王行 杜厚霖 盧晗

摘 要：本文以蔣莊煤礦的礦井通風系統(tǒng)為研究對象，通過對蔣莊煤礦礦井通風系統(tǒng)風量進行計算，準確的驗算了兩條測風線路的通風阻力，并對蔣莊煤礦礦井的通風系統(tǒng)進行了優(yōu)化設計，保障作業(yè)人員的安全，為類型礦井提供理論與數(shù)據(jù)支持。

關鍵詞：通風系統(tǒng);用風量;優(yōu)化

0 引言

基于蔣莊煤礦礦井用風量大，風量調節(jié)系統(tǒng)較差，且部分巷道風量集中;本文通過對蔣莊礦井通風系統(tǒng)進行優(yōu)化，能夠合理分配通風風量，降低巷道內的通風阻力，工作面生產(chǎn)期間產(chǎn)生的瓦斯和一氧化碳等有害氣體能隨風流排除[1]，同時，優(yōu)化礦井通風網(wǎng)絡，對礦井節(jié)能降耗和抗災能力也具有十分重要的作用，是礦井安全生產(chǎn)的保障系統(tǒng)。

1 通風系統(tǒng)概述

蔣莊煤礦通風方式為混合式，通風方法為抽出式，進風井為副井，回風井由中央風井和南風井回風。

蔣莊煤礦用風量大，風量集中，有毒有害氣體較多，需要對整個礦井的通風系統(tǒng)進行優(yōu)化，通過對蔣莊煤礦通風系統(tǒng)進行優(yōu)化研究，不僅是對蔣莊煤礦可持續(xù)發(fā)展的保障，且產(chǎn)生的經(jīng)濟、社會效益是巨大的，對產(chǎn)業(yè)化方向分析也具有十分重要的意義。

2 礦井通風阻力測定與分析

2.1 通風阻力的測定

基于對測定的要求和結果，本次測定過程首先需要進行選擇不同的通風線路，通風線路應盡量長，可有效減小誤差;其次可先在通風系統(tǒng)圖紙上標出測定位置及個數(shù);最后采用精密氣壓計逐點測定法[2-3]，進行測定各條線路的通風阻力大小，其中主要使用的設備如表1所示。

兩條主測線路為：主測線路1：副井→井底車場→南大巷→南大巷延伸→3上903進風斜巷→3上905材料巷→3上907進風通道→3上907材料巷（3上907中間巷）→3上907里材→工作面→3上907里運→3上907運輸巷→3上907運輸通道→南總回風巷→南風井→地面;主測線路2：地面→副井→-320m井底車場→-320m北大巷→北六采區(qū)軌道石門→3上601材料巷→3上601里工作面→3上601里運→3上601運輸巷→北六采區(qū)回風巷→北六采區(qū)回風上山→中央風井北總回風巷→中央風井→地面。

蔣莊煤礦主測線路通風系統(tǒng)的通風阻力測定檢驗結果如表2所示。

由上表可知，主測路線1和主測路線2的通風阻力分別為2235.06 Pa和2132.13 Pa，測定誤差均小于5%，測定結果滿足礦井通風阻力測定和通風系統(tǒng)分析的精度要求。

由表中可以看出，主測線路1和主測線路2的理論通風阻力分別為2318.62Pa和2218.63Pa，這是由于在測定過程中受到礦井井下條件限制及人為因素等原因，導致測定存在一定的誤差;且主測線路1的通風阻力值大于主測線路2的通風阻力值，這是由于主測線路1經(jīng)過兩條材料巷，風量集中，且該工作面軌道順槽及回風順槽隅角處采空區(qū)封閉不實，存在一定的漏風現(xiàn)象，導致通風阻力值較大。

將各段風路分為進風段、用風段和回風段[4]。主測路線1、2的通風系統(tǒng)阻力分布如表3所示，

由上表可以看出：

（1） 主測線路1中進風段和回風段的通風阻力值較高，所占比重大，分別為35.6%和42.2%;而在主測線路2中，用風段的通風阻力值明顯大于進風段和回風段，占總阻力的比值達到44.7%，這是由于不同線路長度不同，經(jīng)過的巷道和區(qū)域不一樣，有些巷道內存在風量集中現(xiàn)象，極大的影響了通風阻力值。

（2） 巷道內不同形狀的斷面對通風阻力值也有較大的影響，盡量保持巷道斷面形狀為圓拱形或者矩形，有利于減小通風阻力值。

3 通風系統(tǒng)優(yōu)化

礦井907工作面回風段的風量集中、阻力大，為了降低該回風段的通風阻力，可通過分擔該回風段的風量來實現(xiàn)，故可將907中間巷布置為作為小型巷，分擔部分本段回風或施工補回風巷的方式減少回風段的風量，從而起到降阻的效果。

根據(jù)結合主風機特性曲線，本方案可進行解算，預計得出的風機工況點在高效區(qū)數(shù)據(jù)范圍，可滿足礦井正常的風量需求，方案實施后，預計907工作面約有340 m3/ min的回風進入907中間巷，907工作面回風段阻力預計將減小25.8 Pa。本方案涉及到的通風設施調整和設置較少，但也有可能出現(xiàn)漏風的情況。

4 結語

（1）主測線路1中進風段和回風段的通風阻力值較高，所占比重大;主測線路2中，用風段的通風阻力值明顯大于進風段和回風段，所占比重也明顯高于其它兩段，這是由于不同線路長度不同，經(jīng)過的巷道和區(qū)域不一樣，有些巷道內存在風量集中現(xiàn)象，極大的影響了通風阻力值。

（2）根據(jù)結合主風機特性曲線，本方案可進行解算，預計得出的風機工況點在高效區(qū)數(shù)據(jù)范圍，可滿足礦井正常的風量需求，方本方案涉及到的通風設施調整和設置較少，但也有可能出現(xiàn)漏風的情況。

參考文獻：

[1] 林曉飛， 曹慶貴， 劉業(yè)嬌. 礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化調節(jié)研究[J]. 安全與環(huán)境學報， 2006， 6（s1）：79-80.

[2] 韓杰. 礦井通風系統(tǒng)改造優(yōu)化與通風能力保障技術研究[D]. 青島： 山東科技大學， 2017.

[3] 程磊， 楊運良， 熊亞選. 礦井通風系統(tǒng)評價指標體系的研究[J]. 中國安全科學學報， 2005，33（10）：45-51.

作者簡介：

王行（1994-），男，山東棗莊人，主要從事礦山災害預測與防治工作。