长距离供风在凯川矿的应用

史俊伟

（刑矿集团凯川矿，山西 吕梁 033000）

1 基本情况

凯川矿于2013年11月建成投产、井田面积3.621km2，核定年生产能力120万吨、为证照齐全的生产矿井。

矿井采用斜立混合开拓方式，主立井井筒垂深206m，装备双钩箕斗，主要担负矿井的提煤、进风任务；副斜井井筒装备架空乘人装置，主要担负矿井的下料、提矸、进风和矿井人员运输任务；回风立井井筒垂深193m，装备梯子间，担负矿井回风任务和一个安全出口。矿井通风方式为中央分列式通风，为低瓦斯矿井；开采煤层均为焦煤，煤层自然倾向性为II级，属自燃煤层、煤层具有爆炸性；矿井水文地质和地质类型均为中等。

2 立项依据及可行性分析

在矿井生产过程中，为了准备新水平，新采区和回采工作面，都必须掘进大量的巷道，在掘进巷道时，尤其是掘进巷道距离过长，为了供给人员呼吸新鲜的空气，稀释掘进工作面的瓦斯和煤尘，并创造良好的气候条件，必须对掘进工作面进行通风。而随着矿井机械化程度的提高和煤矿生产技术的发展，长走向的采煤工作面得到了推广，长距离的掘进工作面已成为局部通风的主要工作，解决长距离通风的问题是解决辅助掘进的工程量实现工作面优化布置的前提条件之一，也是矿井安全生产的可靠保障。

长距离掘进供风为我矿第一次，长距离供风研究，选择配套的局部通风机和风筒，做到长距离局部通风系统的安全可靠、经济合理、技术先进。因此，要求其掘进长距离通风安全装备系列化，对于保证掘进工作面通风安全可靠性具有重要意义。长距离掘进安全技术系列化是在治理瓦斯、煤尘、火灾等灾害的实践中不断发展起来的多种安全技术装备，是预防与治理相结合的防止掘进工作面瓦斯、煤尘爆炸与火灾等灾害的行之有效的综合性安全措施。

双巷长距离掘进在设计方案时，确保掘进工作面供风量的充足，科学计算并选取合理参数，通过2016年新版《煤矿安全规程》的要求，力求达到安全、经济、高效三统一。

3 主要技术创新点：

根据5#煤层二采区双巷同时掘进，走向长度确定所需风量及局部通风机全风压的值在各类通风机的特性曲线上，确定局部通风机长距离供风风量充足，选择长期运行效率较高供风的局部通风机。

风筒延接方法改进。在原有的传统正反压边延接风筒接口方法的基础上，在每节风筒接口处进行反压边后在安设一个风筒防脱器进行加固，大幅度减少了风筒接口漏风量，同时彻底消除了风筒因接口不牢造成的脱节现象。

4 详细科学技术内容

1）按通风方法和最大通风距离，选择风筒类型与直径；

2）计算风机风量和风筒出口风量；

3）按掘进巷道通风长度变化，分阶段计算局部通风系统总 阻力；

4）按计算所得局部通风机设计风量和风压，选择局部通风机；

5）按矿井灾害的特点，综合计算、分析，确定采用技术先进的低噪、高效型配套安全技术装备。

6）优化后的通风系统设计方案

优化方案共计三种：

1）更改局部通风机位置，调整局部通风系统。

当运输顺槽及轨道顺槽掘进至1500m时，在运顺槽及轨道顺槽中间掘进第二个横川，在运输顺槽二横川向外50m处和运输顺槽与辅运顺槽一横川处各建筑一组风门，然后将辅运顺槽的局部通风机移至风门外。运输顺槽的回风经二横川至轨道顺槽二横川外段，与轨道顺槽的回风汇合共用二横川外段的巷道，回至回风大巷。

2）更换大功率局部通风机和大直径风筒。

更换大功率局部通风机，配备大直径的风筒，从而增加掘进工作面的供风量，以达到降低掘进工作面的瓦斯浓度的目的。

两种方案对比，如选用第二种方案，即更换大功率局部通风机和大直径风筒，此种方案比较传统，使用的大功率局部通风机和大直径风筒费用较高，风筒数量较多，无法保证风筒的漏风率，且日常管理工作繁多。故采用第一种方案，即更改局部通风机位置，调整局部通风系统，这种方案比较创新，经济合理，安全可靠。如果采用第一种方案无法达到降低瓦斯浓度的目的，可在更改局部通风机位置的方案的基础上更换大功率局部通风机和大直径风筒。

3）效果分析及注意事项。

本次只选用了通过更改局部通风机位置，调整局部通风系统的方案在运输顺槽与轨道顺槽双巷掘进期间的应用，并有如下效果。（1）增加了迎头的供风量，降低掘进工作面回风流中的瓦斯浓度，由原来0.12%～0.10%降低至0.04%～0.03%，效果明显；（2）减少风筒使用量，节约了材料费用，减少了日常维护风筒的工作量，做到了经济合理，安全可靠；（3）风筒数量减少，风筒漏风率降低，保证了掘进工作面的有效供风，改善了因风量不足造成的工作环境温度高、粉尘大、能见度低等工作条件。

5 经济效益分析

1）满足了长距离掘进巷道所需要风量，节省3000米风筒，及所需大功率局部通风机，日常风筒维护人员及精力。大幅度节省了人力、物力、财力。

2）经与相关厂家沟通，一套大功率2x28KW局部通风机售价3.8万，3000米风筒价格预算在10.5万，此次双巷长距离供风方案的应用，共节约资金约14.3万元，经济效果明显。

6 社会效益分析

经过此次长距离掘进巷道供风技术的应用，解决矿井掘进期间的远距离供风问题，保证掘进工作面的安全生产，为下一步双巷掘进更长距离的供风提供了有力依据。

7 推广应用情况

凯川矿双巷长距离掘进技术的应用，解决矿井双巷同时掘进期间的远距离供风问题，保证掘进工作面的安全生产，为下一步双巷掘进更长距离的供风提供了有力依据。还解决了掘进施工中搬家多，劳动强度大，贯通多，施工复杂的问题，提高了劳动效率，促进了安全生产，大幅度地降低了万吨掘进率，经济效益十分可观，为今后矿井发展创造了有利条件，社会效益显著。