通風系統改造方案可行性分析

南富春，劉安定

(山西昔陽運裕煤業有限責任公司，山西 晉中 045300)

1 礦井概況

山西昔陽運裕煤業有限責任公司(運裕煤礦)開采15#煤層，井田面積9.562 km2，礦井生產能力1.5 Mt/a，屬高瓦斯礦井，煤塵無爆炸危險性，煤層自燃等級為Ⅲ級，屬不易自燃煤層，地質構造屬簡單類型為東高西低的單斜構造，水文地質條件為中等類型，礦井分東、西兩個采區，采煤方法為綜采低位放頂煤采煤法，采用全部垮落法后退式管理頂板。

2 通風現狀

2.1 通風方式、方法

依據井田開拓部署，工業廣場內布置主斜井、副斜井、運人斜井3 個進風井筒;風井廣場布置1 個回風立井。利用主斜井、副斜井、運人斜井進風，回風立井為專用回風井，4 個井筒均作為礦井安全出口。礦井通風方式為中央分列式，通風方法為機械負壓抽出式。回采工作面采用一進兩回通風方式，掘進工作面采用壓入式通風。

2.2 主扇運行情況

目前，回風立井安裝2 臺AGF606 -2.82 -1.58 -2型軸流風機，礦井總進風量13 796 m3/min，總回風量13 984 m3/min，通風阻力2 550 Pa.

2.3 通風系統

按1.5 倍的通風富余系數在井巷通風斷面的基礎上，對現有井巷進風能力進行計算，礦井需風量為17 100 m3/min.

2.3.1 井筒通風系統

3 個進風井總進風能力為10 620 m3/min，回風立井的回風能力為12 370 m3/ min，現有進風井不能滿足通風的要求;回風立井在采取封閉梯子間的措施后，風速可達到15 m/s，回風井的最大回風能力為23 193 m3/min，可滿足通風要求。

2.3.2 大巷通風系統

南進風大巷最大進風能力為12 811 m3/min ＜17 100 m3/min，西區進風大巷最大進風能力為13 312 m3/min ＜17 100 m3/min，均不滿足進風能力要求。回風大巷的回風能力為17 280 m3/min ＞17 100 m3/min，回風大巷能力滿足要求。

通風系統示意圖見圖1.

3 通風系統改造方案

3.1 礦井通風系統改造方案

現有通風系統不能滿足礦井生產通風需求，存在的問題是入風能力不足，進風井井筒和進風大巷風速超限，需增加進風能力。

圖1 通風系統示意圖

增加風井進風能力，可考慮現進風井擴巷，新建井筒，利用原有舊井。若現有風井擴巷，影響礦井正常生產，故提出利用原有舊井改造為進風井、新建進風井井筒兩個方案進行比較。

方案一:新建北畝進風立井。

在井田南部北畝火車站西北方向約200 m 處新建一進風立井，位于井下西區南回風大巷以南50 m處，該井筒直徑7 m，垂深301 m.

北畝進風立井留設2 個馬頭門，分別在11#煤和15#煤附近。高抽巷進風石門和沿11#煤頂板布置的高抽運輸巷相連，滿足于高抽巷施工、生產期間的用風要求;15#煤進風石門和西區軌道大巷、西區膠帶大巷相連，滿足用風要求。由于新建進風立井設在西區的中部，主要用風地點在西區，南進風大巷最大進風能力為12 811 m3/min，大于該礦原有的3 個進風井筒的進風能力10 620 m3/min，南進風大巷進風能力滿足要求。

在滿足高抽巷用風量3 780 m3/min、消防材料庫用風量180 m3/min、爆炸材料庫用風量180 m3/min的前提下，西區進風大巷的進風量為12 960 m3/min，西區進風大巷最大進風能力為13 312 m3/min ＞12 960 m3/min，西區進風大巷進風能力滿足要求。

通風系統改造方案一示意圖見圖2.

方案二:利用已有封閉立井改造為進風立井、新掘進風大巷。

利用在井田中部有已封閉的立井作為專用進風井，該井筒直徑3.5 m，垂深196 m. 改造后進風立井可利用已有的石門擴巷后與東區軌道、回風大巷連接，也可新掘進風石門與南軌道、膠帶大巷連接。原石門巷道，年久失修，巷道冒落嚴重，已基本被封閉。為減少施工難度，保證安全生產，新掘進風石門與南軌道、南膠帶大巷連接。

圖2 通風系統改造方案一示意圖

礦井正常生產時需風量為17 100 m3/min，南進風大巷最大進風能力為12 811 m3/min，西區進風大巷最大進風能力為13 312 m3/min，均不滿足進風能力要求，需增加進風斷面14 m2左右。為了減少施工對礦井正常生產系統的影響，確定新掘一條進風大巷與新掘進的進風石門相連，滿足西區生產的通風要求。

通風系統改造方案二示意圖見圖3.

圖3 通風系統改造方案二示意圖

3.2 北畝進風立井與大巷連接方式

15#煤進風石門與西區軌道巷、膠帶大巷連接可沿煤層布置，又可沿巖層布置。選用沿巖層布置進風石門，主要原因:1)進風石門服務年限同礦井服務年限，沿巖層布置可減少巷道維護量。2)沿煤層布置需穿過已施工的西區南回風大巷，需施工風橋工程，影響西區正常生產。

4 方案比選

4.1 兩種方案的比較

1)方案一進風石門為331 m;方案二進風石門為511 m，另需新掘一條進風大巷2 967 m.方案一較方案二少3 147 m，少投資3 510 萬元。

方案一由于通風線路較方案二減少1 634 m，容易時期通風阻力較方案二小1 016 Pa，困難時期通風阻力較方案二小926 Pa.

2)方案一需新建進風井筒，租地12 900 m2，方案二充分利用現有風井井筒，租地8 513 m2，方案一較方案二多租地4 387 m2，按每年3 元/m2租金計算，多投資17 萬元(礦井服務年限13 年)。

4.2 技術經濟比較

經濟投入比較見表1.

表1 經濟投入比較表

5 結 語

通過對兩種方案的比較可以看出，方案一容易時期通風阻力較方案二小1 016 Pa，困難時期通風阻力較方案二小926 Pa，而且工程投資少3 482 萬元，方案一的技術、經濟比較結果優于方案二，因此，選擇方案一，在井田南部北畝火車站西北方向約200 m 處新建北畝進風立井增加礦井進風量。

［1］ 朱玉寬.鑫基煤礦井田開拓方案的可行性分析［J］.山西煤干院學報，2015(1):38 -39.

［2］ 郭俊杰.晉楊煤礦井田開拓方案的可行性分析［J］.山西煤干院學報，2015(1):40 -42.