加强通风系统治理提高通防可控程度

文/刘殿平

加强通风系统治理提高通防可控程度

文/刘殿平

在生产矿井中，矿井通风系统作为重要的生产系统之一，对维护矿井的正常生产和安全生产具有极其重要的意义。随着矿井开采水平的不断延深，开采区域的持续扩大，开滦能源化工股份有限公司吕家坨矿业分公司生产矿井原有风量已无法满足现场生产需要。为此，吕家坨矿进一步治理矿井通风系统，优化矿井通风网络，降低矿井通风阻力，提升矿井通风能力，为矿井安全生产奠定了坚实基础。

一、矿井概况

吕家坨矿是由波兰设计的大型水力化采煤矿井，1959年建矿，设计生产能力150万吨/年。随着矿井开采深度逐步加深，煤层倾角逐渐变缓，矿领导决定大力实施水旱转型战略。截至2004年6月，矿井结束了36年的水采历史，由水采全部转型为综合机械化采煤工艺。目前，矿井核定生产能力为330万吨/年，2012年实际产煤328.6万吨。矿井通风方式为单翼对角抽出式，西对角风井装备GAF33.5-20-1轴流式风机两台，一台运转一台备用，配套电机功率为2500kW。2012年矿井瓦斯绝对涌出量14.42m3/min，相对涌出量2.36m3/t；二氧化碳绝对涌出量16.319m3/min,相对涌出量2.67m3/t，为瓦斯矿井。可采煤层为II类自燃倾向煤层，煤尘爆炸指数在25.83%~21.53%之间，均具有爆炸性。

二、通风系统分析及改造方案的确定

吕家坨矿原设计因是水采矿井，巷道断面普遍偏小。随着开采水平的延深和开采范围的扩大，加之巷道受采动影响，年久失修与老化，塌冒严重，回风巷道未能得到及时维修，矿井通风阻力大。据数据资料显示，2005年矿井原煤产量在300万吨/年以下，矿井主通风系统长达55000m，矿井风量218m3/s，负压2850Pa，通风困难时期负压达到3350Pa。后期，上级公司要求年产量要达到330万吨，根据矿井通风能力核定，矿井风量必然超过280m3/s，矿井负压将超过3800Pa。因此，优化矿井通风网络，治理矿井通风系统，降低矿井的通风阻力势在必行。

本着立足当前、谋划长远、逐步完善的原则，吕家坨矿2005年委托邯郸设计院完成300万吨技改工程设计，对通风系统治理提出了初步方案；2007年与辽宁工程技术大学合作，完成“吕家坨矿330万吨通风系统扩能改造工程研究”项目，并与其共同开发了通风网络计算仿真系统，对通风系统进行仿真演算，确立最大通风阻力路线。此外，还委托开滦老科学技术工作者协会，共同研究公司发展对策，对矿井通风系统治理又提出了建设性意见。并由公司科技协会牵头成立治理通风系统攻关小组，由经理任组长、总工程师任副组长，组织不同专业工程技术人员共同攻关，最终确定以矿井回风系统治理为主，兼顾采区内部及工作面的降阻增风综合治理方案。回风系统治理方案包括开拓新巷道、刷扩老巷道等；采区系统治理包括采用沿空掘巷技术降低巷道压力、大断面掘进、提高支护强度等措施。

三、通风系统综合治理方案的实施

1.治理回风系统

近年来，吕家坨矿按照通风系统治理规划，区分轻重缓急，认真组织，稳步推进。每年安全费用列支1200万元以上用作通风系统治理专项资金，超过矿井安全费用投资的26%，且专款专用。回风系统刷扩巷道2210m，其中，刷扩-125西大巷810m，董盆回风山710m，董盆风桥240m，-800一采主山450m，所刷扩巷道断面全部大于14m2。新掘巷道2614m，其中-600到-125水平中央回风山1470m，-600中央西回风山484m,-600东回风山490m，-800三采新回风道170m，巷道断面都在14m2以上。见表1。

2．治理采区通风系统

为降低工作面通风阻力，吕家坨矿从2006年开始，把工作面进回风巷9m2以下巷道支护断面全面改为10.4m2以上。并从2009年开始用29U支架代替25U支架，进一步提高了支护强度。在工作面回风巷的布置上采取沿空掘巷新技术，即距离采空区2~5m避开压力集中区掘进巷道，6177、6179等工作面使用沿空掘巷技术布置巷道5100m，大大减少上部采空区对回采工作面回风巷道的压力影响。此外，2008年又引进了淮北岩巷锚注加固技术，对-600六采皮带石门、-950首采轨道石门等受采动影响的采区巷道进行锚注处理，提升了巷道治理质量。

四、通风系统综合治理方案实施效果

表1治理回风系统统计表

1．矿井风量得到提高

通过采取综合治理措施，矿井风量得到增加。由2005年的212.6m3/s增加到目前的286m3/s，矿井负压由2005年的2850Pa下降到1990Pa，矿井等积孔由4.74m2增长到7.62m2，满足了矿井提升生产能力、加强生产准备和治理瓦斯的用风需要。回采工作面配风调控能力显著增强，瓦斯涌出量较大的7、12煤层主力工作面，风量一般在20m3/s以上，最大达到32m3/s。

2．为矿井安全生产提供保障

建立以经理为组长的通风巷道治理攻关小组，确立治理方案，严格按照方案组织实施，通过矿井减阻提高风量，稳定通风系统，提高了“一通三防”安全可控程度，为矿井安全生产奠定了坚实的基础，矿井已连续安全生产2100多天。

3．防止了煤层自然现象的发生

矿井风压低，采空区漏风小，防止了采空区煤层自然发火的发生。

4．节约矿井通风费用

由于风阻降低、风量增加，主通风机有功功率由2005年平均712千瓦降低到现在的669.6千瓦，按照0.5元/千瓦时计算，每年节约通风费用18.57万元。

（作者单位：开滦能源化工股份有限公司吕家坨矿业分公司）

（责任编辑：周琼）