司马矿新回风井带风网试运转及通风系统调整

李 超

(潞安矿业集团公司 通风处，山西 长治 046204)

1 基本情况

1.1 通风系统

司马矿井田开拓主要为立井开拓，矿井通风方法为机械抽出式。主立井、副立井、新进风立井和新回风立井为进风井，中央回风立井为回风井。

目前矿井中央回风立井安装两台型号为FBCDZ-10-No29的对旋轴流式主通风机，电机额定功率为2×630 kW，额定转速n=580 r/min，主通风机叶片运行角度为+6°，2号主通风机运行，主通风机负压为2 760 Pa，主通风机排风量为13 970 m3/min，总风阻R=0.050 9 N·s2/m8。

回采工作面最大绝对瓦斯涌出量为27.31 m3/min，掘进工作面最大绝对瓦斯涌出量为3.42 m3/min，矿井最大相对瓦斯涌出量为9.61m3/t，最大绝对瓦斯涌出量为60.67 m3/min。

目前，新回风井区的进风井筒和回风井筒落底与井下巷道贯通,井底的附属巷道施工完毕，地面设备试运转结束，已具备新回风井联网试运转、通风系统调整条件。

1.2 采掘情况

全井田共划分为三个采区(一采区、二采区和三采区)，其中一采区共布置一个配采工作面(1109工作面)、一个掘进工作面(1115出煤巷掘进)；二采区共布置一个回采工作面(1209工作面)、一个结采工作面(1213工作面)、一个掘进工作面(1218风巷掘进)、一个局扇供风(1213排水巷)；三采区共布置一个圈定工作面(1303工作面)、三个掘进工作面(三采区辅助回风巷掘进、三采区辅助胶带巷掘进和三采区猴车巷里段掘进)。

2 新风井联网试运转必要性分析

根据司马矿采掘衔接规划及三采区新风井初步设计，为保证矿井采掘接替进度，需加快三采区新进、回风立井井筒和新主通风机配套设施建设。

现阶段司马矿中央回风立井主通风机负荷偏高、风量偏紧，随着三采区向深部采掘，三采区风量需求增大，中央回风立井主通风机将不能满足三采区采掘活动任务；且中央回风立井主通风机目前叶片角度为最大角度不利于主通风机的安全稳定运行，需尽快试运行新回风立井主通风机来减少中央回风立井主通风机负荷。

3 通风系统预测分析依据

参照第三方单位对矿井最新通风阻力测定的相关数据，对司马煤矿已有巷道取测定值；对预测部分未形成的设计巷道，取本矿相同物理参数下已有巷道的实测值；其他情况取测定经验值[1]。

按照《煤矿安全规程》第一百零四条规定，根据《煤矿通风能力核定标准》(AQ 1056-2008)和《煤矿井工开采技术条件》(AQ1028-2006)标准，对全矿井各采区用风点需风量进行了计算(新的矿井风量计算方法2019年10月颁布)。

计算得全矿井需风量14 410 m3/min，配风量17 930 m3/min。

4 新风井带风网试运行分区方案

新回风立井主通风机带风网试运行后矿井通风方式改为分区式通风，中央回风立井担负一、二采区区域，一、二采区区域通风系统变化不大；新回风立井担负三采区区域，三采区区域通风系统仅新进、回立井区域有较大变化。

考虑新回风立井主通风机带风网试运行时，中央回风立井主通风机由于担负区域减少，需要调整主通风机运行工况；同时在三采区回风巷与专用回风巷连接处加设两道永久密闭，对新回风立井主通风机通风系统与中央回风立井主通风机通风系统分区管理(分区具体位置如图1所示)。

图1 新回风立井分区位置局部

5 通风设施变化情况及通风系统调整顺序

5.1 通风设施变化情况

1) 新回风立井主通风机带风网试运行前需施工2道永久密闭、2道永久风门、2道调节风门(以上设施只需提前打好墙体，试运行当天井下通风系统调整时再将其关闭)。

2) 新回风立井主通风机带风网试运行后需拆除12道调节风门和加固2道永久风门(主通风机试运行过程中先打开，待主通风机带风网试运行完成且系统稳定后拆除)。

5.2 通风系统调整顺序

1) 将中央回风立井主通风机叶片角度调至+3°，观察主通风机运行情况；

2) 调整井下通风设施(5 min内完成)；

3) 启动新回风立井1号主通风机并对1号主通风机运行参数进行设定；

4) 新回风立井1号主通风机稳定运行1 h后对全矿井测风，测风完毕后切换2号主通风机运行，待两台主通风机均安全稳定运行后，新回风立井主通风机试运行结束[2]。

6 新回风立井主通风机带风网试运行时通风系统预测分析

根据新回风立井主通风机带风网试运行方案对通风系统进行调整完成后，矿井主立井、副立井和新进风立井进风，中央回风立井和新回风立井回风。其中中央回风立井通风系统担负区域减少三采区区域，总阻力增加；一、二采区区域通风系统变化不大；新回风立井通风系统将担负三采区通风任务。

考虑未来采掘用风需求，由于三采区水平正处于准备阶段，随着矿井采掘活动的进一步推进，将来用风点增多，矿井三采区需风量加大，若新回风立井主通风机按试运行当时的需求工况试运行，则随着矿井需风量的增大，需要频繁的对主通风机进行变频调速，影响生产。考虑到以上问题，本次新回风立井主通风机试运行时按主通风机排风量达到8 000 m3/min进行预测。

通过对新回风立井主通风机带风网试运行时的矿井通风系统进行模拟解算，结果如下：

1) 中央回风立井现运行角度+6°，已为该主通风机最大叶片角度，主通风机能力已达到最大；为了保证新回风井主通风机带风网试运行期间中央回风立井主通风机能在合理稳定范围内，应在中央回风立井所担负的通风系统进行调整降低其通风阻力，从而保证中央回风立井主通风机安全可靠。

通风系统调整完成后，为了保证整个矿井通风系统的稳定性，避免出现两通风系统进风区域风流紊乱现象，控制新进风立井进风，使得其与新回风立井出现一定的差值，来保证整个矿井通风系统的稳定。

2) 当中央回风立井主通风机排风量达到用风需求时，主通风机负压为2 715 Pa，主通风机排风量为11 205 m3/min，叶片运行角度为+3°。

系统调整后中央回风立井担负区域减少，通风系统风阻增大；中央回风立井主通风机性能曲线与所担负区域风阻匹配情况良好，能保证中央回风立井主通风机安全稳定运行。

3) 当新回风立井主通风机排风量达到用风需求时，主通风机负压为1 150 Pa，主通风机排风量为8 000 m3/min。

新回风立井主通风机带风网试运行时，主通风机性能曲线与所担负区域通风系统风阻匹配良好。

7 结 语

1) 新回风立井主通风机带风网试运行时，中央回风立井主通风机能满足担负区域所有用风需求且主通风机性能与所担负区域通风系统风阻匹配良好，风量富余，新回风立井主通风机试运行时中央回风立井主通风机参数设置情况：主通风机叶片角度+3°，主通风机负压2 715 Pa，主通风机风量11 205 m3/min。

2) 新回风立井主通风机带风网试运行时，新回风立井主通风机能满足担负区域所有用风需求且主通风机性能与所担负区域通风系统风阻匹配良好，风量富余，新回风立井主通风机试运行时新回风立井主通风机参数设置情况：主通风机叶片角度-3°，主通风机运行频率31 Hz，主通风机负压1 150 Pa，主通风机风量8 000 m3/min。