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矿井通风系统合理性分析檀建科（山西省阳泉固庄煤矿，山西 阳泉 045060）摘要:根据AQ1028-2006 煤矿井工开采通风技术条件 中规定的矿井用风地点风量计算方法，分别核算阳泉固庄煤矿末采期间矿井需要风量，根据核算后的数据对目前的通风系统进行安全性、有效性、稳定性和经济性方面的合理性分析，对5号回风井空负荷运行、通风巷道过多、2号回风井风量超额定值的情况提出具体解决和优化方案。关键词:风量计算；通风系统合理性；解决和优化方案中图分类号：TD163文献标识码：A文章编号：0引言：合理的矿井通风系统，要根据矿井不同时期的采掘安排，做到通风系统安全可靠，经济效益高。主要体现在主扇运行效率高、费用少；通风系统简单，通风网络结构合理；井下各用风地点风量稳定可靠。本文根据固庄煤矿生产实际，对目前的通风系统进行安全性、有效性、稳定性和经济性方面的合理性分析，并提出具体解决和优化方案。1 矿井概况1.1 矿井概况山西省阳泉固庄煤矿位于沁水煤田东北端，地跨阳泉市郊区和盂县两个行政区划单位，距两地均为20 km，井田面积14.006 5 km2。开采方式为地下平硐开拓，设计能力为150104 t/年。现有两个综采工作面、一个备采工作面、两个综掘工作面，采用走向长壁全部垮落采煤方法。1.2 矿井通风系统现状 1.2.1 通风方式 矿井通风方式为多风井进风井，两个回风井回风的分区对角式通风方式，采用机械抽出式通风方法。1.2.2 进风井 回风井筒数量及风量现有7个进风井，2个回风井。总进风量为17 706 m3/min。回风井为2号回风井和5号回风井，2号回风井回风量为14 081 m3/min，5号回风井配风量为4 036 m3/min，总回风量为1 8017 m3/min。1.2.3 主通风设备及运行参数2号回风井配备2台（1台备用）GAF28-16-1型轴流式通风机，电机功率2800 kW，通风负压2 370 Pa，风量14 081 m3/min，等积孔为5.66 m2。5号回风井配备2台（1台备用）BD-8-NO19型对旋轴流式通风机，电机功率275 kW，通风负压1 860 Pa，风量4 036 m3/min，等积孔为2.73 m2。矿井总回风量18 017 m3/min，矿井等积孔为7.8 m2，属通风容易矿井。2 矿井风量核算2.1 矿井风量核算方法选择AQ1028-2006 煤矿井工开采通风技术条件 规定，矿井有两个以上通风系统时，应按照每一个通风系统分别进行通风风量计算，矿井风量为每一通风系统通风能力之和，产量30104 t/年以下时，采用总体核算法；产量30104 t/年以上时，采用由里向外核算法。固庄煤矿年产量100 t，因此矿井通风量计算采用由里向外核算法。2.2 2号回风井主要通风机担负区域需要风量2号回风井主要通风机担负区域需要风量公式为：Q矿=（Q采+Q掘+Q硐+Q备+Q其它）K矿通，（1）式（1）中，Q矿为矿井需要配风量，m3/min；Q采为采煤工作面需要风量的总和，为2 707 m3/min；Q掘为掘进工作面需要风量的总和，为1 780 m3/min；Q备为备用工作面需要风量总和，为720 m3/min；Q硐为硐室需要风量的总和，为700 m3/min；Q其它为其它通风巷道需要风量总和，为2 448 m3/min；K矿通为矿井通风系数，取值1.4。经计算：Q矿=（Q采+Q掘+Q硐+Q备+Q其它）K矿通=（2 707 m3/min+1 780 m3/min+720 m3/min+700 m3/min+2 448 m3/min）1.4=11 596 m3/min可知，2号回风井需要风量为11 596 m3/min，2号回风井实际风量为14 081m3/min，满足要求。2.3 5号回风井主要通风机担负区域需要风量5号回风井所负担区域没有采掘工作面，只有一个停用的硐室和两条配风巷道，因此只需进行巷道配风量计算。实际风量4 036 m3/min，满足要求。2.4 全矿井需要风量计算根据由里向外核算法的公式计算全矿井需要风量：Q矿=（Q采+Q掘+Q硐+Q备+Q其它）K矿通，（2）式（2）中，Q矿为矿井需要实际风量，m3/min；Q采为全矿井采煤工作面需要风量的总和，为2 707 m3/min；Q掘为全矿井掘进工作面需要风量的总和，为1 780 m3/min；Q硐为全矿井硐室需要风量的总和，为800 m3/min；Q备为全矿井备采工作面需要风量的总和，为720 m3/min；Q其它为全矿井其它通风巷道需要风量的总和，为2 896 m3/min；K矿通为全矿井通风系数，取值1.4。