煤矿通风系统优化技术的应用与实践

刘伟

【摘 要】矿井通风系统的优化技术是煤矿安全生产的一个重要环节，怎样合理优化通风系统，对降低矿井通风阻力、提高矿井防灾抗灾能力和增加矿井的经济效益有着重大的影响。

【Abstract】The optimization technology of mine ventilation system is an important link in coal mine safety production. How to rationally optimize the ventilation system has great influence on reducing mine ventilation resistance， improving mine disaster prevention and fighting ability and increasing economic benefit.

【关键词】煤矿；通风系统 ；优化

【Keywords】coal mine； ventilation system； optimization

【中图分类号】TD263 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2018）04-0129-02

1 矿井通风系统情况

辛安矿为高瓦斯矿井，矿井通风方式为混合式，通风方法为抽出式。有五个进风井，分别为主斜井、皮带斜井、副斜井、辛安南副井、辛安风井，两个回风井，辛安南风井和黄沙风井。其中辛安南风井安装有两台GAF-30-20-1型风机，其中一台使用一台备用，电机功率1400kW，风机角度-9度；黄沙斜风井安装有两台FBCDZ№20型风机，其中一台使用一台备用，电机功率2*185kW。

目前黄沙斜风井回风量为3801m3/min，通风阻力为1450Pa，等积孔1.90㎡，该风机主要负担+32m水平、-100m水平独立通风硐室的通风风量；辛安南风井回风量10440m3/min，通风阻力2880Pa，等积孔3.78m2，该风机主要负担-280m水平、-500m水平独立通风硐室及矿井所有生产地区的通风风量；目前全矿井综合等积孔5.51m2，矿井有效风量率为91.94%。

11216采区通风现状。辛安矿11216采区为两翼开采，布置有三条下山巷道。分别为：11216采区运煤下山、11216采区通风下山、11216采区轨道下山；目前，南翼布置有112161回采工作面、112165运煤巷通路掘进工作面、112164配巷掘进工作面；北翼布置有112163运料石门掘进工作面、-500大巷煤柱里块切眼掘进工作面，该系统存在以下弊端：

①112161工作面，风排瓦斯量为3.36m3/min，瓦斯抽采量3.1m3/min，瓦斯绝对涌出量为6.46m3/min。工作面回采期間瓦斯涌出量大需风量大。

②112165运煤巷掘进期间瓦斯涌出量较大，巷道掘进期间需两组FBDNO6.3/2*30kW局部风机供风，需风量较大。

③ 112163运料巷也将进行掘进，布置采煤工作面，生产集中，通风困难。

④ -500m大巷煤柱里块运煤巷也需一定的风量，满足生产的需求。

目前11216采区回风量为4553m3/min，生产地区集中，通风困难，增加风量急需解决[1]。

2通风系统优化改造方案

2.1 -500通风系统优化改造方案简介

在-500水平煤巷中新掘一条820m通风系统，为11216采区回风服务，掘成后与-500南翼回风配合作为11216采区双巷回风使用，缓解11216采区的供风压力，减小辛安南风井的通风阻力。

2.2 效果检验

该方案掘进煤巷820m，每掘一米巷道费用3000元，共计费用：820×3000=246万元。有效提高了辛安南风井风机的有效风量率，增设一条采区回风巷，提高了矿井通风系统的稳定性与可靠性。该方案在煤巷中掘进，掘进速度快，掘进过程中也有效回收煤炭1.5941万吨，巷道贯通后投入使用后也可解放45万吨煤，经济效益共计：45+1.5941=46.5941万吨×750元=3.495亿元。根据矿区实际决定采取以上方案，对-500通风系统进行优化改造。该方案不仅能够有效解决原有11216采区通风系统的所有通风难题，同时也是安全效益与经济效益最优方案[1]。

3 -500通风系统优化改造前、后该地区通风系统

优化改造前11216采区通风系统：辛安南副井→-500m进风下山→-500m轨道下山→-500m主下山→-400m大巷→-400m皮带机道→11216采区运煤下山、11216采区轨道下山→11216采区各采掘工作面、车房、硐室→11216通风下山→-500m南翼总回→-500m通风下山→辛安南风井

优化改造后11216采区通风系统：辛安南副井→-500m进风下山→-500m轨道下山→-500m主下山→-400m大巷→-400m皮带机道→11216采区运煤下山、11216采区轨道下山→11216采区各采掘工作面、车房、硐室→11216通风下山→-500m南翼总回、-500通风系统改造→-500m通风下山→辛安南风井

3.1 通风系统优化改造方案的实施

3.1.1 优化改造步骤

①首先，在保持-500m通风系统不变的情况下，新掘一条820m长-500m通风系统改造与11216采区通风下山贯通。

②系统调整前，在11212联络巷建调节风门两道、-500m三风眼外进风侧建调节风门两道、-500m南大巷正前建调节风门两道，112121运煤通路建挡风墙一道、-500通风系统改造运料石门建调节风门墙两道，巷道贯通前这些设施要全部建好。

③在系统调整当班，关闭以上新建调节风门，拆除-500三风眼处原三组风门，将11216采区通风下山的回风引入-500通风系统改造巷内，与-500m南翼总回作为11216采区的双巷回风使用。通过调节各处调节设施，使各处风量满足风速要求，直至达到风量要求、瓦斯不超限。

④安排测风员对-500m水平各巷道进行测风，直至各通风巷道无微风现象后，-500m水平通风系统优化改造结束。

该优化改造方案共需新建通风设施9道，将-500m通风系统改造巷调整为11216采区回风巷道使用，由原只有-500m南翼总回一条巷道担负11216采区的回风状态更改为由-500m南翼总回与-500m通风系统改造双巷回风，有效降低辛安南风井通风阻力，增加该风井的回风量。

3.1.2 -500m通风系统改造巷道断面验算

目前-500m通风下山巷道实际规格为4.5m×3.2m（宽×高），巷道净断面12.22m2，满足巷道风速要求。

巷道实际风速计算

3.1.3 安全技术要求

①在系统改造完成后，每班由通风区安排专人对各处通风设施进行检查，发现通风设施异常应立即安排专人进行维护，确保-500m水平通风系统的稳定。

②安排各地区瓦斯检查工加强对本地区通风瓦斯情况进行普查，发现出现无风、微风，或者瓦斯出现异常时，必须立即汇报通风区值班室，由通风区安排专人进行处理。

③在-500m通风系统改造测风站处安设甲烷传感器1台，风速传感器1台，同时严格按《煤矿安全规程》要求每15天对甲烷传感器进行调校与闭锁实验，确保安全监控系统的正常运行。

3.2 预计改造后通风系统风量分析

预计优化改造后11216采区通风系统：辛安南副井→-500m进风下山→-500m轨道下山→-500m主下山→-400大巷→-400m皮帶机道→11216采区运煤下山、11216采区轨道下山→11216采区各采掘工作面、车房、硐室：112161工作面、112164配巷、112165运煤巷通路、112163运料石门、-500大巷煤柱里块切眼、11216采区泵房、11216采区轨道车房→11216通风下山→-500通风系统改造、-500m南翼总回→-500m通风下山→辛安南风井。

4 改造后的优势

通过通风改造后，进一步优化了辛安南风井风量分配，矿井通风系统更加稳定可靠，各采掘头面风量配备更合理。同时11216采区增加一条回风巷，消除了安全隐患，应急避险功能进一步完善。解放呆滞煤量46.5941万吨。岩巷掘进改为煤巷掘进，提高了速度，降低了成本，回收了呆滞煤。有效降低矿井通风阻力，增加风量。矿井主要通风机运行工况更加合理，经济效益显著。