平煤股份十矿通风系统调整方案研究

潘竞俊

摘要：矿井通风系统的优劣，直接影响着矿井的安全生产、灾害防治和经济效益。为了解决平煤股份十矿己四回风井检修时通风系统调整问题，对矿井进行通风技术测定，建立了矿井通风系统网络数据库，提出矿井通风系统调整方案，利用通风网络解算软件对各个方案进行了解算分析，并对各方案进行了对比分析，最后确定了矿井通风系统调整方案。研究结果保证了矿井通风系统的稳定和矿井安全生产。

关键词：通风调整;网络解算;技术测定

矿井通风系统是全矿井最重要的系统，矿井通风系统的优劣，直接影响着矿井的安全生产、灾害防治和经济效益[1-3]。矿井通风系统的不合理，将直接影响矿井的正常生产和矿井的抗灾能力，导致矿井经济效益的严重滑坡[4-7]。为确保矿井安全生产、稳产和高产，提高矿井的抗灾能力，通风系统必须保持最佳的运行状态[8-9]。

矿井通风系统调整改造是一个由定性和定量相互结合、相互关联、相互制约的多因素构成的复杂系统的决策问题[10]。目前在工程实践中，矿井通风系统调整改造方案的选择往往是通过专家、技术人员对各方案进行定性分析比较，筛选出几个技术可行的方案后，再进行概要的经济比较，根据经济比较的结果最终确定矿井通风系统方案[11-13]。以往人们用“矿井等积孔法”、“有效风量”等单指标来评价矿井通风系统，现今已经不适用，开始研究采用多个指标对通风系统进行评价[14-16]。

平煤股份十矿目前通风系统复杂，进、回风井多，两层煤联合开采，并且随着开采深度的增加，通风路线也将变长，矿井通风阻力比较大，为了保证安全生产，有必要对现行通风系统进行通风技术测定分析，确定通风系统调整优化方案，这对保证通风系统稳定及矿井安全快速生产发展有着非常重要的现实意义。

1矿井概况

平煤股份十矿位于平顶山市东北部，距市区中心约6km，行政区划属平顶山市卫东区。东西向长4.5km，南北倾斜宽7.0km，井田面积31.5km2.矿井采用立井、斜井，多水平开拓方式，分区与中央并列混合式通风方式。平煤股份十矿全矿井共有三个水平：一水平（-140m，残采），二水平（-320m，生产），三水平（-870m，在建）;己二、己四、戊组中区和戊七采区四个生产采区和一个准备采区（三水平己三采区）。矿井为煤与瓦斯突出矿井，所采煤层均为Ⅱ级自燃煤层、均具有爆炸性。

目前，平煤股份十矿采用分区抽出式通风，全矿共有四个回风井，分别是己四回风井、丁三回风井、三水平回风井和北二回风井。己四风井配备两台2K60-4NO.28对旋轴流式通风机，一台工作、一台备用，电机功率800KW，主扇风叶运行角度40°，担负二水平己四、己二采区及三水平己三采区的供风;丁三风井配备两台AGF606-2.44-1.4-2对旋轴流式通风机，一台工作、一台备用，电机功率500KW，主扇风叶运行角度-12.5°，担负一水平戊七采区的供风;三水平风井配备两BDK618-8-No.30对旋轴流式通风机，一台工作、一台备用，电机功率1000KW，主扇风叶运行角度-6°，担负二水平北翼中区、东区（回收之前）及三水平戊组采区的供风;北二回风井配备俩台FBCDZ-8-NO.27对旋轴流式通风机，一台工作、一台备用，电机功率500KW，主扇风叶运行角度-2.5°，担负己三采区的供风。

2 通风阻力测定及网络数据库建立

2.1 通风阻力测定

根据平煤股份十矿通风系统的具体情况，针对己四回风井、丁三回风井、三水平回风井、北二回风井四个回风井担系统选择了四条主测路线，采用精密气压计基点法测定静压的方法，并测定各个测点风速、温度和湿度，依次序测完系统内选定的线路，将数据列入表内，出井后进行数据处理。得出主要参数见表1.

