張新過，張 斌，王澤華，郝天軒,3

（1.河南能源集團有限公司永煤集團股份有限公司新橋煤礦，河南 永城 476600；2.河南理工大學(xué)安全科學(xué)與工程學(xué)院，河南 焦作 454000；3.煤炭安全生產(chǎn)與清潔高效利用省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心，河南 焦作 454000）

0 引言

礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行是煤礦正常作業(yè)生產(chǎn)的基石，但是隨著采煤作業(yè)的機械化程度越來越高，礦井的開采水平不斷延伸，礦井通風(fēng)系統(tǒng)逐漸由單風(fēng)井系統(tǒng)向多風(fēng)井系統(tǒng)發(fā)展，使得礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)越來越復(fù)雜。李茂等[1]為解決礦井中風(fēng)量不足、阻力大的問題，利用Ventsim 軟件對礦井進行模擬解算，提出了礦井通風(fēng)優(yōu)化改造方案；喬偉勝等[2]根據(jù)通風(fēng)阻力測定數(shù)據(jù)分析礦井的通風(fēng)阻力分布情況，運用層次分析法對礦井通風(fēng)系統(tǒng)整體可靠性進行了分析評價；鄒龍[3]為提高通風(fēng)系統(tǒng)的可靠性，采用基點法進行通風(fēng)阻力測定，運用iVent 軟件對三種通風(fēng)方案進行了仿真模擬并確定了最終優(yōu)化方案；姚清振等[4]為提高礦井通風(fēng)系統(tǒng)的經(jīng)濟性，根據(jù)通風(fēng)阻力測定數(shù)據(jù)對礦井進行仿真解算，使通風(fēng)系統(tǒng)阻力降低了四分之一；劉海金[5]針對礦井通風(fēng)困難時期，通風(fēng)阻力增加的問題，對通風(fēng)系統(tǒng)進行優(yōu)化改良，提出了優(yōu)化改良礦井通風(fēng)系統(tǒng)的措施；劉昆輪等[6]以分區(qū)礦井通風(fēng)系統(tǒng)為研究對象，利用通風(fēng)阻力測定與通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算對分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性進行研究，提出了提高分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施；王中舉等[7]為提高風(fēng)量利用率、降低礦井通風(fēng)阻力，采用3DSimOpt2.0 軟件進行仿真解算，提出了實現(xiàn)礦井主扇的最優(yōu)運轉(zhuǎn)方案；馮彬等[8]采用傾斜壓差計與氣壓計相結(jié)合的方法對煤礦各采區(qū)進行阻力測定，并開發(fā)相應(yīng)軟件對煤礦的進、用、回三區(qū)段進行了通風(fēng)阻力與能耗分析，提出了降阻減耗措施；程伯明等[9]為解決深井礦山井下作業(yè)區(qū)域風(fēng)量分配不均衡、輔扇調(diào)控和管理難度大的問題，對各通風(fēng)單元存在的問題進行了對比分析，最終降低了井下輔扇總臺數(shù)和能耗；郝殿等[10]針對九里山礦南風(fēng)井系統(tǒng)通風(fēng)阻力大、采區(qū)部分用風(fēng)地點風(fēng)量緊張的問題，對礦井通風(fēng)系統(tǒng)進行阻力測定，并根據(jù)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算提出了三種通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造方案，大大降低了南風(fēng)井系統(tǒng)的通風(fēng)阻力。通過分析以上文獻可以看出國內(nèi)許多專家學(xué)者對通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化進行了大量研究，根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前狀態(tài)及后期通風(fēng)系統(tǒng)中存在的問題提出優(yōu)化改造方案，提前謀劃與布局合理的通風(fēng)系統(tǒng)對通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運行具有極為重要的意義。

根據(jù)新橋煤礦通風(fēng)阻力測定數(shù)據(jù)與通風(fēng)系統(tǒng)狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前系統(tǒng)存在高阻力段、回風(fēng)系統(tǒng)占總阻力值大、阻力分布不合理及多風(fēng)機聯(lián)合運轉(zhuǎn)系統(tǒng)間相互影響的問題；遠期系統(tǒng)中央風(fēng)井系統(tǒng)服務(wù)區(qū)域逐漸萎縮，需風(fēng)量逐步減小，面臨僅保留南風(fēng)井系統(tǒng)單風(fēng)機運行是否可行的問題，南風(fēng)井服務(wù)區(qū)域向深部延深，通風(fēng)路線逐步延長，阻力會進一步增大，遠期風(fēng)量是否充足、風(fēng)機能力是否夠用、系統(tǒng)阻力是否超標等問題成為限制礦井安全生產(chǎn)亟需解決的問題，因此，需要對新橋煤礦通風(fēng)系統(tǒng)進行優(yōu)化。

