深井通风进风段降阻及系统优化

公为梅 徐 超 秦 鹏

（山东省天安矿业集团有限公司，山东 曲阜 273100）

1 概述

星村煤矿采用副井进风，主井和西风井回风的混合抽出式通风系统。主井地面安装两台FBCDZ-№20对旋轴流式主要通风机，一台运转，一台备用；各配备两台YBF2-315L2-8型电动机，电机功率110 kW，风机叶片角度0°，变频调节；西风井地面安装两台FBCDZ-№26对旋轴流式主要通风机，一台运转，一台备用；各配备两台YBF450M2-8型电动机，电机功率为250 kW，风机叶片角度5°，变频调节。

矿井现阶段风量分配情况如下：矿井总进风量7934 m³/min，其中东翼轨道大巷585 m³/min，西翼轨道大巷7097 m³/min；西翼进风下山2042 m³/min，西翼-1196 m轨道巷5853 m³/min，西翼-1196 m进风巷（二部猴车道）683 m³/min；集中进风巷下平巷5133 m³/min，集中回风巷356 m3/min，3306轨道顺槽1079 m³/min，七采区轨道巷3361 m³/min；西风井回风5827 m³/min，主井回风2223 m³/min；主井总回风量2650 m³/min，西风井总回风量5920 m³/min。

经过测算星村煤矿主井通风阻力1 468.5 Pa，进风段1 107.2 Pa，占比75.3%；西风井通风阻力为2 116.7 Pa，进风段1 107.2 Pa，占比52.3%。

矿井进风段通风阻力大，大大增加了矿井风机运行负荷，如不降低通风阻力极易造成风机超负荷运行以及后期通风系统紊乱。三采区三部猴车处于集中回风巷，空气潮湿温度大，人员和机电设备长期处于回风中，设备故障率高，职业卫生防治难度大。为此，需降低矿井进风段通风阻力，经济化运行西风井和主井主要通风机，提高通风系统稳定性。

2 降低进风段通风阻力及系统优化

根据整个矿井的采掘部署情况，调整三采区通风系统，降低进风段通风阻力，进而进一步优化整个矿井通风系统。

三采区现为一进两回的通风方式，其中集中轨道巷为进风巷，集中回风巷和集中运输巷为回风巷。现三采区回采3311工作面，经过计算将集中回风巷改为辅助进风巷形成两条进风巷道，能够有效地降低进风段通风阻力。系统调整前、后通风示意图如图1、图3。

图1 通风系统调整前通风示意图

图3 通风系统调整后通风示意图

2.1 前期准备工作

三采区3311工作面回采结束后完成封闭和采空区注浆封堵，集中运输巷二、三巷联络巷构筑平衡无压风门2道（二号联络巷风门已投入使用），集中运输巷和集中回风巷之间为3307、3311运煤服务的联络巷即将完成永久性风墙的施工，为集中回风巷改造为辅助进风巷提供了条件。

2.2 通风系统优化技术措施

（1）调整通风期间，停止全矿井下所有地点的采掘作业活动。

（2）通风系统调整前认真检查井下所有设施，保证风门灵敏、可靠，调节挡墙、调节风门控制风量符合设计要求，密闭前瓦斯符合规定。

（3）监测监控中心对监测监控系统进行一次全面检查，确保报警、断电功能灵敏可靠，数据显示准确。调整期间，机台值班人员加强全矿监测监控系统的管理，密切观测各传感器显示变化情况。

（4）各采掘工作面上、下巷及转载点等易产生煤尘的地点，必须提前洒水灭尘，冲刷清扫干净。

（5）矿总工或通防副总在调度机台负责全面调度指挥矿井通风系统的调整工作；通风设施工负责开启集中回风巷下平巷（三部猴车机尾）处风门并将风门固定，负责开启集中三号联络巷风门并将风门固定，负责关闭集中运输三号联络巷风门并恢复风门闭锁装置；测风工负责通风系统调整后调整集中二号联络巷风门，根据调整通风系统后辅助进风巷及集中进风巷风量差值大小确定是否开启集中二号联络巷风门，负责测量集中进风巷、-1196 m轨道大巷（车场）、3306轨道顺槽、三采区高压配电点、3308轨顺联络巷、七采区轨道巷、西风井联络巷、西翼轨道大巷、东翼轨道大巷的风量。如图2、图4。

图2 通风系统调整前通风网络示意图

图4 通风系统调整后通风网络示意图

（6）井下三组测风人员及四组通风设施调整人员到达指定地点，向调度机台和工区汇报，做好调风准备。

（7）通风设施调整组人员接到调风命令后，开始按各自分工调整通风设施，集中回风巷下平巷（三部猴车机尾）及集中二号联络巷处风门先改为手动模式后再做调整。调整完毕后及时汇报调度机台及通防工区并在各自电话附近等待命令。

（8）测风员接测风命令后，及时测量各主要地点风量并汇报调度机台及通防工区，等待命令。

（9）经调整通风设施并检测各用风地点风速满足《煤矿安全规程》规定，且确认各处通风设施稳固后，以上各组负责人汇报调度机台，根据机台指令撤离各自的分工地点。

（10）根据主要通风机安全检验报告，西风井和主井主要通风机运行频率分别调整至45 Hz、35 Hz。

（11）进风段通风阻力优化后，拆除集中回风巷（三部猴车机尾）、集中二号联络巷、集中三号联络巷风门状态传感器；在集中回风巷（集中三号联络巷至3311运顺段）安设甲烷传感器与一氧化碳传感器；撤除集中回风巷机电设备前甲烷传感器。

3 结语

（1）系统优化后通过计算，矿井进风段通风阻力由1 536.38 Pa降为997.4 Pa，降低了538.98 Pa。

（2）减少集中回风巷一个用风地点，矿井需风量降为7626 m3/min。

（3）进风段通风阻力优化前西风井主要通风机运行频率为48 Hz，优化后西风井主要风机运行频率调整为45 Hz，有效地实现了节能减排。

（4）进风段通风阻力优化方案实施前三采区三部猴车处于集中回风巷，空气潮湿温度大，人员和机电设备长期处于回风中，设备故障率高，职业卫生防治难度大。方案实施后三部猴车处于进风环境中，提高了职业卫生防治水平，减少了机电设备检修维护。

（5）对于具有2个以上回风井的矿井，优化调整通风系统使主要通风机运行在合理工况区间，提高通风系统的稳定性、可靠性、经济性。