五阳矿75采区通风系统分析与优化

（潞安集团五阳煤矿，山西 长治 046205）

1 矿井概况

1.1 简介

山西潞安环保能源开发股份有限责任公司五阳煤矿始建于1956年，1963年投产，经过数次技改，现核定生产能力为3.60 Mt/a。井田南北长约13 km，东西宽约10 km，面积约为78.3649 km2。矿井开采二叠系下统山西组中下部的3#煤层，该区域3#煤层厚度3.75～7.6m，平均厚度6.13m，赋存稳定。五阳煤矿为高瓦斯矿井，矿井通风方式为分区对角混合抽出式，现有通风巷道达130000m，属典型的点多、线长、面广通风系统。

1.2 75采区基本情况

（1）75采区通风系统现状

75采区无采掘工作面，仅保留有通风巷道，位于井田中部，处于南丰井和西风井两个通风系统结合部，由主斜井、新副井进风，经75采区各通风巷道，分别进入南丰井系统和西风井系统，具体情况见图1、表1。

（2）风量分配及巷道阻力通风阻力计算：P=Q2×α×L×l/S3式中：P为巷道阻力，Pa；Q为巷道风量，m3/s；α为阻尼系数，喷浆巷道取0.009，锚网支护巷道取0.015；L为巷道长度，m；l为巷道周长，m；S为巷道断面，m2。

图1 75采区通风系统图（优化前）

2 存在问题及原因分析

2019年4月1日至30日，75采区多次出现风量、瓦斯异常变化情况。

1）75-2#架空人车巷位于75采区和76采区之间，通风线路复杂，抗干扰能力差。多次因75采区、76采区系统调整，75采区、76采区用风量发生变化，造成75-2#架空人车巷风速、风量及风向均发生变化，整个巷道微风或无风，系统紊乱、瓦斯积聚等问题频繁出现，并且长时间存在。

2）75采区无采掘工作面，用风量较少，独立回风系统仅有75-5#区段专回巷担负75-5#区段变电所、75-5#区段水仓、75-1#变电所等硐室的回风任务，导致该区域配风量较少，巷道风速低。主5#皮带风量仅为432m3/min，风速0.47 m/s，煤仓正常放煤期间无法及时稀释瓦斯，造成煤仓下口瓦斯积聚。

3）南大巷（74车场口）段风速较高，达5.19 m/s，风阻较大，给75采区和76-2#区段通风系统增加负担。造成南大巷（74车场段）风速高的主要原因是76-2#区段进风和75采区进风在该段巷道叠加，导致风速大幅升高。

4）受76采区、76-2#区段主要进回风联巷风门75采区车场风门风井总回联络巷风门等多处永久控风设施的直接影响，75采区总风量随时会因风门启闭状态发生变化而改变。

3 系统优化方案

鉴于75采区无采掘工作面现状，采用“大幅增加75采区进风量，增大75采区在用巷道风速”的可行性较低，因此采用“改变75采区通风路线”方案。具体可通过控制75车场、75进风巷、75爬坡皮带巷和75-5#区段等处巷道的进风量，将75采区进风大部分分配至75-1#架空人车巷和主5#皮带巷，增大巷道风速，用于稀释75-1#架空人车巷和主5#皮带巷煤仓下口瓦斯，解决瓦斯异常积聚。其他巷道配风量以满足最低风速规定为原则。

表1 巷道风量分配及阻力分布

1）针对75-2#架空人车巷风速低、风向不稳定的问题，可通过控制75车场进风量、增加75-2#架空人车巷（76侧）负压，增加75-1#架空人车巷进风量、降低75-2#架空人车巷（75侧）负压，从而增加压差，加强系统抗干扰能力，解决巷道无风、微风的现状。即在75车场、75行人进风巷设置永久风门，改变南大巷风量进入76-2#区段的途径，减小南大巷整体进风量，同时将76-2#区段进风负压点转移至76采区，增加75-2#架空人车巷两端压差。

2）在75爬坡皮带巷车场、75爬坡皮带巷、75-5#区段轨道巷设置永久风门，控制75采区各进风巷道风量，增加主5#皮带巷进风量。

3）调整75-5#区段原有各永久风门调节风窗，控制巷道用风，结合（1）、（2）两步，增加75-2#架空人车巷和5#皮带巷进风量。

4 系统优化效果

2019年4月底施工完成了全部通风设施，5月初进行系统调整，测得各相关巷道优化前、后风速对比见表2，效果分析见图2。

表2 系统调整前后各巷道风量变化分析

图2 75采区通风系统（优化后）

分析数据可知：南大巷（74车场口段）风速降低32.37%，主5#皮带风速增加176.60%，75-2#架空人车巷风速增加441.86%。系统调整后，在2019年5月～12月共计8个月的生产过程中，76采区共计系统调整14次，75采区未出现任何巷道微风、风流反向的问题，主5#皮带下口放煤处未出现瓦斯积聚现象。

综上所述，通过优化75采区通风系统，解决了75采区存在的风量不足、瓦斯积聚等问题，保证了矿井、采区的安全生产。