1 礦井通風(fēng)概況

新橋煤礦通風(fēng)方式為混合式，通風(fēng)方法為機械抽出式，主井主通風(fēng)機型號為FBCDZ-10-№29，通風(fēng)機額定功率為2×355 kW，葉片安裝角為43°/22°，主要擔(dān)負區(qū)域有南三采區(qū)、南五采區(qū)。南回風(fēng)井主通風(fēng)機型號為FBCDZ-10-№30，通風(fēng)機額定功率為2×355 kW，葉片安裝角為-3°/-3°，主要擔(dān)負區(qū)域有南九采區(qū)、南十一采區(qū)。礦井綜采工作面、掘進工作面的需風(fēng)量與實測風(fēng)量見表1。

表1 綜采工作面、掘進工作面需風(fēng)量與實測風(fēng)量Table 1 Required air volume and measured air volume of fully mechanized mining and excavation faces單位：m3/s

2 通風(fēng)阻力測定與通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算

2.1 通風(fēng)阻力測定

為充分了解礦井通風(fēng)系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)，采用基點法對全礦進行通風(fēng)阻力測定，中央風(fēng)井系統(tǒng)與南風(fēng)井系統(tǒng)均為一條主測路線、兩條輔測路線。

2.1.1 阻力測定結(jié)果與分析

表2 展示了礦井通風(fēng)阻力三段分布情況。由表2 可知，中央風(fēng)井系統(tǒng)和南風(fēng)井系統(tǒng)三段阻力的比例分別約為19∶17∶64 和28∶13∶59，其中回風(fēng)段阻力消耗最大，占總阻力的60%左右，主要是因為礦井回風(fēng)流設(shè)計通過膠帶運輸巷道，而巷道中裝備有膠帶，往往導(dǎo)致該類巷道的摩擦阻力系數(shù)偏大，進而導(dǎo)致阻力消耗偏高，也是相同的原因使回風(fēng)段的百米阻力值同樣偏大。而南風(fēng)井系統(tǒng)回風(fēng)段的百米阻力值大于中央風(fēng)井系統(tǒng)回風(fēng)段的百米阻力值，主要是南風(fēng)井系統(tǒng)回風(fēng)量更大所致。

表2 礦井通風(fēng)阻力三段分布Table 2 Distribution of three sections of mine ventilation resistance

圖1 和圖2 展示了中央風(fēng)井系統(tǒng)和南風(fēng)井系統(tǒng)通風(fēng)阻力沿程分布情況。由圖1 和圖2 可知，在進風(fēng)段、用風(fēng)段和回風(fēng)段各段之內(nèi)，除了回風(fēng)井筒部分，其他段阻力的增加基本呈線性關(guān)系，曲線比較平緩，沒有明顯的阻力陡增路段，阻力的分布比較均勻?；仫L(fēng)井筒部分曲線陡增，尤其是中央風(fēng)井系統(tǒng)的回風(fēng)井筒阻力消耗超過800 Pa，主要是由于主井兼做回風(fēng)井，主井?dāng)嗝嬗邢?，且其?nèi)設(shè)置有梯子間及提升系統(tǒng)，導(dǎo)致阻力消耗異常。

圖1 中央風(fēng)井系統(tǒng)通風(fēng)阻力沿程分布Fig.1 Distribution of ventilation resistance along the central air shaft system

圖2 南風(fēng)井系統(tǒng)通風(fēng)阻力沿程分布Fig.2 Distribution of ventilation resistance along the southern air shaft system

式中：hRT為實測礦井的通風(fēng)阻力，Pa；為實測巷道AB 段的通風(fēng)阻力，Pa。

主測路線實測阻力的相對誤差計算見式（2）。

礦井為抽出式通風(fēng)，根據(jù)礦井通風(fēng)阻力與風(fēng)機裝置壓力關(guān)系，由風(fēng)機房水柱計讀數(shù)推算的礦井風(fēng)阻hRj計算見式（3）。

式中：HS風(fēng)機裝置靜壓，Pa；HN為礦井自然風(fēng)壓，Pa；hS為風(fēng)機房靜壓儀讀數(shù)，Pa；hv風(fēng)硐中傳壓管處斷面上的速壓，Pa。

