马脊梁矿8105运输巷通风系统的设计

田志敏 王晓龙

（山西省大同市同煤集团马脊梁矿，山西 大同 037002）

1 工程概况

同煤集团马脊梁矿三盘区8105工作面运输巷主要用作8105工作面开采期间回风巷，巷道为矩形断面，宽度5200mm×高度3950mm。该巷道相对瓦斯涌出量0.57m3/t，绝对瓦斯涌出量3.42m3/min。

针对8105工作面的实况，选择两台型号FBDNO7.5-55kW局部通风机，采用局扇压入式通风方式，最长供风距离为1500m。通风系统方案如下：

（1）新鲜风：地面→二盘区进风立井→二盘区辅运、皮带大巷→三盘区辅运、皮带大巷→8105运输巷风机→风筒→8105运输巷迎头。

（2）乏风：8105运输巷迎头→8105运输巷→8105运输巷回风绕道→三盘区回风大巷→三盘区回风立井→地面。

2 风量计算

2.1 巷道通风基本参数

8105运输巷道通风基本参数：（1）掘进巷道最大通风断面S=5.2×3.95=20.54m2。（2）根据往年瓦斯等级鉴定，该运输巷道瓦斯相对涌出量为0.57m3/t，绝对瓦斯涌出量为3.42m3/min，二氧化碳绝对涌出量0.96m3/min。

2.2 实际需风量计算

（1）按该运输巷道CH4、CO2涌出量计算巷道需风量

式中：

K-备用风量系数，取K=2。

代入数据得：

（2）按工作人员数量计算

式中：

N掘-掘进工作面同时工作的最多人数，取30。

（3）按巷道允许的最低风速计算

有瓦斯涌出的岩巷、半煤岩巷和煤巷：Q掘≥ 60×0.25S掘=60×0.25×20.54=308m3/min。

按上述（1）～（3）条件计算的最大值，作为掘进工作面风筒末端的实际需要出风量Q掘。经上述计算，风筒末端出风量不得小于Q掘=308m3/min。综上所述，8105运输巷工作面需风量为Q掘=308m3/min。

2.3 选择局部通风机

（1）局部通风机实际需要吸风量计算

以掘进工作面计算需要风量Q掘和巷道设计最大供风距离1142m，计算局部通风机需要吸风量。

以掘进工作面计算需要风量Q掘和巷道供风距离在400m时，计算局部通风机需要吸风量。

式中：

Q掘-掘进工作面最低需要风量；

L-掘进工作面最大供风距离，m；

η-风筒百米漏风率，%，数据参考表1选取。

表1 风筒百米漏风率取值表

（2）根据马脊梁矿实际使用经验，井下使用的2×55kW的局部通风机吸风量为480m3/min（风机开一级），其最大吸风量可达850m3/min（风机开二级）。故巷道开口掘进时选择在皮带大巷内设置2台型号为FBD-NO7.5的局部通风机（功率2×55kW，一用一备）为8105运输巷工作面供风，可满足工作面需风量要求。

2.4 掘进工作面的全风压实际需风量

Q掘全对于煤巷：

建议进行河道清障、底泥疏浚，清除一些底泥污染；在岸边栽植水生植物，提高净水效果；考虑养殖水浮莲。据介绍，一亩水浮莲短期内可以吸收氮50 kg、磷10 kg，对水体中的酚、汞、铅、镉、砷等也有极强的富集能力，可提高水体自净的速度。

式中：

Q局测-局部通风机实际吸风量，m3/min，根据工作面需风量要求，8105工作面风机一级风实际吸风量为Q局测=480m3/min，二级风实际吸风量为Q局测=850m3/min；

I-同时为掘进工作面供风的局部通风机台数；

S-风机安设地点的巷道断面积，S=20.54m2。

开一级风机时，Q掘全=480×1+60×0.25×20.54=789m3/min。

2.5 按最大风速验算

经上述验算，工作需风量Q掘=308m3/min符合要求。因为考虑到还有另外两条联巷需要供风，约为1000m3/min，故在巷道刚开口时开一级风机，届时全风压风量为Q全=1636m3/min。随着巷道的掘进，当巷道掘进超过400m时，8105运输巷局部通风机开二级，全风压风量为1846m3/min。

2.6 掘进工作面全风压风量计算

根据《煤矿安全规程》规定，局扇安装地点到回风口之间的最低风速不得低于0.25m/s，可确定全风压供给掘进工作面的风量。

式中：

Q掘全-全风压供给掘进工作面的风量，m3/min；

Q风机-选定局扇的实际吸风量为850m3/min；

I-同时为掘进工作面供风的局部通风机台数；

S-局扇安装地点的巷道断面，20.54m2。

则全风压供给该局部通风机风量不得低于1720m3/min。

2.7 工作面风量验算

（1）按8105工作面允许的最大风速进行验算：Q掘≤ 60×4.0×S掘=240×20.54=4926（m3/min）。（2）按8105运输巷道允许的最低风速进行验算：Q掘≥ 60×0.25，S掘=60×0.25×20.54=308.1（m3/min）。（3）根据上述计算可知，工作面风筒末端实际供风量必须满足上述两个条件的要求，即308.1（m3/min） ≤Q供≤ 4926（m³/min）。根据选定的局部通风机型号，考虑风筒的漏风因素，计算出工作面风筒末端的实际供风量为Q供=850×1×（1-0.01×2400×2.08%）=425.68（m3/min），风量满足要求。

综上所述，8105巷掘进工作面选用2台型号为FBD-NO7.5的局部通风机（功率2×55kW，一用一备），能满足风量要求。

3 掘进工作面局部通风机和风筒的安装及管理

（1）根据上述风量计算及风机选型可知，8105运输巷开口掘进时采用2台（一用一备）FBD-NO7.5局部通风机压入式通风，风筒采用直径为Ф1200mm的柔性阻燃风筒。2台风机设置在皮带大巷内，风机安装时离地高度不得小于0.3m，同时根据实际情况开二级风机。

（2）做好局部通风机及其启动装置的安装点的选择，风机开关必须放在距吸风口上风侧不小于10m的位置，开关附近严禁有其他电器设备。

（3）针对局部通风机必须要设置专业的岗位进行专人负责管理。安装风机自动切换装置，在主风机停止运转后可以及时启动备用风机保障供风的连续性。

（4）巷道常备备用风筒，且8105运输巷中部及风机安装地点各两节，风机前放两节拐弯风筒备用。

4 结论

在对煤矿通风系统设计的基础上，通过对马脊梁矿8105工作面运输巷通风风量的计算，完成了通风机及电动机的选型，并提出了掘进工作面局部通风机和风筒的安装及管理措施，保障了掘进工作面的通风需要。