矿井通风系统优化应用

矿井通风系统优化应用

李宏锋

（皖北煤电集团公司职工教育中心  安徽 淮北 235000）

一、矿井概况

矿井通风方式。目前矿井有四对井筒：北风井、副井、主井、中央风井，北风井、副井进风，中央风井回风。通风方法为机械抽出式。中央风井安装G4-73-11-NO.28D离心式风机2台，前导叶安装角5°，转速580r/min，额定功率为630KW。井总进风6587m3/min，总回风6965m3/min，风机负压水柱320mmH2O。

矿井瓦斯：本矿为低瓦斯矿井，CH4最大绝对涌出量4.179 m3/min,最大相对涌出量1.570 m3/t；CO2 最大绝对涌出量6.695m3/min，最大相对涌出量2.616m3/t。

二、通风系统优化方案

1.通风系统存在的问题及优化的必要性

（1）通风系统不合理，矿井通风方式为混合式，总进总回路线长，目前矿井通风路线约12000米，且随着开采水平延伸延深，通风网络逐渐增长，进回风路线将进一步增长，通风阻力会进一步增大，通风设施多，内部漏风大。

（2）矿井采掘布局都集中在北翼，属于典型的单翼集中生产矿井，随着采掘工作向深部延深，相应的矿井瓦斯涌出量亦增大，瓦斯涌出异常点明显增多，地温地热现象也将更加严重，现有的配风量将不能满足未来矿井安全生产的需要。

（3）矿井通风网络结构复杂，漏风路线和角联分支是导致这一结果的重要原因。

（4）矿井属于高阻矿井，通风阻力为3200Pa。导致矿井阻力高的原因是回风系统阻力高；回风系统阻力高的原因是回风路线长，以及单风井回风、风量集中、风硐阻力大。

（5）风门数量偏多，尤其是总进、总回之间，导致内部漏风偏大，矿井有效风量率为79.4%。

（6）矿井供风量不足：通过对矿井需要风量的计算核定，目前矿井实际供风量8587m3/min，需风量约9998m3/min，矿井风量总缺口达1411m3/min，各采掘工作面供风量偏小，矿井目前已处于通风能力不足的状态，随着矿井采掘进一步延深，矿井需风量会进一步增大。

鉴于上述原因，只有对矿井通风系统进行优化调整和技术改造，使矿井通风系统与矿井开拓开采的条件相适应，提高矿井通风能力，以满足安全和生产的需要。

2.矿井通风系统优化方案

综上所述，目前矿井通风系统存在通风阻力大，风量不足等明显问题，必须对矿井通风系统进行改造，即新建回风井，缩短回风线路、降低矿井通风阻力，增大矿井供风量。

北回风井投入后，井下主要进回风巷道由原来的“两进两回”改为“四进一回”（即北风井进风下山、-540大巷、二水平总回、-540集中机巷进风，其中-540集中机巷辅助进风）。届时要在Ⅱ661机巷进料眼与之间施工一条进风联巷，使二水平总回与Ⅱ66采区进风巷连接。进风巷道实现了早分开，避免了风量集中。

井下主要进回风巷道由原来的“两进两回，改为“四进一回”。

采区通风系统调整：⑴北回风井投入使用时，Ⅱ46采区回风巷已施工完毕，Ⅱ46采区实现Ⅱ46运输、轨道进风，Ⅱ46采区回风巷回风。⑵在北翼总回风石门与66采区运输上山之间施工一条66采区回风联巷，66采区的回风由66采区运输上山经66采区回风联巷引入北回风井。⑶在Ⅱ66运输上山与Ⅱ66采区回风巷之间施工一条Ⅱ66采区回风联巷，Ⅱ66采区回风由Ⅱ66运输上山经Ⅱ66采区回风联巷引入北回风井；三个采区的回风均直接引入北回风井，实现了晚汇合，简化了通风系统，北回风井的投入使用，缩短了回风路线，减少了4000米。

硐室通风系统调整：Ⅱ46下部变电所与Ⅱ46采区回风巷间施工Ⅱ46下部变电所回风联巷；Ⅱ46区域变电所与北回井底车场间施工Ⅱ46区域变电所回风道；施工-540炸药库回风上山与北回风井井底车场贯通，三个硐室均实现独立通风。

工作面：新鲜风流由北进风井、副井、中央风井（进风）进入井底车场后，经-540m轨道大巷、二水平进风巷、Ⅱ66轨道下山、Ⅱ66辅助下山到中部车场由机巷进入工作面，冲洗工作面的乏风，经风巷、Ⅱ66运输下山、北回风井井底车场由北回风井排至地面。

