新老井贯通通风系统安全风险防范措施

张育磊

(山西金晖万峰煤矿有限公司，山西 孝义 032300)

通风系统是矿井生产系统的重要组成部分，对保证矿井正常生产和防治灾害发挥着关键的作用。矿井通风系统是一个复杂的、动态的系统，它的稳定性受众多因素的影响，其稳定性关乎生产的正常进行和工人的生命安全，因此对矿井通风系统的稳定性进行研究具有重大的意义[1-3]。

井巷、井筒贯通是矿井的一项重要工程，极易发生风流紊乱、瓦斯超限等安全风险。围绕着井巷贯通，我国《煤矿安全规程》在通风系统调整方面提出了明确的要求，学者也围绕着井巷贯通通风系统的可靠性、稳定性方面进行了不少的研究[4，5]，其成果也主要围绕着“局扇-局扇”、“局扇-主扇”的通风方式贯通工程，没有“主扇-主扇”贯通工程研究成果。东沟煤矿设计生产能力为0.9Mt/a，开采B2、B3、B42煤层，为技改矿井，井田总体呈一向北缓倾斜的单斜构造；瓦斯含量较大，属高瓦斯矿井。为充分回收资源，新井首采面利用了老井已形成的B42煤层回风巷，将老井已形成但未回采的工作面的资源进行了回采[6-8]，此方法提高了资源的利用率，减少了新井回采巷道的工程量，但由于贯通前新、老井均为独立的生产系统，而且矿井瓦斯较高，新老井的贯通存在风流紊乱、瓦斯超限等安全风险。为防范新井、老井贯通引发安全事故，经充分认证、分析，形成了周密的新老井贯通方案，确保了安全生产。

1 通风系统概况

1.1 老井通风系统

老井生产能力为90kt/a，布置两条斜井，中央并列抽出式通风；矿井在停产前布置了一个双翼开采的滑移顶梁工作面，受产业政策的影响，未能组织生产。新井、老井贯通前老井通风系统如图1所示，老井风流由中部的下山进入，通过中间巷、两翼原切眼，由回风巷，回至两翼回风上山，工作面在下山两翼形成倒“8”字形，新井、老井贯通前老井通风线路如图2所示。

图1 新、老井贯通前通风系统示意图

图2 新老井贯通前老井通风线路图

1.2 新井通风系统

新井采用斜井、多水平开拓方式，废弃了原有的生产系统，采用了全新的生产开拓布局，即新场地、新井筒、新系统；新井采用中央并列抽出式通风方式，主、副井进风，斜风井回风。新老井贯通前新井通风系统如图1所示，新老井贯通前新井通风线路如图3所示。

图3 新老井贯通前新井通风线路图

2 新老井贯通风流变化及其主要风险

东沟煤矿在贯通前，新井、老井分别形成通风系统，互不影响，一旦新井、老井贯前，井下各处将处于两条回风井，即两台风机的控制下，如若控制不好，井下风流出现紊乱，主要存在以下三种状况：

1)新井风机能力强，老井的进风大部或全部由新井抽出。此时，老井的风机无法抽出进风，老井范围内的+1560中间巷(西翼)至斜风井之间的巷道以及+1582水平西翼回风巷至斜风井之间的巷道将处于无风或微风状况。

2)老井风机能力强，新的进风大部或全部由老井抽出。此时，新井的风机无法抽出进风，新井范围内的绞车硐室、回风石门、回风斜井等巷道处于无风或微风状况。

3)新井、老井势均力敌，新、老井的大部风流均分别由各自的风井抽出。此时，新井的两个掘进工作面的将处于老井斜风井控制下，形成负压通风，新井的进风部分将由老井抽出；而老井的+1560中间巷(西翼)至B3+1620水平回风巷之间的巷道乃至老井与新井联通的部分巷道将处于微风状况。

由于东沟煤矿瓦斯涌出量较大，若部分巷道处于无风或微风状况，极易发生瓦斯超限现象。因此，新井、老井贯通前后不能出现上述情况，需要采取合理的调风方案，有效防范安全风险。

3 新老井贯通通风系统安全风险防范方案

为避免上述三种情况的发生，在新、老井贯通时要尽量保持新井、老井独立通风，减少新井、老井相互影响，贯通后尽快将新井开采的范围并入新井主扇控制范围。通风系统图如图4所示。

图4 新老井贯通后矿井通风系统示意图

3.1 安全风险防范方案

3.1.1 步骤一

1)内容：改变老井+1582回风巷与中间巷的风流方向，变倒“8”字型风流为逆时针环形通风。

2)时间段：1W4-201回风巷未与老井1582东翼回风巷贯通前。

3.1.2 步骤二

1)内容：回风巷贯通后停止老井主扇，打开斜风井防爆门，短期内形成“四进一回”的通风系统。

2)时间段：1W4-201回风巷与老井1582东翼回风巷贯通后。

3)主要做法：①构筑东翼回风上山调节风墙；②改造现有老井轨道上山与回风下山的风门为调节风门。

3.1.3 步骤三

1)内容：运输巷与老井+1560中间巷贯通前，为新井、老井再次形成独立通风做准备。

2)时间段：1W4-201运输巷未与老井1560水平中间巷贯通前。

3)主要做法：①构筑老井东翼开切眼内调节风门；②构筑新井一采区集中回风上山与1W4-201运输巷间的调节风门。

3.1.4 步骤四

1)内容：运输巷与老井+1560中间巷贯通后，新井、老井再次形成独立通风。

2)时间段：1W4-201运输巷与老井1560水平中间巷贯通后。

3)主要做法：①密闭老井主斜井和1W4-201回风巷回风联巷；②拆除老井轨道下山和回风上山之间的风门；③将1W4-201回风巷内与老井间所有联巷的调节风墙改造为永久密闭；④开启老井主要通风机；⑤拆除老井1、2、3、4、5、6号密闭，使得老井形成独立通风系统。

贯通后新、老井主要通风线路分别如图5、图6所示。

图5 新老井贯通后新井通风线路图

图6 新老井贯通后老井通风线路图

3.2 调风结果

按照以上调风方案，矿井制定了调风措施，严格落实调风方案，坚持调风时及时测风，确保风量，调风期间，新、老井通风系统稳定，未出现瓦斯超限，新、老井顺利、安全贯通。

4 结 论

为防范新井、老井贯通发生无风、微风巷道，发生瓦斯积聚，本文在对新井、老井通风系统分析的基础上，确定了新井、老井贯通通风系统安全风险防范方案，形成以下研究结论：

1)在新井、老井贯通时要尽量保持新、老井独立通风，减少新井、老井相互影响，贯通后尽快将新井开采的范围纳入新井主扇控制范围。

2)根据工作面巷道施工进度，及时施工通风设施，首先将老井工作面倒“8”字型风流调整为逆时针环形，有利于后期风流的调整。

3)为防范两台风机对吸出现问题，回风巷贯通后，暂时停止老井主扇，变矿井通风为“四进一回”，及时测风、调风，防止风量不足。

4)工作面两巷均贯通后，及时将新井、老井隔开，开启老井主扇，再次实现新井、老井分别独立通风。