礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造技術(shù)探索與實(shí)踐

閔 瑞

冀中能源邯礦集團(tuán)郭二莊礦 河北 邯鄲 056301

1 引言

郭二莊井田位于河北省武安市城北西13km處,中心座標(biāo)東經(jīng)114°11′31″,北緯36°48′25″,二坑范圍有20個(gè)拐點(diǎn)坐標(biāo)組成,面積8.5705㎞2,開采深度:由383.2米至-450米標(biāo)高。二坑1958年建井,初期開采上組煤,1997年上組煤資源枯竭,開始進(jìn)行技術(shù)改造為9#煤開采做準(zhǔn)備。2018年9月,二坑改擴(kuò)建項(xiàng)目,通過了竣工驗(yàn)收,核定礦井生產(chǎn)能力為60萬噸/年。

郭二莊礦二坑原通風(fēng)方式為中央邊界式通風(fēng),西風(fēng)井擔(dān)任礦井總回風(fēng),礦井主要生產(chǎn)區(qū)域主要集中在二采區(qū),為了滿足風(fēng)量需求,通過二采-100大巷進(jìn)風(fēng)和二采運(yùn)輸巷回風(fēng)實(shí)施北風(fēng)南調(diào),礦井總回風(fēng)量3120m3/min,負(fù)壓為1800Pa,通風(fēng)線路長通風(fēng)阻力大。

隨著礦井生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,二采區(qū)生產(chǎn)和四采區(qū)延伸受礦井風(fēng)量限制,通風(fēng)線路長,西風(fēng)井通風(fēng)阻力超標(biāo),且供風(fēng)量不能滿足二采區(qū)生產(chǎn)布置風(fēng)量需求。礦井的原有的通風(fēng)設(shè)計(jì)不能滿足生產(chǎn)要求,礦井通風(fēng)系統(tǒng)急需改造。

2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造技術(shù)方案對比

為對礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造研究制定了兩套方案,第一方案更換大功率風(fēng)機(jī)是解決風(fēng)量不足問題,但需礦井停產(chǎn)才能完成,且原有風(fēng)道設(shè)計(jì)斷面小將是改造工作中的“瓶頸”。第二方案另做回風(fēng)井采用對角式通風(fēng),前期會投入一定的資金,但不會影響礦井生產(chǎn),根據(jù)主要通風(fēng)機(jī)的性能設(shè)計(jì)合理的風(fēng)道斷面,可以有效的發(fā)揮主要通風(fēng)機(jī)性能,保證礦井安全生產(chǎn)。

優(yōu)選第二方案的技術(shù)優(yōu)點(diǎn):1.新增回風(fēng)井,由二采運(yùn)輸巷經(jīng)一采回風(fēng)巷回風(fēng)調(diào)整為二采回風(fēng)巷直接回風(fēng),回風(fēng)線路縮短約2500米,通風(fēng)阻力降低約900Pa,且改造工程與原生產(chǎn)系統(tǒng)互不影響,保障了正常生產(chǎn)。2.改變通風(fēng)方式,由中央邊界式通風(fēng)改為兩翼對角式通風(fēng),由原二采-100大巷進(jìn)風(fēng)調(diào)整為二采-100大巷和二采運(yùn)輸巷雙路線進(jìn)風(fēng),通風(fēng)阻力大幅降低的同時(shí)礦井總風(fēng)量增加2000m3/min以上。

3 礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造技術(shù)實(shí)施效果

3.1 原礦井通風(fēng)概況 原礦井有四個(gè)井筒,三進(jìn)一回,通風(fēng)方式為中央邊界抽出式,混合井?dāng)嗝?3.18 m2,進(jìn)風(fēng)量2352 m3/min;五一立井?dāng)嗝?5.9 m2,進(jìn)風(fēng)量478 m3/min;斜井?dāng)嗝?0.14 m2,進(jìn)風(fēng)量200m3/min;西風(fēng)井?dāng)嗝?.3 m2,回風(fēng)量3120m3/min,負(fù)壓為1800Pa,等積孔1.36m2。

原西風(fēng)井擔(dān)任礦井總回風(fēng),風(fēng)機(jī)型號為BDK62B-6№20軸流抽出式風(fēng)機(jī),電動機(jī)功率為2×110kW,主備扇風(fēng)葉安裝角度一級為25°,二級為35°。礦井主要生產(chǎn)區(qū)域主要集中在二采區(qū),二采區(qū)進(jìn)風(fēng)2360 m3/min。

3.2 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造方案 新增東坡風(fēng)井,風(fēng)機(jī)選型為:BDK65-6-№20,電機(jī)功率:2×185KW,負(fù)壓范圍為:500-5200Pa,風(fēng)量范圍為:2400-6000m3/min。

一采區(qū)由西風(fēng)井擔(dān)負(fù)回風(fēng)任務(wù)。二采區(qū)由東坡風(fēng)井擔(dān)負(fù)回風(fēng)任務(wù),縮短二采區(qū)通風(fēng)路線長度,降低通風(fēng)阻力,增加二采區(qū)進(jìn)風(fēng)量。調(diào)整后主要通風(fēng)線路:混合井、五一豎井→二采-100大巷→292軌道坡、292皮帶坡→二采各用風(fēng)地點(diǎn)→二采總回風(fēng)道→東坡風(fēng)井

優(yōu)化后二采地區(qū)設(shè)計(jì)配置兩個(gè)回采工作面、四個(gè)煤巷掘進(jìn)工作面。獨(dú)立供風(fēng)硐室有采區(qū)變電所、絞車房及配電室。經(jīng)計(jì)算得:Q礦=(∑Q采+∑Q掘+∑Q硐+∑Q它)×K=(18.2+27.3+3.0+2.0+6.6)×1.15=3942m3/min,滿足安全生產(chǎn)需要。

3.3 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造方案實(shí)施效果 礦井啟用東坡風(fēng)井,對通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造后,由原先二采-100大巷進(jìn)風(fēng),二采運(yùn)輸巷回風(fēng)改為二采運(yùn)輸巷和二采-100大巷雙進(jìn)風(fēng)路線進(jìn)風(fēng),大幅縮短礦井通風(fēng)路線長度,降低通風(fēng)阻力,通風(fēng)阻力由原先1800Pa降低至920Pa,礦井總回風(fēng)量由原先3120 m3/min增加至5450 m3/min,保障了下組煤開采的正常接續(xù),為二坑大規(guī)模開采下組煤奠定了堅(jiān)實(shí)的安全基礎(chǔ)。礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造工程獨(dú)立施工與生產(chǎn)系統(tǒng)互不影響,節(jié)約工期,經(jīng)濟(jì)創(chuàng)效約2370萬元。