閉合路線的測定誤差計算見式（4）。

2.1.2 阻力測定精度分析

主測路線實測礦井通風(fēng)總阻力計算見式（1）。

式中：m、n為巷道數(shù)；j、k為巷道號，j=1,2,…,m，k=1,2,…,n。

根據(jù)式（2）和式（4）計算可知，中央風(fēng)井系統(tǒng)主測路線I 誤差計算結(jié)果為0.3%；主測路線I 與輔測路線I 從9 號測點分流，至22 號測點匯合，閉合測試誤差計算結(jié)果為3.3%；主測路線I 與輔測路線II 從2 號測點分流，至27 號測點匯合，可進行閉合測試誤差計算，結(jié)果為1.0%。對南風(fēng)井系統(tǒng)主測路線II 進行誤差計算，結(jié)果為1.4%；主測路線II 與輔測路線III從44 號測點分流，至58 號測點匯合，可進行閉合測試誤差計算，結(jié)果為4.6%；主測路線II 與輔測路線IV 從41 號測點分流，至62 號測點匯合，可進行閉合測試誤差計算，結(jié)果為0.7%。

從誤差分析中可以看出，兩個風(fēng)井系統(tǒng)主測路線上的阻力測定相對誤差分別為0.3%和1.4%，而且四條輔測路線閉合測試誤差分別為3.3%、1.0%、4.6%和0.7%，均小于5%，測定結(jié)果可滿足礦井通風(fēng)阻力測定和通風(fēng)系統(tǒng)分析的精度要求

2.1.3 風(fēng)機間的互相影響分析

在分區(qū)式通風(fēng)系統(tǒng)中，主要通風(fēng)機聯(lián)合運轉(zhuǎn)過程中，某臺風(fēng)機發(fā)生變化，另一臺風(fēng)機會受到不同程度影響，產(chǎn)生風(fēng)機相互干擾的問題[11]。公共風(fēng)路的風(fēng)阻和風(fēng)機風(fēng)量與公共風(fēng)路上風(fēng)量比值的大小決定了并聯(lián)運轉(zhuǎn)時對每臺風(fēng)機效率影響的大小，所以應(yīng)保證公共風(fēng)路的風(fēng)阻盡可能小，公共風(fēng)道風(fēng)阻不能超過總風(fēng)阻值的35%[12-13]。

根據(jù)阻力測定結(jié)果，中央風(fēng)井系統(tǒng)的風(fēng)量和通風(fēng)阻力匹配不甚合理，通風(fēng)阻力偏高，從進風(fēng)井口至2502 綜采面下順槽回風(fēng)口為中央風(fēng)井系統(tǒng)和南風(fēng)井系統(tǒng)的公共進風(fēng)段，該段阻力消耗為940 Pa，中央風(fēng)井主要通風(fēng)機負壓2 600 Pa，南風(fēng)井主要通風(fēng)機負壓2 100 Pa，公共段的阻力消耗達到中央風(fēng)井主要通風(fēng)機風(fēng)壓的36%，達到南風(fēng)井主要通風(fēng)機風(fēng)壓的45%，均大于30%，說明兩個系統(tǒng)間的調(diào)整具有明顯的相互影響。

2.2 通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算

2.2.1 Scott-hensley 法進行風(fēng)網(wǎng)解算

常用的回路風(fēng)量法求解方法有牛頓法和Scotthensley 算法[14-15]。以獨立的閉合回路為計算單元，在每個獨立的閉合回路中選取近似風(fēng)量并列出風(fēng)壓平衡方程，再用泰勒級數(shù)展開求解風(fēng)量的校正值。Scott-hensley 算法數(shù)學(xué)模型見式（5）。

式中：ΔQi為各獨立回路風(fēng)量校正值；aij為獨立回路風(fēng)向系數(shù)；Rj、Qj為第j風(fēng)路風(fēng)阻和風(fēng)量；Hnj為第i獨立回路內(nèi)第j風(fēng)路的自然風(fēng)壓；dHfj為第i獨立回路內(nèi)第j風(fēng)路的風(fēng)機的風(fēng)壓；為安裝在該獨立回路第j風(fēng)路上的風(fēng)機特性曲線在風(fēng)量Qj點的斜率。