从表1可以看出，通风阻力测定相对误差均小于3%，精度符合要求;通风难易程度均为容易。

2.2网络数据库建立

根据通风网络、各分支风阻值和目前运行主要通风机的特性曲线，对当前通风网路进行计算机解网，可以获得通风网络中各分支的风量，得出网络数据库。通过网络解算得到的通风机运行工况和各主要通风巷道的风量与实际测定风量对比见表2、表3.

由上表可以看出，解算的主要巷道的风量与实际风量比较吻合，解算结果的相对误差均小于10%，从而说明通风网路中各分支的风阻值的测算结果是可靠的，满足网路分析的要求，可以作为矿井通风系统改造、优化和管理的数据参数。

3 矿井通风系统调整方案研究

3.1矿井通风系统调整方案的提出

矿井己四回风井井壁于2018年4月13日13时02分片帮掉碴，落至井底，截至16：11井筒底板全断面落的浮碴约1.2m-1.5m厚，掉碴约4至5矿车，之后未再出现掉碴现象，堵塞部分通风断面增大了通风阻力，风机负压上升至2550Pa，之后总回风量和回风井负压等参数保持正常，经测定己四回风井总回风量基本不变。

为防止井壁再次掉碴，大面积堵塞通风断面，造成己四回风井主要通风机不能正常运转，经协商特制定己四回风井主要通风机停运井筒维修通风系统调整方案，即己四回风井主要通风机停运、北二回风井主要通风机上调扇叶角度后，北二回风井担负己四采区、己三采区部分地点供风任务，己二采区封闭、己三采区部分工作面封闭。在此基础上，提出以下三个系统调整方案：1）己组煤所有掘进面风机开单级运行;2）关闭掉33200风巷高位巷等己组掘进面;3）关闭部分己组掘进面、部分己组掘进面风机开单级供风。

3.2矿井通风系统调整方案的解网分析及方案确定

方案一解算结果：己组煤所有掘进面风机开单级后，己16-24060采面基本能满足需要，己15，16-24100采面风量不能满足需求，方案不可行。

方案二解算结果：在关闭掉33200风巷高位巷等掘进面后，己16-24060采面和己15.16-24100采面風量均可以满足需求，且风量富裕。

方案三解算结果：在部分己组掘进面关停、部分己组掘进面后风机开单极，己16-24060采面和己15.16-24100采面风量基本可以满足需求。

考虑方案三部分己组掘进面风机开单级供风，掘进面风量不稳定，容易导致瓦斯积聚等事故发生;综合考虑确定采用方案二，停掉33200风巷高位巷等己组掘进工作面，并尽快开展己四风井壁维修工作。

4结语

通过对矿井通风技术测定建立了矿井通风网络数据库，验证通风网络数据库的可靠性;根据矿井己四风机临时停运时生产部署，提出了系统调整方案，并对其进行了网络解算分析，掌握了各方案实施后各个风机的工况以及工作面的风量供需情况，经对比分析确定了系统调整方案，为煤矿生产安排提供可靠的数据，对矿井通风系统稳定有着重要的现实指导意义。

参考文献：

[1] 陈长华.风网稳定性的定量分析[J].辽宁工程技术大学学报，1992，22（1）：292-294.

[2] 朱政宏.多风井矿井通风系统稳定性分析研究[D].安徽理工大学，2012.

[3] 谭允祯.矿井通风系统管理技术理论[M].煤炭工业出版社，1998.

[4] 王旭斌，赵梓成.通风系统可靠性分析[J].昆明理工大学学报（自然科学版），1994（5）：100-106.

[5] 刘承思.通风网络计算原理[M].山东科学技术出版社，1990.

（作者单位：1.河南理工大学安全科学与工程学院;2.平顶山天安煤业股份有限公司十矿）