試談對礦井通風系統調整的幾點看法

摘要：礦井通風系統是礦井生產系統的重要組成部分，合理的通風系統對降低礦井通風費用提高煤礦經濟效益及保障礦井安全生產起著重要作用，本文主要從新興煤礦調整前后的通風系統對比著手，分析通風系統調整優化對保證通風系統可靠、穩定以及提高煤礦經濟效益的重要性。

關鍵字：通風系統 調整

引言：可靠、穩定的通風系統有利于防治瓦斯、煤塵和火災等礦井各大自然災害;有利于提高采區有效風量;有利于增強礦井的防災抗災能力。

新興煤礦始建于1996年，原為私營煤礦，后于2011年7月由東源煤電股份有限公司收購、由私營向國營轉向、過渡。由于先前礦井通風系統的不合理、不經濟。因而我礦于2012年3月30日開始規劃在1967軌道平巷處掘二采區總回風巷，目的在于與一采區風井貫通，同時將二采區風井關閉、密閉，構建新的礦井通風系統，即將先前分區對角式通風系統調整為中央并列式通風系統。

一、新興煤礦礦井需風量計算

(一)按井下同時工作的最多人數計算，需風量為384m3/min。

(二)采煤工作面需風量計算：按采煤工作面瓦斯涌出量計算需風量為493m3/min;按工作面溫度計算需風量為297m3/min;按炸藥使用量計算需風量為175m3/min;按工作人員數量計算需風量為120m3/min。

上述風量，在符合風速校驗的前提下，回采工作面需風量取上面風量之最大值，采煤工作面瓦斯涌出量計算工作面總需風量最大，即∑Q采=493m3/min。

(三)掘進工作面風量計算：按掘進工作面瓦斯涌出量計算需風量為119.7m3/min;按炸藥使用量計算需風量為125m3/min;按11kw局部通風機吸風量計算需風量為325m3/min;按工作人員數量計算需風量為40m3/min。

上述風量，在符合風速校驗的前提下，掘進工作面需風量取上面計算之最大值，即∑Q掘=325m3/min。

(四)井下其它地點需風量計算，按礦井采煤、掘進、硐室需風量總和的3%～5%考慮，設計取5%進行計算。即∑Q其他=57m3/min。

(五)經上面計算，礦井實際需風量為1440 m3/min。而新興煤礦調整前通風系統實際供風量為：2400 m3/min左右比礦井實際需風量大了1000余方，因而調整前通風系統不合理、不經濟。

二、調整前后通風系統噸煤電耗、人員費用對比表

(一)調整前通風系統與調整后通風系統噸煤通風電費對比表

類別 名稱	調整前通風系統	調整后通風系統
主要通風機年耗電量E（kW•h/a）	2400（kW•h）×365（a）	2160（kW•h）×365（a）
局部、輔助通風機年耗電量EA（kW•h/a）	792（kW•h）×365（a）	528（kW•h）×365（a）
礦井年產量T(t)	5萬	9萬
噸煤通電費用Wo(元/t)	23.3	10.9

(二)調整前通風系統與調整后通風系統人員費用對比表

類別 名稱	調整前通風系統	調整后通風系統
主扇管理人員月工資（元）	2000（元）×6人合計：12000元	2000（元）×3人合計：6000元
主扇管理人員年工資（元）	12000×12（月）合計：144000元	4000×12（月）合計：72000元

三、調整前通風系統分析

(一)調整前通風系統概述

1.新興煤礦調整前通風方式為分區對角式，通風方法為機械抽出式。礦井有3個進風井(一采區主、副斜井及二采區主斜井)，兩個回風井(一采區風井、二采區風井)。一采區風井主要通風機型號：FBCDZNo14，電動機功率：2×45kw，額定風量為1434-2526m3/min，額定風壓為537-2029Pa。二采區風井主要通風機型號：FBCZNo12.5/55，電動機功率：55kw，額定風量為1170-2000m3/min，額定風壓為380-2000Pa。其中一采區主、副斜井采用U型鋼可縮性支架支護，二采區主斜井采用礦工鋼支護，一采區風井采用礦工鋼支護，二采區風井采用木棚支護。

2.井下風流方向是一采區：一采區主斜井、副斜井進入的風流經過1912皮帶巷和1912軌道巷進入采區運輸上山→110801運輸巷→110801工作面→110801回風巷→M8煤總回風巷→一采區風井→地面;二采區：一采區主斜井、副斜井、二采區主斜井→1960石門(1977皮帶運輸巷、暗斜井)→1970石門→采煤工作面→1967軌道平巷→二采區風井→地面。(附新興煤礦調整前通風系統圖)

