關于對石槽村煤礦通風系統的優化研究

摘要：論文在針對《石槽村煤礦初步設計》中通風系統和通風現狀調查研究的基礎上，分析了影響礦井通風能力的主要因素，提出了優化方案并實施。經實際驗證，效果良好，提高了石槽村煤礦通風系統的可靠性，減小了礦井通風阻力。

關鍵詞：煤礦 通風系統 優化

1 礦井概況

石槽村煤礦位于寧夏回族自治區寧東煤田河東規劃區的鴛鴦湖礦區內，井田南北長約4.5Km，東西寬約7Km，勘查區面積約31.4Km2。自含煤地層的底界至十六煤層頂板，厚度26.72～60.71m，平均43.36m，厚度呈現由西南向北東有增厚趨勢。現主采2-2煤，煤層平均厚度3.6m。

礦井初步設計采用副立井、斜風井、主斜井和暗緩坡斜井綜合開拓方式，主斜井與斜風井中間有第一、第二、第三聯絡巷相連，主斜井、斜風井、暗緩坡斜井通過+900m水平輔運石門與副立井相連通，在礦井建設過程中在主斜井與暗緩坡斜井通過措施巷相連接。

主斜井承擔著全礦井的運煤任務；副立井和暗緩坡斜井承擔著全礦井的輔助運輸任務；斜風井為專用回風井筒。

2 初步設計中通風系統

初步設計當中采用主斜井下行風、暗緩坡斜井上段、中段采用下行風、暗緩坡斜風井下段采用上行風方式進行通風。主斜井風流經第一、第二、第三聯絡巷進入斜風井或通過主斜井與暗緩坡斜井措施巷進入暗緩坡斜井；暗緩坡斜井內風流經暗緩坡斜井下段東翼與11采區回風上山聯絡巷進入11采區回風上山與斜風井內(見優化前通風系統圖及通風網絡圖)。

存在問題：①暗緩坡斜井內上行風和下行風同時存在不利于風流的控制。②需在暗緩坡斜井下段內設置一處行車風門，會對行車安全造成重大影響；通風設施過多，維護量較大，系統穩定性較差，在調整通風系統時，牽一發而動全身，系統調控困難。③礦井通風網絡結構較為復雜。④礦井通風線路長，通風阻力大，將會造成巨大的電力資源的浪費。

石槽村煤礦有兩個進風井，1個回風井，在投產初期布置1個采煤工作面時，礦井負壓為1071Pa，總回風量為9600m3/min，礦井等積孔為5.74m2(以上數據參考《石槽村煤礦初步設計安全專篇》)。

根據對設計中通風系統存在的以上問題進行分析，決定必須對我礦通風系統進行優化。

3 通風系統優化方案

通過對我礦初步設計中通風系統進行研究，得出采用初步設計中通風系統后存在著礦井通風阻力較大，通風線路增長等諸多缺點，因此決定對我礦初步設計中通風系統進行優化，提出了以下優化方案并實施(見優化后通風系統圖及通風網絡圖)。在實施優化方案過程中，全礦井采用暗緩坡斜井上行通風方式進行通風。

3.1 在上述主斜井、斜風井、副立井、暗緩坡斜井及相應聯絡巷掘進完畢后，在暗緩坡斜井上段內設置一組自動風門。施工后首先將中央變電所、中央水泵房、井底水倉、+900m水平井底車場等依次掘進完畢。

3.2 其次將暗緩坡斜井下段東翼與11采區回風上山聯絡巷、11采區第三中車場及其相關聯絡巷等依次掘進完畢。

3.3 在上述兩處巷道進行掘進時采取一次串聯通風方式將11采區第二中車場、112201主輔運順槽、+1075m水平車場及其相關聯絡巷依次進行掘進。

優化后的通風阻力分布情況

石槽村煤礦現布置采煤工作面1個，礦井有兩個進風井，1個回風井。通風總阻力為450Pa，風機房主扇壓力為440Pa，總回風量為7634m3/min。

4 通風系統優化結果

通過對現有通風系統現狀及將來進行研究得出以下結果：

4.1 優化后礦井通風設施較少，維護量減少，通風系統更為簡單可靠。

4.2 暗緩坡斜井與11采區回風上山聯絡巷、11采區第三中車場及其聯絡巷已經掘進完畢，則在日后112203和112204主輔運順槽掘進、11采區運輸上山、回風上山和暗緩坡斜井下段東翼的掘進過程中風流不會進入暗緩坡斜井內，消除了由于此處掘進造成的串聯通風現象。

4.3 由于11采區第二中車場及其聯絡巷、+1075m水平車場及其聯絡巷已經掘進完畢，則在日后的112202工作面順槽掘進過程中風流不會進入暗緩坡斜井內，消除了由于此處掘進造成的串聯通風現象。

5 礦井通風系統優化后綜合效果評價

礦井通風系統的安全性有兩層含義：一是保證礦井的正常生產；二是能夠預防和控制災害事故的發生。具體講，礦井通風系統的安全性應滿足以下要求：

5.1 礦井風量供需比。礦井風量供需比β一般在1～1.2之間。礦井實際風量滿足要求，是保證井下用風地點有足夠風量的前提條件，也是改善勞動環境和安全生產的基礎。礦井7月份風量核定需風量為：7168m3/min，實際進風量為：7634m3/min，礦井風量供需比β=1.07，礦井風量供需比在合理的范圍之內。

5.2 礦井風壓。礦井風壓越高，礦井通風管理難度越大，漏風的幾率和漏風量也越大，從而導致煤炭自燃和瓦斯積聚的可能性也越大。礦井風壓大于自然風壓時，漏風由地表裂隙可能引入采空區及用風巷道；礦井風壓小于自然風壓時，用風巷道的風流由裂隙流向地面。將礦井風壓控制在一定范圍內對礦井防治自然發火有積極的作用。所以，風壓是反映礦井通風系統安全性的重要指標。目前礦井風壓為487Pa左右，相對有利于防治自然發火。

5.3 通風系統的經濟合理性。礦井通風系統的經濟合理性是在技術可靠性的基礎上，如何使礦井通風達到較好的經濟效益，提高通風經濟效益。礦井通風費用中主要通風機的電耗占有很大的比重，優化后主扇頻率降低，每年節約電費23萬。

通過以上安全技術指標評價，石槽村煤礦通風系統在優化后，達到了預期狀態，符合評價要求，提高了礦井抗災能力，企業效益穩步提高。