船窩煤礦三采區礦井通風方案的分析

馬元平

（山西曙光船窩煤業有限公司，山西 河津 043300）

1 三采區瓦斯濃度分析

船窩煤礦三采區3號井2號煤層，2014年絕對CH4涌出量為2.97m3/min，相對CH4涌出量為6.77m3/t；絕對CO2涌出量1.44m3/min，相對CO2涌出量3.28m3/t；三采區2號井開采3號煤層，2014年絕對CH4涌出量為4.60m3/min，相對CH4涌出量為8.28m3/t；絕對CO2涌出量3.29m3/min，相對CO2涌出量5.92m3/t；當礦井生產能力達到1.20Mt/a時，2號煤層相對CH4涌出量按8.28m3/t（取2號煤井、3號井鑒定結果的大值），相對CO2涌出量按9.61m3/t（取2號煤井、3號井鑒定結果的大值）計算，三采區2號煤層絕對CH4涌出量為20.91m3/min，絕對CO2涌出量24.27m3/min，屬低瓦斯礦井。

根據山西省煤炭工業局綜合測試中心測試2013年12月和2014年1月鉆孔煤芯煤樣化驗結果及2015年11月檢驗報告，2號煤層具有爆炸危險性，屬于容易自燃煤層。

2 通風方式和通風系統

船窩煤礦三采區的通風方式為中央分列式，風機工作方法為抽出式。采用主斜井和副斜井進風，回風立井回風，局部通風采用局部通風機，主通風機工作方法為抽出式的通風系統。三采區當前布置有進風井2個，回風井1個。掘進工作面采用局部通風機通風，選用局部通風機為FD-INo6.3/60型。通風方式采用壓入式。硐室通風采用擴散通風。

3 礦井風量、風壓及等積孔計算

3.1 礦井風量計算

3.1.1 按井下同時工作的最多人數計算

根據井下每人每分鐘供給風量大于4m3。

通過公式可計算Q=4×76×1.30=396m3/min。

3.1.2 按用風地點實際需要風量的總和計算

（1）回采工作面實際需要風量

① 按CH4涌出量計算：

② 按CO2涌出量計算：

③ 按氣象條件計算：

④ 按工作面溫度（風速）計算：

⑤ 按人數計算：Q采=4×17=68m3/min，取最大值Q采=1883m3/min。

⑥ 按風速驗算，煤巷回采工作面風量應滿足：

式中：

Sc-平均斷面積，18.28m2。

15Sc=15×18.28=231m3/min，240Sc=240×18.28=3687m3/min，Q采=1883m3/min，計算數據符合風速要求。故ΣQ采=1883m3/min，備用工作面風量按50%計算，為Q采備=1883×50%=942m3/min。

（2）掘進工作面實際需要風量

① 按CH4涌出量計算：

② 按CO2涌出量計算：

③ 按人數計算，Q采=4×18=72m3/min。

④按局部通風機的實際吸風量計算，Q運順=600×1+60×0.25×14.4=816m3/min ，Q回順=600×1+60×0.25×12.8=792m3/min。

⑤ 按風速驗算，煤巷、巖巷掘進工作面風量應滿足：

巖巷掘進：60×0.15Sj＜Q巖掘＜60×4.00Sj

煤巷掘進：60×0.25Sj＜Q巖掘＜60×4.00Sj

式中：

Sj-斷面積，m2。

2號煤層為厚煤層，掘進為煤巷掘進。則：60×0.25S運順=15×13.68=206m3/min，60×4.00S運順=240×13.68=3284m3/min，符合風速要求。

共布置2個掘進工作面，有1個待掘，同時工作的局部通風機為3臺，故ΣQ掘=816+792+792=2400m3/min。

（3）硐室實際需要風量

（4）其他巷道需要風量

① 按CH4（CO2）涌出量計算，Q其他=133×2.43×1.3=421m3/min。

② 按實際用風地點計算，ΣQ其他=840m3/min。

礦井總風量計算：

3.1.3 風量分配

經計算，對于三采區的風量分配情況如表1所示。

表1 三采區的風量分配情況

3.2 礦井通風負壓及等積孔計算

3.2.1 負壓計算

對礦井阻力進行計算，三采區達產期間分別進行最易和最難的風路計算。

取局部阻力系數為0.15，通過上述公式計算所得最小負壓710Pa，最大負壓1590Pa。

3.2.2 等積孔計算

按以下公式對等積孔進行計算：

經計算得Amax=6.1m2，Amin=4.1m2，所以三采區的通風情況認定為容易。因此該通風設計方案是合理的，切實可行的。

4 通風設施、防止漏風及降低風阻的措施

在三采區的實踐施工應用當中，發現礦井通風阻力超限。分析其原因認為是該采區主、副井進風巷、+250m回風巷巷道斷面不足等因素造成的。技術部門提出了相應的技術措施。（1）對三采區北翼風井進行采掘施工作業，通過與南翼的采掘形成互通的通風系統。（2）補掘主提升上山，從而用來滿足該采區主、副斜井斷面的通風要求。（3）為降低+250m南翼回風巷巷道的通風阻力，將+100m水平南底板運輸巷道進行相應的延伸到二采區，使+100m、+250m水平巷成為三采區南翼部分的回風巷道，從而起到降低風速的目的。

5 通風方案的實施效果

船窩煤礦三采區2號煤層通風方案實施后，有效地解決了三采區2號煤層的井下通風問題，該通風方案設計合理，安全性較好，方便維護和管理。該通風方案的網絡簡單，通風阻力技術措施得當，安全性能高，方便進行維護和管理，有效地保障了船窩煤礦三采區2號煤層開采的通風要求。