)節(jié)風門墻兩道，巷道貫通前這些設施要全部建好。

③在系統(tǒng)調(diào)整當班，關閉以上新建調(diào)節(jié)風門，拆除-500三風眼處原三組風門，將11216采區(qū)通風下山的回風引入-500通風系統(tǒng)改造巷內(nèi)，與-500m南翼總回作為11216采區(qū)的雙巷回風使用。通過調(diào)節(jié)各處調(diào)節(jié)設施，使各處風量滿足風速要求，直至達到風量要求、瓦斯不超限。

④安排測風員對-500m水平各巷道進行測風，直至各通風巷道無微風現(xiàn)象后，-500m水平通風系統(tǒng)優(yōu)化改造結束。

該優(yōu)化改造方案共需新建通風設施9道，將-500m通風系統(tǒng)改造巷調(diào)整為11216采區(qū)回風巷道使用，由原只有-500m南翼總回一條巷道擔負11216采區(qū)的回風狀態(tài)更改為由-500m南翼總回與-500m通風系統(tǒng)改造雙巷回風，有效降低辛安南風井通風阻力，增加該風井的回風量。

3.1.2 -500m通風系統(tǒng)改造巷道斷面驗算

目前-500m通風下山巷道實際規(guī)格為4.5m×3.2m（寬×高），巷道凈斷面12.22m2，滿足巷道風速要求。

巷道實際風速計算

3.1.3 安全技術要求

①在系統(tǒng)改造完成后，每班由通風區(qū)安排專人對各處通風設施進行檢查，發(fā)現(xiàn)通風設施異常應立即安排專人進行維護，確保-500m水平通風系統(tǒng)的穩(wěn)定。

②安排各地區(qū)瓦斯檢查工加強對本地區(qū)通風瓦斯情況進行普查，發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)無風、微風，或者瓦斯出現(xiàn)異常時，必須立即匯報通風區(qū)值班室，由通風區(qū)安排專人進行處理。

③在-500m通風系統(tǒng)改造測風站處安設甲烷傳感器1臺，風速傳感器1臺，同時嚴格按《煤礦安全規(guī)程》要求每15天對甲烷傳感器進行調(diào)校與閉鎖實驗，確保安全監(jiān)控系統(tǒng)的正常運行。

3.2 預計改造后通風系統(tǒng)風量分析

預計優(yōu)化改造后11216采區(qū)通風系統(tǒng)：辛安南副井→-500m進風下山→-500m軌道下山→-500m主下山→-400大巷→-400m皮帶機道→11216采區(qū)運煤下山、11216采區(qū)軌道下山→11216采區(qū)各采掘工作面、車房、硐室：112161工作面、112164配巷、112165運煤巷通路、112163運料石門、-500大巷煤柱里塊切眼、11216采區(qū)泵房、11216采區(qū)軌道車房→11216通風下山→-500通風系統(tǒng)改造、-500m南翼總回→-500m通風下山→辛安南風井。

4 改造后的優(yōu)勢

通過通風改造后，進一步優(yōu)化了辛安南風井風量分配，礦井通風系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠，各采掘頭面風量配備更合理。同時11216采區(qū)增加一條回風巷，消除了安全隱患，應急避險功能進一步完善。解放呆滯煤量46.5941萬噸。巖巷掘進改為煤巷掘進，提高了速度，降低了成本，回收了呆滯煤。有效降低礦井通風阻力，增加風量。礦井主要通風機運行工況更加合理，經(jīng)濟效益顯著。