五陽礦75采區通風系統分析與優化

（潞安集團五陽煤礦，山西 長治 046205）

1 礦井概況

1.1 簡介

山西潞安環保能源開發股份有限責任公司五陽煤礦始建于1956年，1963年投產，經過數次技改，現核定生產能力為3.60 Mt/a。井田南北長約13 km，東西寬約10 km，面積約為78.3649 km2。礦井開采二疊系下統山西組中下部的3#煤層，該區域3#煤層厚度3.75～7.6m，平均厚度6.13m，賦存穩定。五陽煤礦為高瓦斯礦井，礦井通風方式為分區對角混合抽出式，現有通風巷道達130000m，屬典型的點多、線長、面廣通風系統。

1.2 75采區基本情況

（1）75采區通風系統現狀

75采區無采掘工作面，僅保留有通風巷道，位于井田中部，處于南豐井和西風井兩個通風系統結合部，由主斜井、新副井進風，經75采區各通風巷道，分別進入南豐井系統和西風井系統，具體情況見圖1、表1。

（2）風量分配及巷道阻力通風阻力計算：P=Q2×α×L×l/S3式中：P為巷道阻力，Pa；Q為巷道風量，m3/s；α為阻尼系數，噴漿巷道取0.009，錨網支護巷道取0.015；L為巷道長度，m；l為巷道周長，m；S為巷道斷面，m2。

圖1 75采區通風系統圖（優化前）

2 存在問題及原因分析

2019年4月1日至30日，75采區多次出現風量、瓦斯異常變化情況。

1）75-2#架空人車巷位于75采區和76采區之間，通風線路復雜，抗干擾能力差。多次因75采區、76采區系統調整，75采區、76采區用風量發生變化，造成75-2#架空人車巷風速、風量及風向均發生變化，整個巷道微風或無風，系統紊亂、瓦斯積聚等問題頻繁出現，并且長時間存在。

2）75采區無采掘工作面，用風量較少，獨立回風系統僅有75-5#區段專回巷擔負75-5#區段變電所、75-5#區段水倉、75-1#變電所等硐室的回風任務，導致該區域配風量較少，巷道風速低。主5#皮帶風量僅為432m3/min，風速0.47 m/s，煤倉正常放煤期間無法及時稀釋瓦斯，造成煤倉下口瓦斯積聚。

3）南大巷（74車場口）段風速較高，達5.19 m/s，風阻較大，給75采區和76-2#區段通風系統增加負擔。造成南大巷（74車場段）風速高的主要原因是76-2#區段進風和75采區進風在該段巷道疊加，導致風速大幅升高。

4）受76采區、76-2#區段主要進回風聯巷風門75采區車場風門風井總回聯絡巷風門等多處永久控風設施的直接影響，75采區總風量隨時會因風門啟閉狀態發生變化而改變。

3 系統優化方案

鑒于75采區無采掘工作面現狀，采用“大幅增加75采區進風量，增大75采區在用巷道風速”的可行性較低，因此采用“改變75采區通風路線”方案。具體可通過控制75車場、75進風巷、75爬坡皮帶巷和75-5#區段等處巷道的進風量，將75采區進風大部分分配至75-1#架空人車巷和主5#皮帶巷，增大巷道風速，用于稀釋75-1#架空人車巷和主5#皮帶巷煤倉下口瓦斯，解決瓦斯異常積聚。其他巷道配風量以滿足最低風速規定為原則。

表1 巷道風量分配及阻力分布

1）針對75-2#架空人車巷風速低、風向不穩定的問題，可通過控制75車場進風量、增加75-2#架空人車巷（76側）負壓，增加75-1#架空人車巷進風量、降低75-2#架空人車巷（75側）負壓，從而增加壓差，加強系統抗干擾能力，解決巷道無風、微風的現狀。即在75車場、75行人進風巷設置永久風門，改變南大巷風量進入76-2#區段的途徑，減小南大巷整體進風量，同時將76-2#區段進風負壓點轉移至76采區，增加75-2#架空人車巷兩端壓差。

2）在75爬坡皮帶巷車場、75爬坡皮帶巷、75-5#區段軌道巷設置永久風門，控制75采區各進風巷道風量，增加主5#皮帶巷進風量。

3）調整75-5#區段原有各永久風門調節風窗，控制巷道用風，結合（1）、（2）兩步，增加75-2#架空人車巷和5#皮帶巷進風量。

4 系統優化效果

2019年4月底施工完成了全部通風設施，5月初進行系統調整，測得各相關巷道優化前、后風速對比見表2，效果分析見圖2。

表2 系統調整前后各巷道風量變化分析

圖2 75采區通風系統（優化后）

分析數據可知：南大巷（74車場口段）風速降低32.37%，主5#皮帶風速增加176.60%，75-2#架空人車巷風速增加441.86%。系統調整后，在2019年5月～12月共計8個月的生產過程中，76采區共計系統調整14次，75采區未出現任何巷道微風、風流反向的問題，主5#皮帶下口放煤處未出現瓦斯積聚現象。

綜上所述，通過優化75采區通風系統，解決了75采區存在的風量不足、瓦斯積聚等問題，保證了礦井、采區的安全生產。