经计算：Q矿=（Q采+Q掘+Q硐+Q备+Q其它）K矿通=（2 707 m3/min+1 780 m3/min+800 m3/min+720 m3/min+2 896 m3/min）1.4=12 326 m3/min可知，全矿井总需要风量为12 326 m3/min，全矿井实际风量18 117m3/min，满足要求。183 矿井通风系统优化分析矿井通风系统的合理性表现在通风系统的安全性、有效性、稳定性和经济性诸方面，固庄煤矿已进入末采期，总的来说，通风系统简单、通风风量充足、通风阻力较低，属通风容易矿井，符合煤矿安全规程的规定，满足矿井通风系统基本要求，但合理的不一定是最优或较优。下面就固庄煤矿矿井通风系统存在的主要问题提出相应解决方案。3.1 5号回风井空负荷运行5号回风井原服务于15号煤层一采区、五采区，后服务于河西区开拓巷道掘进。目前仅服务于两条通风巷道和一个硐室，通风富余量较大（需要626 m3/min，实际配风4 036 m3/min），驱动风机电机额定功率过大，电机效率低。因此，应考虑停止5号回风风机运行，每年可节省大量运行费用。同时也可降低一采区、五采区已采区的通风负压和风速，给一采区、五采区防灭火工作带来有利条件。3.2 通风巷道过多2号回风井通风巷道多，长达26 380 m，通风巷道配风量占计算供风量的32.7%，造成通风负压偏高。因为通风巷道服务于抽放系统的管路较多，因此此项工作应结合抽放管路改造同时进行。经对系统分析，结合近几年采掘安排，提出以下几处简化方案：a) 简化九尺集中回风区域通风系统。此区域巷道均为抽放管路配风巷道，长度达3 600 m。随着12705工作面、12706工作面回采结束，8号煤层与12号煤层采空区已塌陷为一体，九尺集中回风的抽放点可以并到西付巷抽放点，对九尺集中回风通风巷道局部封闭后，减少配风量400 m3/min。而且此巷道平均瓦斯涌出量达1.62 m3/min，封闭后可有效降低巷道瓦斯涌出量；b) 简化12号七采区南部区域通风系统。12705工作面回采结束后，首先改造12号煤层七采区南部瓦斯抽采管路走向，12号七采区南部区域抽放系统由原来南回风巷道改走12号七采南轨道通风队库房12号总回风巷路线并入高浓抽采系统，可封闭原皮带巷、回风巷，包括12705进风绕道，这样通风巷道可减少1 780 m，区域总配风量减少1 400 m3/min；c) 简化15号煤层南部区域通风系统。15705综采工作面到2014年12月回采结束并永久封闭后，15号煤七采区南轨道由原消防材料库独立配风，七采集中皮带巷由中转水仓独立配风。15号七采区南部通风系统优化后,可减少通风巷道500 m，总配风量减少1 000 m3/min；d) 停止运行5号回风风机，并封闭5号回风井所供的通风巷道。3.3 2号回风井风量超额定值2号风机额定风速为160 m3/s208 m3/s（额定风速9 600 m3/min12 480 m3/min），实际风量为14 046 m3/min，超出额定风量1 566 m3/min，属超负荷运行，不利于2号风机长期安全稳定运行。因此在简化2号回风井通风巷道、优化通风系统基础上，应调整2号回风井主扇叶片运行角度，使2号回风井在总回风量不超12000 m3/的状态下运行。4 结语通过优化通风巷道、简化四个系统后，可节约风量2800 m3/min，减少通风巷道3000 m，达到2号回风井不超过额定风量的要求，5号回风井通风机停运，减少通风巷道3700 m，按主扇功率75 kW2，电费0.6元/度计算，一年可节约电费78104元。经多举措系统优化后，提高了整个矿井通风系统的安全性、有效性、稳定性和经济性，保障了矿井安全生产。作者简介：檀建科，1968年生，男，山西省省阳泉市盂县人，1990年毕业于山西省阳泉煤炭专科学校采煤专业，工程师。参考文献: 1 全国安全生产标准化技术委员会煤矿安全分技术委员会, AQ1028-2006,煤矿井工开采通用技术条件. 2 煤矿总工程师技术手册煤炭工业出版社. 收稿日期：2015-04-17（责任编辑：季 鑫） 修改意见：1.按文中标黄色提示修改、补充、核对正确性。2.参考文献按先后顺序在文中标注3.请在此稿基础上修改，否则无效。作者简介：姓名，出生年，性别，籍贯，最高学历何年毕业于何大学何专业，现在的职称。参考文献格式示例：国际、国家、行业标准S序号 主编单位.标准代号 标准名称S.出版地:出版者,出版年份.1 主编单位.GB/T 161591996 汉语拼音正词法基本规则S.北京:中国标准出版社,1996专著M序号主要责任者.文献题名文献类型标识.出版地：出版者，出版年.1刘国钧，陈绍业.图书馆目录M.北京：高等教育出版社，1957