深井通風系統研究與優化

韓國鋒 秦 鵬 孔 雷

（山東省天安礦業有限公司，山東 曲阜 273100）

1 概述

星村煤礦為立井開拓，開采深度達-1200m，西區地溫區間31.4℃～43℃左右，依據《礦井降溫技術規范》確定為一級井田熱害區，二級熱害礦井。現礦井為混合抽出式通風，即副井和西風井進風、主井回風。主井地面主要通風機房內安裝兩臺同型號的軸流式主要通風機。西部區域后期開采時通風路線長，通風阻力大，通風困難。3煤自然發火期短，猴車布置在回風巷中，采煤工作面易發生自然發火災害造成猴車巷有毒有害氣體超標。回風巷粉塵大，特別是高溫高濕等職業病危害因素嚴重危害人員健康，不利于機電設備的維護保養。通風系統研究與優化迫在眉睫。

2 通風系統研究與優化

2.1 通風安全預評價體系研究

通過對現通風系統安全預評級體系進行研究，建立了煤礦通風系統預先危險性分析表。對評價體系加以改進和修正確定綜合評價值F的取值范圍，即：F≥0.80時，該礦井為安全礦井；F≥0.60且F＜0.80時為基本安全礦井；當F＜0.60時為不安全礦井。在對星村煤礦通風系統安全狀況分析的基礎上，利用安全預評價體系，結合星村煤礦通風系統安全可靠性各方面的因素，計算出星村煤礦通風系統安全性綜合評價值F=0.667，介于區間[0.6，0.8]之間，計算結果表明星村煤礦現有通風系統為基本安全礦井，但已接近基本安全線0.6數值，現有通風系統后期通風壓力較大。

2.2 通風網絡解算

在對現有通風網絡解算數學模型分析的基礎上，分析通風網絡解算過程中誤差產生原因并提出降低誤差產生的措施。利用誤差修正法，對星村煤礦現有的通風系統進行優化模擬，網絡解算的結果與實際測定的數據比較接近，解算結果比較可靠，可作為后期的網路解算基礎和依據。

2.3 通風系統優化方案

（1）針對通風系統中存在風流穩定性問題進行分析，對于混合式通風系統首次引入自然風壓對通風系統穩定性的影響，得出判定角聯風路風流穩定性判定公式：

（2）通過對風流穩定性影響分析，提出通風系統優化方案，并對各方案進行網絡解算模擬。最終提出礦井通風系統改為一進兩回，副井進風，西部回風井主要回風、主井輔助回風的方案。西部回風井服務于三采區、七采區，主井服務于西翼-1196m軌道大巷、礦井東翼、井底車場及其他地點。

2.4 通風系統優化實施方案

2.4.1 井下巷道優化

西翼回風巷（內布置有架空乘人器）優化為西翼進風巷，西翼軌道巷進風，西翼運輸巷為回風巷；三采區軌道上山優化為集中進風巷，三采區回風上山優化為輔助進風巷，三采區運輸上山為集中運輸巷兼做回風巷道，回風路線向西風井。

2.4.2 通風系統優化主要工程

（1）西翼進風巷與西翼運輸巷之間的各聯絡巷通風設施的調整。

（2）西翼-1196m爆炸物品庫施工回風通道，與西翼-1196m運輸巷貫通，與主要回風巷形成風橋。

（3）施工七采區膠帶巷回風聯絡巷。

（4）施工西部回風井風道、安全出口、防爆門，西部通風機安裝工程，改造主井通風機。

2.4.3 方案優缺點

（1）方案工程量小，西部風井場地現有，主井為現有通風設施，不需重新征地，施工簡單易行，基本不影響正常生產。

（2）西部回風井井筒凈斷面大，通風能力大，服務范圍大，通風系統通風阻力小。

（3）井下架空乘人器所處巷道優化為進風巷道，井下人員上下井均處于新鮮風流中，環境好，有利于人員避災。

（4）該方案井下仍需施工一段巷道、一個風橋，另需調整部分通風設施，且井下通風系統需經多次調試。

（5）井下通風網絡為兩個，容易產生角聯巷道，管理不善容易損傷通風機。主井通風機需更換，僅服務井底車場及附近大巷，效率低下。

3 結 論

（1）深井通風系統研究與優化安全順利解決了星村煤礦西部區域后期開采通風路線長、阻力大、通風困難、避災困難、高溫高濕等難題，滿足了礦井各用風地點風量，改善了井下工作環境條件，提高了工人勞動生產率，保證了礦井安全生產。

（2）礦井通風阻力下降明顯：通風系統未進行安全性研究與優化前礦井通風阻力2500Pa，通風系統研究與優化后礦井通風阻力1700Pa。

（3）主要通風機運行電量減少明顯：通風系統未進行安全性研究與優化前礦井主要通風機運行電量合計每月約370200kW·h，通風系統優化后主要通風機運行電量合計每月約217600kW·h。