3.2011年8月后所煤礦通安部對原有通風系統進行了通風系統阻力測定，并出具了相關報告，報告中測定礦井等積孔為1.01m2，屬通風中等阻力礦井。

(二)新興煤礦調整前通風系統存在問題

1.主要問題

(1)礦井實際需風量1440m3/min，而調整前通風系統采用分區通風兩臺風機正常供風量卻在2300—2400m3/min，遠遠大于礦井實際需風量，有效風量率底。

(2)一采區的防爆抽出式對旋軸流式通風機在開啟一級(45kw)時風機的效率較低，但風機電耗沒變，造成了通風電耗浪費。

2.次要問題

(1)部分巷道斷面小，支護形式落后，從而導致了原有通風系統通風阻力較大。

(2)兩風井井筒占地壓煤，造成不必要的煤柱留設，丟煤大。

(3)兩風井通風機分散，管理復雜。

(4)礦井反風困難，不利于礦井防災、抗災。

(5)二采區風機屬于老型風機噪音大。

(6)1960石門處風門(M8運煤上山與回風上山間)安設位置不合理，造成新鮮風由M8煤運輸上山直接回到M8煤總回風巷，進而造成了風量浪費。

(7)通風系統中角聯巷道多，從而造成了通風系統的不穩定。

(8)主扇管理人員費用支出大，增加了通風人員管理費用。

四、新興煤礦就調整前通風系統存在問題進行的調整

(一)改擴巷道斷面及落后支護形式

1.封閉老系統二采區風井且關停該風機。減少井筒的占地壓煤，增加礦井的可采煤量;淘汰了先前巷道落后的支護形式，減少礦井的通風阻力;淘汰先前高噪聲風機，減少風機噪聲對礦山環境的污染。

2.對原1967軌道平巷進行了刷幫、臥底并使用礦工鋼替換先前的木棚支護。擴大通風有效斷面。

3.對原1976、1977皮帶運輸巷、1977聯絡斜巷、1960石門、1912北運巷、M8煤運煤上山、N8煤回風上山、1912皮帶巷等主干網路進行維修。擴大巷道斷面，減少礦井通風阻力。

4.對原一采區風井底段進行了臥底。擴大巷道斷面滿足規程要求，進而保證通風、安全出口暢通。

5.對M8煤聯絡巷、1976皮帶運輸巷等角聯網路進行維修處理，擴大巷道斷面，減少礦井通風阻力，同時增加通風系統穩定、可靠性。

6.封閉暗斜井。淘汰落后的支護形式、甩掉先前通風線路長的問題，減少礦井的通風阻力。

(二)增刪通風設施

1.新安設1960石門風門(M8煤運煤上山與主斜井間)。調控新鮮風流行走路線，做到總進風早分開、總回風晚匯合”的風量控制原則，進而減少風量的損失與浪費。

2.拆除1960石門風門(M8煤運煤上山與M8沒運煤上山間)。減少礦井通風的多余設施，進而達到優化通風系統及減少不必要的礦井通風阻力。

3.新安設1977皮帶巷與M7煤回風巷間調節風門。調控通過M7煤回風巷的風量，讓其既能滿足M7煤回風巷風量要求也能滿足121606回采工作面的風量要求，減少風量的損失、浪費。

五、新興煤礦調整后的通風系統

(一)調整后通風系統概述

1.調整后礦井通風方式為中央并列式，通風方法為機械抽出式。礦井3個進風井(一采區主、副斜井及二采區主斜井)不變，回風井一個(一采區風井)。

2.井下風流方向是一采區方向不變，二采區風流方向則是先前經二采區風井再至地面的風流經新掘的二采區總回風巷流向一采區風井，進而排至地面。(附新興煤礦調整后通風系統圖)