精度指標表達式見式（6）。

式中，ε為設(shè)定的精度條件。利用上述 ΔQi對回路中各分支風(fēng)量進行迭代修正，如此反復(fù)進行，直至所有回路的修正風(fēng)量都達到指定精度。

2.2.2 通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算精度評價

為對礦井的通風(fēng)系統(tǒng)進行優(yōu)化，對礦井通風(fēng)阻力、風(fēng)量等參數(shù)進行測定，并計算出各巷道的摩擦阻力，以通風(fēng)阻力測定的各項數(shù)據(jù)為依據(jù)，建立網(wǎng)絡(luò)解算模型，進行網(wǎng)絡(luò)解算。主風(fēng)井外部漏風(fēng)率8.7%，南風(fēng)井外部漏風(fēng)率2.6%，回采工作面自然分風(fēng)，掘進面、硐室根據(jù)實測按需分風(fēng)，解算結(jié)果及精度見表3 和表4。

表3 網(wǎng)絡(luò)解算風(fēng)機工況精度評價表Table 3 Evaluation of the accuracy of the network caculation fan working conditions

表4 網(wǎng)絡(luò)解算主要進回風(fēng)井及采煤面風(fēng)量精度評價表Table 4 Evaluation of the accuracy of the network caculation the main inlet and return shafts and coal mining face air volume

由網(wǎng)絡(luò)解算以及表3 和表4 可知，各主要通風(fēng)機解算風(fēng)量和風(fēng)壓精度超過95%，井下各回采面、主要進回風(fēng)井網(wǎng)絡(luò)解算風(fēng)量的精度均超過95%，說明通風(fēng)阻力測定獲得的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中各分支的風(fēng)阻值是可靠的，網(wǎng)絡(luò)解算模型可滿足網(wǎng)絡(luò)分析和后續(xù)優(yōu)化研究的要求。

3 增大南回風(fēng)井系統(tǒng)對南翼采區(qū)的通風(fēng)能力

中央風(fēng)井通風(fēng)系統(tǒng)隨著服務(wù)區(qū)域逐漸萎縮，需風(fēng)量逐步減小，2502 工作面由生產(chǎn)工作面轉(zhuǎn)為回撤工作面，需風(fēng)量由32.18 m3/s 降低為10.8 m3/s。為了降低南回風(fēng)井分擔(dān)主井系統(tǒng)的風(fēng)量，需要調(diào)整南翼第七聯(lián)巷的通風(fēng)設(shè)施，減少通過南翼膠帶運輸巷的回風(fēng)量，以增大南回風(fēng)井系統(tǒng)對南翼采區(qū)的通風(fēng)能力。

以當(dāng)前通風(fēng)阻力測定的各項數(shù)據(jù)為依據(jù)，在南翼煤倉上口通風(fēng)行人巷設(shè)置調(diào)節(jié)設(shè)施，控制從-550 m 南翼膠帶運輸大巷向-375 m 南翼膠帶運輸斜巷的回風(fēng)量，通過調(diào)節(jié)設(shè)施，使-375 m 南翼膠帶運輸斜巷的回風(fēng)量控制在13.33 m3/s。調(diào)整位置如圖3 所示。根據(jù)上述變化，建立網(wǎng)絡(luò)解算模型，解網(wǎng)風(fēng)機風(fēng)壓風(fēng)量與工作面風(fēng)量見表5。

圖3 調(diào)節(jié)設(shè)施位置示意圖Fig.3 Location of adjusting facilities

表5 調(diào)整后風(fēng)機工況及采煤面風(fēng)量表Table 5 Working conditions of adjusted fan and air volume of coal mining surface

通過調(diào)節(jié)設(shè)施，使-375 m 南翼膠帶運輸斜巷的回風(fēng)量控制在13.33 m3/min 后，其余各工作面可以滿足用風(fēng)需求；在控風(fēng)后，系統(tǒng)阻力增大，使得主井風(fēng)機風(fēng)壓增大約287 Pa，南回風(fēng)井風(fēng)機風(fēng)壓增大約385 Pa；其中主井風(fēng)機風(fēng)壓達到2 887 Pa，可能會存在主井風(fēng)機擔(dān)負系統(tǒng)通風(fēng)阻力過大的情況。

4 通風(fēng)困難時期的通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造方案

根據(jù)新橋煤礦提供的2023—2025 年生產(chǎn)接替，2024 年南回風(fēng)井系統(tǒng)需擔(dān)負約166.67 m3/s 的采區(qū)部分風(fēng)量，加上部分大巷的硐室風(fēng)量，礦井將在2024 年面臨通風(fēng)困境。

