東曲煤礦通風系統優化調整及應用

高 毓

（山西焦煤集團有限責任公司東曲煤礦，山西 古交 030200）

1 工程概況

礦井采用分區通風方式、機械抽出式通風方法，構成“八進五回”的通風系統。進風井有東平硐、西平硐、矸石斜井、黃臺峰進風井、小沙巖立井、明斜井、局家洼立井、羊圈港進風斜井，共8 個；回風井有黃臺峰回風井、長峪溝回風井、小沙巖回風井、局家洼回風井、羊圈港回風井，共5 個。調整礦井采掘銜接，優先對四采區最后一個14403 工作面進行回采，14403 工作面已封閉結束。近期完成了+973 水平二采區14218、12226 工作面，四采區2 號、4 號煤的優化封閉，共施工密閉49 道。

小沙巖回風系統負擔+973 水平二采區、四采區的通風工作。計劃封閉14218 工作面和12226、14412、14414 備用面，四采區2 號、4 號煤封閉結束后，剩余二采區輔助運輸巷和四采區4 號煤西翼輔運巷以及四采區2 號煤輔助運輸巷一部分。+973 水平二采區、四采區暫時沒有工作面、備用面，計劃停運小沙巖回風井主要通風機，由局家洼回風系統和長峪溝回風系統負擔。

2 數據對比分析

2.1 主要進風井模擬結果與實測數據對比分析

總進風量實測數據比模擬數據大1 859 m3/min，其中，東平硐、西平硐、黃臺峰進風斜井、羊圈港進風井實測數據比模擬數據大，明斜井、矸石斜井、小沙巖進風立井、局家洼進風立井實測數據比模擬數據小。原因是：東平硐、西平硐、黃臺峰進風斜井、羊圈港進風井三維仿真模擬系統建模時摩擦阻力系數取值為0.0084（計算值），實際摩擦阻力系數為0.0073，取值偏大，導致模擬數據偏小。

2.2 主要回風井模擬結果與實測數據對比分析

總回風量實測數據比模擬數據小195 m3/min，其中，長峪溝回風井實測數據比模擬數據小87 m3/min，黃臺峰回風井實測數據比模擬數據大602 m3/min，局家洼回風井實測數據比模擬數據大250 m3/min，羊圈港回風井實測數據比模擬數據小960 m3/min。原因如下：

1）羊圈港回風井實測數據比模擬數據小960 m3/min，是由于風機倒機所引起的實際變化。

2）三維仿真模擬系統建模所采用巷道尺寸等參數均為設計參數，在礦井回風巷內布置有抽采管路（如在長峪溝、羊圈港回風系統內布置有抽采管路），縮小了巷道實際斷面，導致回風實測結果比模擬結果小。

3）三維仿真模擬系統模擬過程未能如實反映18304 軌順、18304 瓦斯治理巷等個別巷道風量變化情況，經實際調整后造成實測數據與模擬數據存在差別。

4）在對三維仿真模擬系統主扇建模時所采用的參數與實際運行參數不一致，各運行角度數據不全（如局家洼回風井實際有5 個運行角度，模擬系統只有2 個，正在與廠家溝通，增加所有主要通風機的運行角度），無法滿足主要通風機角度調整后的數據模擬。

5）在對三維仿真模擬系統后續巷道更新時無法按坐標法延伸、縮減巷道長度（實際為人工操作拉伸、縮減），與實際巷道坡道變化不相符，導致模擬巷道節點增多，風量變小。

6）模擬系統中各回風井模擬風量結果與實際風量相差不大，各風流方向變化情況與實際情況相接近，按目前模擬軟件的功能，先確定各回風井數據后，系統自動模擬各進風井情況，再根據實際情況進行調整，導致各進風井風量數據與實際情況有出入[3-4]。

3 通風系統優化方案的對比與確定

3.1 方案對比

3.1.1 方案Ⅰ：+973 水平二采區由長峪溝回風井負擔

小沙巖回風井主要通風機停運后，將小沙巖回風斜井行人小風門施工為調節風門，封閉防爆門，拆除1 號、3 號密閉風門，施工2 號密閉風門，重新施工4 號調節風門。

施工順序為，通風科提前施工2 號密閉風門，留0.5 m2通風口，拆除1 號、3 號密閉風門后封堵2 號密閉風門并重新施工4 號調節風門。

若14218 工作面回采，則通風阻力預計867 Pa，通風路線5 553 m，如表1 所示。

表1 方案Ⅰ14218 工作面阻力計算表

3.1.2 方案Ⅱ：+973 水平二采區由局家洼回風井負擔

局家洼主要通風機現運行角度30°～25°，回風井風量8 575 m3/min，有效風量7 846 m3/min，有效風量率92.86%，由于通風路線增大，需上調局家洼主要通風機運行角度至35°～30°。

小沙巖回風井主要通風機停運后，將小沙巖回風斜井行人小風門施工為調節風門，封閉防爆門，拆除3 號密閉風門，保留1 號密閉風門，重新施工4 號調節風門。

若14218 工作面回采，則通風阻力預計1 079 Pa，通風路線8 409 m，如表2 所示。

表2 方案Ⅱ14218 工作面阻力計算表

3.2 方案的確定

綜上所述，根據通風阻力、通風路線數據，采用方案Ⅰ較為合理，即14218 工作面回采由長峪溝回風井負擔較為合理。

4 通風系統調整后的應用效果

2020 年，將礦井通風能力核定為485.57 萬t/年，小沙巖回風井通風系統無采掘工作面布置，小沙巖回風井風機停運后，二分區總回風巷北段（2 號密閉以北）由長峪溝回風井負擔，二分區總回風巷南段（2 號密閉以南）四采區西翼由局家洼回風井負擔，四采西翼下組煤將來與十采區合并，布置大工作面，由羊圈港回風井負擔。

目前，羊圈港主要通風機為FBCDZ-8-№30 煤礦地面用防爆對旋軸流通風機，現運行角度為30°/25°（最大運行角度為45°/40°），風機功率為2×500 kW。主要通風機排風量為8 753 m3/min，通風機負壓為2 030 Pa，系統進風量為8 538 m3/min，回風井風量為8 657 m3/min，有效風量為8 018 m3/min，有效風量率為93.91%。該FBCDZ-8-№30 煤礦地面用防爆對旋軸流通風機負擔+860 水平八采區、九采區的通風。將來與四采區西翼下組煤合并后，八、九采區回采結束，只剩余十采區，經核算通風能力可以滿足礦井需要。

5 結論

小沙巖回風井主要通風機停運后，優化了礦井通風系統，將“八進五回”通風系統調整為“八進四回”通風系統，縮小了礦井安全管理半徑，降低了礦井通風及隊組巷道維護等日常運行安全管理難度，年節約主要通風機運行電費、維護保養費、人工工資等費用共計469.72 萬元。