综采工作面：新鲜风流由北进风井、副井、中央风井（进风）进入，经进-540m轨道大巷、二水平进风巷、Ⅱ46轨道下山、Ⅱ46运输下山，由机巷进入工作面，冲洗工作面的乏风，经风巷、Ⅱ46回风下山、北回井底车场由北回风井排至地面。

矿井通风系统优化调整方案Ⅱ66、46采区回风巷施工完毕，两采区通风系统调整为轨道、运输巷进风，采区回风巷回风巷；报废66采区变电所，新建46采区变电所，在Ⅱ667风巷与Ⅱ66采区回风巷之间施工Ⅱ667回风联巷。                 

461掘进工作面：新鲜风流由北进风井进入井底车场后，经-380m轨道石门、46轨道、局扇到迎头，冲洗工作面的乏风，经46采区回风上山、北回风井井底车场由北回风井排至地面。

3.矿井通风系统改造后通风概况：

（1）矿井通风方式为混合式。矿井总进风9997 m

3/min，，北进风井（3970 m3/min）、中央风井（3023 m3/min）、副井（3004 m3/min）进风，北回风井回风。

（2）通风方法为抽出式，北回风井安装FBCDZ-8-N0.28A型轴流式通风机2台。每台通风机配YBPFe630S1-8型 （500kW、6kV、745r/min）风机专用防爆电动机。

（3）初期：北回风井的回风量182m3/s；通风阻力2355.4Pa。后期：北回风井回风量182m3/s；通风阻力2875.1Pa。

（4）矿井各时期的通风等积孔如下：初期为4.5m2；后期为4.0m2。本矿井属通风容易矿井。

三、通风系统调整具体实施方案

通风系统调整前，为通风系统调整所必须施工的巷道，必须统筹安排，有计划的施工完毕。通风系统调整前必须首先构筑系统调整时新增的通风设施，使其处于使用状态，保证在其调整时能投入使用。通风系统调整时必须成立通风系统调整指挥部，指挥部下辖通风组、通讯组、机电组、救险组，各组听从指挥部领导的统一指挥。各组要制定有针对性的详细计划及措施，每一项任务都要落实到人，调整前要进行培训和预演，到现场熟悉环境，使每一个人都要知道自己的任务。北回风井主扇安装完毕后，通风系统调整前，必须进行性能测定和试运转工作。在所有通风设施变更地点必须安设电话，调整前进行检查，确保完好，保证井上下通讯畅通。通风系统调整时必须统一时间，各地点的人员提前到位，按照规定的汇报时间和顺序，及时向总指挥部汇报。通风系统调整时，除参加通风系统调整人员外，其他人员不得入井。

局扇保持正常运转，采掘工作面要切断电源。

四、安全监控系统调整

1.北回风井投入运转后Ⅱ66采区、46采区内部监控系统保持原有状况不变。

2.届时北翼主暗斜井、-540集中机巷、Ⅱ46运输下山的甲烷传感器、断电器等监控设备可拆除，只保留烟雾传感器。

3.Ⅱ46采区回风巷甲烷传感器和风速传感器分别改装到Ⅱ46采区回风巷测风站内，报警浓度、断电浓度、复电浓度均为0.8%。

4.矿井总回甲烷传感器和风速传感器分别安装到北回风井井底车场绕道和Ⅱ46采区回风的矿井总回风巷的测风站内，报警浓度、断电浓度、复电浓度均修改为符合国家规定。

5.北回风井增加风机在线监测系统，测量风量、轴温、电压、电流等，安装监控分站一台，设备开停传感器两台，负压传感器两台。信号传输线从井筒敷设，利用井下现有交换机，避免了地面布线距离远且不需要安装防雷设备，节省了交换机、光纤等设备。

结论：

在北回风井投入使用后，预计将会出现以下问题：局部巷道风速超限。Ⅱ66运输局部巷道断面小(巷道断面8.5m2，，长度约15米)风速将达到7.5m/s。通风系统调整过渡时期，46采区、Ⅱ66采区仍然是运输巷回风，机电设备处在回风流中，风量过于集中，煤尘大。-540集中机巷为进风巷，运煤方向和风流方向相反，煤尘大。为了对通风系统进行调整，需提前施工联络巷，对巷道进行增补，以便提前做好准备。

1