3.2012年10月后所煤礦通安部對調整后通風系統進行了通風系統阻力測定，并出具了相關報告，報告中測定礦井等積孔為2.07m2，屬通風小阻力礦井。

(二)調整后的通風系統的優點

1.將兩臺風機向礦井供風調整為了一臺風機供風，改變了原有通風系統風量浪費及通風費用多的問題，有效地減少了礦井不必要的通風費用，給礦井帶來了很好的經濟效益。

2.減少主扇管理人員費用支出，提高煤礦經濟效益。

3.使得現有礦井通風阻力減小，通風容易。

4.減少了井筒煤柱留設，進而減少煤量損失。

5.風機及地面建筑集中，便于管理。

6.礦井反風容易，利于礦井防災、抗災。

7.通風系統中角聯巷道相對減少，增加礦井通風系統的穩定性、可靠性。

(三)調整后的通風系統存在問題及建議

1.通風機房距工業廣場近，風機產生的噪音對人員有一定影響;建議對通風機加減振器并在風道支線段，設輕質吸聲材料組合的消聲段，通風機房墻采用吸聲結構。

2.進、回風井距離近，井底漏風較大，容易造成風流短路;建議加大對井底1912南北大巷聯絡巷風門質量的檢查力度，確保密閉和風門工程質量，以減少井底漏風。

3.通風路線是折返式，風路較長，特別是當井田走向很長時，邊遠采區與中央采區風阻相差懸殊，邊遠采區可能因此風量不足;建議當礦井采邊遠采區時，應盡可能優化礦井及采區支護形式和質量，同時還應適當擴大回采巷道和回采工作面的斷面積，以減小邊遠采區的通風阻力，保證采區有足夠的風量來稀釋瓦斯及各種有毒有害氣體。

六、新興煤礦調整后通風系統展望

針對當前日益嚴峻的煤礦整合政策，我們在今后的工作中面臨著對現有礦井進行擴能工作，以保證礦井正常生產運行。礦井擴能后，隨著開采深度、工作面及掘進頭的增加，網絡阻力逐漸增加。為此，擴能后我們可以用下面的措施及方法來解決網絡阻力大及風量不足的問題，進而更好地為礦井安全生產服務。具體如下：

(一)解決網絡阻力增加的措施

1.降低摩擦阻力的措施

(1)減少摩擦阻力系數

擴能后，應盡量選用摩擦阻力系數小的支護方式，且施工時一定要保證施工質量，應盡量采用光面爆破技術，盡可能使井巷壁面平整光滑。對于支架巷道，要注意支護質量，支架不僅要整齊一致，有時還要刷幫背頂，并注意支護密度。在不設支架的巷道，一定注意把頂板、兩幫和底板修整好，以減少摩擦阻力。

(2)保證井巷通風斷面

擴能后，要經常修整巷道，減少巷道堵塞物，使巷道清潔、完整、暢通，以保持巷道足夠斷面，以減少摩擦阻力。

(3)減少巷道長度

擴能后，在滿足開拓開采的條件下，要盡量縮短風路長度，及時封閉廢棄的舊巷和甩掉那些經過采空區且通風線路很長的巷道，及時對礦井通風系統進行改造，以減少摩擦阻力。

2.降低局部阻力的措施

(1)最大限度地減少局部阻力地點的數量。

擴能后，井下應減少調節風窗的數量，避免井巷斷面的突然擴大或突然縮小，以減少礦井的局部阻力。

(2)當連接不同斷面的巷道時，要把連接的邊緣做成斜線或圓弧型，以減少礦井的局部阻力。

(3)巷道拐彎時，轉角越小越好，在拐彎的內測做成斜線型或圓弧型，以減少礦井的局部阻力。

(4)減少局部阻力地點的風流速度及巷道的粗糙度，以減少礦井的局部阻力。

(5)在風筒或通風機的入風口安裝集風器，在出風口安裝擴散器，以減少礦局部阻力。

(6)減少巷道正面阻力物，及時清理巷道中的堆積物，采掘工作面所用材料要按需使用，不能集中堆放在井下巷道中。巷道管理要做到無雜物、無淤泥、無片幫，保證有效通風斷面。在可能的條件下盡量不使成串的礦車長時間地停留在巷道內，以免阻擋風流。

(二)解決風量不足的方法

1.改變軸流式風機葉片安裝角度以增大風機風量

擴能后，隨著開采深度、工作面及掘進頭的增加，網絡阻力逐漸增加，從而造成風量不足。我們可調風機葉片安裝角，改變先前風機網絡特性曲線，進而調整風機工況點來增大風機風量，滿足礦井擴能后風量需求。

2.改變軸流式風機級數和葉片數目以增大風機風量

擴能后，我們可調風機級數和葉片數目以達到增加風量的目的。擴能后，風量不足也可增加風機葉片數目，改變先前風機網絡特性曲線，進而調整風機工況點來增大風機風量，滿足礦井擴能后風量需求。

結束語：礦井通風系統是否合理，對整個礦井通風狀況的好壞和能否保障礦井安全生產起著重要的作用，同時還應在保證安全生產的前提下，盡量降低通風費用，力求經濟合理。通過本次通風系統調整優化，不僅減小了礦井的通風阻力，提高了通風系統的可靠性及穩定性，更為重要的是降低了通風費用，為我礦創造了良好的經濟效益。

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