矿井核定通风能力的测定与安全运行实践

文/任国庆

矿井核定通风能力的测定与安全运行实践

文/任国庆

山西宁武煤业集团庄旺煤业位于宁武煤田中北部，开采煤层属石炭系太原组2#、5#，井田面积6.7118km2，保有资源储量18644万t。庄旺煤业公司规范施工建设程序，把矿井科学通风作为安全生产的第一要务来抓，做到矿井通风系统合理，风流平稳，并严格以风定产，科学生产，取得了良好经济效益和社会效益。

一、矿井通风概述

1.通风方式方法

矿井采用中央并列式通风方式，通风方法为机械抽出式。采用主斜井和副斜井进风，回风立井回风。局部通风采用局部通风机压入式、主通风机采用抽出式的通风系统。

2.进回风井筒数量及风量

二进一回，共三个井筒，其中主斜井、副斜进风，回风立井回风，矿井实际总进风量5200m3/min；矿井总回风量5205m3/min。矿井需要风量4942.55m3/min，实际风量5200m3/min、有效风量5000m3/min。

3.矿井瓦斯等级，瓦斯和二氧化碳的绝对涌出量

矿井绝对瓦斯涌出量为1.32m3/min；二氧化碳绝对涌出量2.21m3/min。属低瓦斯矿井。

4.分区通风

井下实现了分区通风，各采煤工作面、掘进工作面均为独立通风。

二、矿井通风能力数据确定

1．采煤工作面实际需要风量的计算

每个采煤工作面实际需要风量，应按工作面气象条件、瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人员和爆破后的有害气体产生量等规定分别进行计算，然后取其中最大值。

2．掘进工作面实际需要风量的计算

每个掘进工作面实际需要风量，应按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人员、爆破后的有害气体产生量以及局部通风机的实际吸风量等规定分别进行计算，然后取其中最大值。

3．硐室需要风量计算

各个独立通风硐室的需要风量，应根据不同类型的硐室分别进行计算。

（1）机电硐室需要风量计算。发热量大的机电硐室，应按照硐室中运行的机电设备发热量进行计算：

（2）其他用风巷道实际需要风量。其他用风巷道的需要风量，应根据瓦斯涌出量和风速分别进行计算，采用其最大值。

4．矿井总风量计算

Qra≥(∑Qcf＋∑Qhf＋∑Qur＋∑Qsc＋∑Qrl)kaq

kaq——矿井通风需风系数(抽出式kaq取1.15-1.20,压入式kaq取1.25-1.30)。

则：Qra=(171 3.34+856.67+1265+120+ 188.46)×1.15=4764.9 m3/min=79.415m3/s，取整为79m3/s。

5．矿井通风能力计算

（1）单个采煤工作面年产量计算

Aci=330×10-4lci·hci·rci·bci·cci

式中：Aci——采煤工作面年产量，万吨/年；lci——采煤工作面平均长度取150m；hci——采煤工作面煤层平均采高，放顶煤开采时为采放总厚度，取12.48m；rci——采煤工作面的原煤视密度，取1.43t/m3；bci——采煤工作面平均日推进度，取1.2m/d；cci——采煤工作面回采率，按矿井设计规范和实际回采率选取小值，取93％；则Aci＝330×10-4×150×12.48×1.43×1.2× 0.93=98.58万吨/年。

（2）单个掘进工作面年产量计算

Ahi=330×10-4Shi·rhi·bhi

式中：Ahi——掘进工作面年产量，万吨/年；Shi——掘进工作面纯煤面积取12m2；rhi——掘进工作面的原煤视密度，t/m3；取1.43；bhi——掘进工作面平均日推进度取13.3m，则Ahi=330× 10-4×12×1.43×13.3=7.53万吨/年。

该矿共有1个综采面，2个综掘面；采煤工作面在正常情况下年产为：综采98.58万吨/年,两个掘进面15.06万吨/年。

则：Apc=∑Aci+∑Ahi

Apc=98.58+15.06=113.6万吨/年。

三、矿井实际通风能力的验证

1．通风机运行验证

根据矿主扇风机的性能测试报告可知，矿主扇风机安装有变频装置，并根据实际生产需要主扇变频调整为40Hz，主扇叶片角度为40°，其运行工矿点参数为：1号通风机风量5200m3/ min，风压为1405.9Pa；2号通风机风量5200m3/ min,风压为1405.9Pa；风机实际运行工矿点处于安全、稳定、可靠、合理的范围内，矿井正常通风情况下，通风机的效率大于70％，说明通风机的运行效果较好，处于较为经济运行状态。

2.通风网络能力验证

矿井总进、总回风量比较大，但通风阻力较小，矿井通风阻力：hr=1435Pa，矿井等积孔：A= 2.73m2；说明该矿井通风状况良好，即通风网络通过风流的能力较强，根据通风阻力测定报告对通风系统不断地进行优化，以此，矿井通风网络能够满足矿井安全生产的各项需求。

3.用风地点有效风量验证

依据矿井有效风量测定的数据，井下巷道、用风地点的风流方向稳定，风量满足要求，矿井有效风量率为88％，井巷风速和温度均符合《煤矿安全规程》的规定。

四、矿井通风系统核定生产能力的确定

经对矿井各个系统通风能力的分析、计算、验证，最后确定矿井的生产能力，严格以风定产，通风系统完善，风流稳定，安全状况良好。

（责任编辑：李元）

作者单位：（山西省宁武能源投资有限责任公司）