4.1 保持當(dāng)前規(guī)劃系統(tǒng)的解網(wǎng)分析

以通風(fēng)阻力測定的各項數(shù)據(jù)為依據(jù)，根據(jù)2024年的生產(chǎn)部署進行調(diào)整。此時南三采區(qū)主要為2306工作面安裝，南九采區(qū)主要為2901 軌道順槽和2901皮帶順槽掘進，南十一采區(qū)21103 和21106 兩個采面同采，同時21108 軌道順槽和21108 皮帶順槽掘進。此時南回風(fēng)井系統(tǒng)的風(fēng)量集中，故通風(fēng)阻力較大，需增大風(fēng)機能力，將風(fēng)機葉片角度上調(diào)至+3°/+3°，參考新橋煤礦南風(fēng)井主通風(fēng)機性能測定報告可知其曲線參數(shù)，見表6。根據(jù)上述變化，建模解網(wǎng)。解網(wǎng)風(fēng)機風(fēng)壓風(fēng)量與工作面風(fēng)量見表7。

表6 南回風(fēng)井主要通風(fēng)機性能參數(shù)（FBCDZ-10-№30，+3°/+3°）Table 6 Performance parameters of the main ventilation fan in the south return shaft（FBCDZ-10-№30,+3°/+3°）

表7 調(diào)整后風(fēng)機工況及主要采煤面風(fēng)量Table 7 Working condition of adjusted fan and air volume of main coal mining face

由解算結(jié)果及表7 可知，針對2024 年的生產(chǎn)部署，在保證各硐室和掘進總體用風(fēng)的條件下，由于主井系統(tǒng)需風(fēng)量大減，在不降低風(fēng)機運行角度的情況下，主要通風(fēng)機余量較大，可調(diào)整大巷硐室用風(fēng)，以分擔(dān)南翼部分風(fēng)量，減輕南翼通風(fēng)壓力；南回風(fēng)井系統(tǒng)21103 采面和21106 采面的供風(fēng)量嚴重不足，主要原因是此時礦井南翼風(fēng)量較為集中所致。兩個采面的風(fēng)量缺口分別為15.3 m3/s、14.0 m3/s。

4.2 方案一調(diào)整主井系統(tǒng)服務(wù)區(qū)域分擔(dān)南翼通風(fēng)任務(wù)的解網(wǎng)分析

為使主風(fēng)井系統(tǒng)充分擔(dān)負大巷硐室的用風(fēng)，減輕南翼通風(fēng)壓力，在74 號測點靠近南回風(fēng)井底一側(cè)進行嚴格控風(fēng)，使南翼爆炸材料庫的回風(fēng)口成為分風(fēng)點。適當(dāng)增大爆炸材料庫的回風(fēng)量，使其向南翼回風(fēng)量僅保持最低風(fēng)速要求，另一部分風(fēng)量流向主井，如圖4 所示，根據(jù)上述變化建模解網(wǎng)。

圖4 控風(fēng)位置示意圖Fig.4 Schematic diagram of air control position

由解網(wǎng)數(shù)據(jù)及表8 可知，主井系統(tǒng)由于相對于上一方案風(fēng)量分散，故主要通風(fēng)機風(fēng)量增加，負壓降低，其主要通風(fēng)機的風(fēng)量增加約15.7 m3/s，負壓降低291 Pa。通過采面的風(fēng)量可知，該區(qū)域風(fēng)量仍然較為充足。采面風(fēng)量降低18.6 m3/s，比上一方案多分擔(dān)南翼大巷上的硐室風(fēng)量33.3 m3/s，南翼爆炸材料庫的回風(fēng)量增大了8.2 m3/s，有效分擔(dān)風(fēng)量約25.1 m3/s；南回風(fēng)井系統(tǒng)由于相對于上一方案風(fēng)量更為集中于南翼采區(qū)，故主要通風(fēng)機整體風(fēng)量減少，負壓升高，其主要通風(fēng)機的風(fēng)量減少約12.7 m3/s，負壓增加532 Pa。21103 采面與21106 采面的風(fēng)量仍然不足，風(fēng)量缺口分別為9.8 m3/s 與9.5 m3/s。

表8 主井分擔(dān)南翼通風(fēng)前后風(fēng)機工況及采煤面風(fēng)量Table 8 Working conditions of the fans and the air volume of the coal mining face before and after main shaft shares the ventilation of the south wing

4.3 方案二調(diào)整生產(chǎn)布局避免風(fēng)量過于集中

通過上一方案解網(wǎng)可知，主井系統(tǒng)風(fēng)量仍然充足，而南回風(fēng)井系統(tǒng)風(fēng)量過于集中導(dǎo)致能力不足，此時調(diào)整為南北兩翼均衡布置采面，提前開拓北二煤柱配采，21103 采面視為備用工作面，需風(fēng)量減半，即配20 m3/s 風(fēng)量即可，從而減少南翼需風(fēng)量。在上一方案的基礎(chǔ)上，根據(jù)上述變化建模解網(wǎng)。

由解網(wǎng)結(jié)果及表9 可知，主井系統(tǒng)中相對于上一方案風(fēng)量更為分散，其南北兩翼均衡通風(fēng)，故主要通風(fēng)機風(fēng)量增加，負壓降低，各用風(fēng)地點風(fēng)量仍然較為充足；南回風(fēng)井系統(tǒng)中21103 采面為備用工作面，從而減少南翼需風(fēng)量，采面風(fēng)量基本能夠滿足要求。

表9 南北兩翼布置采面前后風(fēng)機工況及采煤面風(fēng)量Table 9 Working conditions of the fans and air volume of the coal mining face before and after the coal mining face arranged on the north and south wings

4.4 方案三新形成南翼回風(fēng)巷并聯(lián)降阻的優(yōu)化方案解網(wǎng)分析

為了降低南翼風(fēng)井系統(tǒng)的通風(fēng)阻力，需將南翼回風(fēng)斜巷與南翼膠帶東大巷掘通，形成雙巷回風(fēng)。即南翼回風(fēng)斜巷與南翼膠帶東大巷貫通（59 號測點～62 號測點，圖5），且新開拓南翼東輔助回風(fēng)巷（137 號測點～59 號測點，圖6）。根據(jù)上述變化建模解網(wǎng)。

圖5 并聯(lián)回風(fēng)巷（59 號測點～62 號測點段）Fig.5 Parallel return air alley（59-62 measurement point section）

由表10 可知，南翼回風(fēng)斜巷與南翼膠帶東大巷貫通，且新開拓南翼東輔助回風(fēng)巷，形成并聯(lián)雙回風(fēng)后，主井系統(tǒng)由于風(fēng)機能力余量較大，可把風(fēng)機能力降低，在滿足風(fēng)量要求的情況下，可使風(fēng)機負壓降至2 500 Pa 以下；南回風(fēng)井系統(tǒng)各采面風(fēng)量基本滿足需求，南翼通風(fēng)阻力顯著降低，減少773 Pa，阻力未超過2 500 Pa。

表10 并聯(lián)降阻前后風(fēng)機工況及采煤面風(fēng)量Table 10 Fan working conditions and air volume of coal mining face before and after parallel resistance reduction

5 結(jié)論

1）中央風(fēng)井系統(tǒng)和南風(fēng)井系統(tǒng)均為回風(fēng)段阻力消耗最大，主要是因為礦井回風(fēng)流中設(shè)有膠帶運輸。公共段回風(fēng)段的阻力消耗均大于30%，兩系統(tǒng)間調(diào)整會明顯的相互影響。

2）為增大南回風(fēng)井系統(tǒng)對南翼采區(qū)的通風(fēng)能力，南翼煤倉上口通風(fēng)行人巷設(shè)置調(diào)節(jié)設(shè)施使風(fēng)量控制在13.33 m3/s，此時可滿足南翼各用風(fēng)點用風(fēng)需求。

3）在2024 年通風(fēng)困難時期，從短期的經(jīng)濟角度看，方案二調(diào)整生產(chǎn)布局避免風(fēng)量過于集中，提前開拓北二煤柱面，將21103 工作面作為備采面為最優(yōu)方案，但南回風(fēng)井系統(tǒng)仍存在通風(fēng)阻力過大的問題，其通風(fēng)阻力為3 232 Pa。

4）從長遠來看，隨著南翼開采向東延伸，通風(fēng)阻力會越來越大，方案三新形成南翼回風(fēng)巷并聯(lián)降阻的方案可以徹底解決南翼風(fēng)量不足與通風(fēng)阻力過高的問題。從徹底解決問題和經(jīng)濟角度考慮，方案三為最佳方案。