汝箕沟煤矿矿井通风系统优化方案课件

1、神宁汝箕沟煤矿矿井通风系统优化技术 神宁汝箕沟煤矿是由小井起步经过多年改扩建而形成的集团年产150万t优质无烟煤主力矿井之一，通风系统优化改造前，矿井采用斜井平硐石门上下山联合开拓方式开拓全井田，原设计全井田共划分10个采区， +1950m水平以上划分7个上山采区，以下划分3个下山采区(不包括二1煤)，矿井采区分布多而散，井口多而分布广。 矿井采用分区对角抽出式机械通风，运行主扇2KZD新型节能主扇及上一总回风的老式70B2主扇，总电机功率615KW。矿井布置4个生产采区，即：上一、上三、上五、采六采区，每个采区运行主扇各1台。矿井有9个进风井即：上五斜井、阴坡主皮带井、阴坡斜井、阴坡行人井、

2、大峰平硐、西沟斜井、采六2#井、采六皮带井、采六4#井；个回风井即：上一总回风井、上三总回风井、上五总回风井、采六总回风井； 2005年矿井瓦斯等级鉴定相对涌出量41.43m3/t,绝对涌出量104.38m3/min。属煤与瓦斯突出矿井，通风系统复杂，采区间角联巷道12条，最大通风流程5862m，矿井负压2909pa,矿井等级孔1.4m2。通风系统非常复杂，属通风困难矿井，矿井瓦斯灾害及火灾相当严重。 矿井总需风量为9830m3/min,总进风量11048 m3/min，实际总排风量为11662m3/min，井下各地点风量及风速满足设计要求，矿井采用主扇反转反风方式，反风率大于40%。一、优化

3、前通系统现状二、现状分析（一）矿井瓦斯灾害严重 矿井曾于2001年6月24日在上五采区5221工作面风巷掘进放炮时发生了一次煤与瓦斯突出事故;2003年3月30日在上五采区531风巷掘进放炮时发生了一次煤与瓦斯突出事故;2001年6月24日5221工作面风巷发生煤与瓦斯突出事故2003年3月30日531风巷掘进工作面发生煤与瓦斯突出事故2002年2月2日12261#运输石门掘进工作面发生煤与瓦斯突出事故2001年9月15日在上一水仓封闭巷道内发生了瓦斯爆燃事故; 2002年2月2日在12261运输石门漏煤斗上口发生瓦斯窒息死亡1人事故。2003年3月30日531风巷掘进工作面发生煤与瓦斯突出事

4、故二、现状分析（三）火灾隐患严重 井田周围地面有12处火区，总面积1.992km2，约占井田总面积的17.5%，均沿煤层露头分布（如表一所示），上一斜井2015车场至2052车场段为穿煤巷道，受上一地面火区威胁严重，CO时常超限（CO涌出量最大达1500ppm）； 2003年8月29日，32210G6采面受内蒙古拉本小窑隐蔽火区影响发火被迫封闭。2005年5月12日、10月17日3229综放工作面因受内蒙古拉本小窑隐蔽火区影响两次发火被迫封闭。表一 井田周围火区情况编号火区名称火区面积（m2）扩展范围1古拉本火区1320二1、二2煤层2大岭湾火区179471二1、二2、 三煤层3阴坡火区350

5、548二1、二2、 三煤层4水巷火区65934二1、二2煤层5西沟火区341640二1、二2、 三煤层6中槽火区5160二1、二2、 三煤层7上一火区71610二1、二2煤层8大石头火区622890二1、二2、 三煤层9黑头寨火区177804二煤层 10军区火区46170二1、二2煤层11新生火区58140二12上二火区70678二1、二2（三）火灾隐患严重（三）火灾隐患严重（三）火灾隐患严重二、现状分析二、现状分析（四）通风系统复杂、抗灾能力差表二 矿井4台主要通风机的技术特征参数表采 区主扇型号台数电机功率(KW)额定风量(m3/min)额定负压(Pa)上一采区70B2NO18215525

6、001600上三采区2KZDNO24231565002500上五采区2KZDNO1829036001800采六采区BKF55NO1325520001200 矿井漏风严重，内部漏风达860m3/min,外部漏风率4%;通风系统点多、面广，线路长，角联风路太多，通风阻力分布极不平衡，上一斜井最大通风流程5862m，阻力大，采区间角联巷道12条，通风困难，通风系统受火区干扰大，抗灾能力差。 综上所述，汝箕沟必须探索出一条通风系统优化的新路子，简化采区及采场的布置与生产系统，简化通风系统、隔离火区及内蒙小窑、减少运行主扇、提高抗灾能力。三、 矿井通风系统发展过程优化目标及原则（一）优化目标 针对近10

7、年汝箕沟煤矿生产逐步转向深部，矿井瓦斯涌出量逐步增大、通风系越来越复杂的棘手问题，在保证矿井安全生产的前提下，通过矿井、采区和采掘工作面通风系统的综合优化，使得矿井通风网络和主通风机能力相互匹配，最大限度地挖潜和提高矿井通风能力，加快汝箕沟矿井发展建设步伐，坚持贯彻“先抽后采、监测监控、以风定产”的瓦斯治理“十二字”方针，坚定不移地执行神华集团“煤矿可以做到不死人，生产过程中瓦斯不超限”的先进安全理念，确保矿井安全生产，走出一条突出矿井复杂通风系统综合优化的新思路。三、 矿井通风系统发展过程优化目标及原则（一）优化目标三、 矿井通风系统发展过程优化目标及原则（一）优化目标三、 矿井通风系统发展

8、过程优化目标及原则一是简化采区、采场布置及生产系统，逐步封闭合并采区和闲置巷道。二是简化优化通风系统，消除角联通风，彻底甩掉隐蔽火区及内蒙古拉本小窑的侵害。三是减少主扇运行数量，降低通风阻力，降低主扇负压。四是封闭闲置巷道，缩短通风流程，降低通风阻力，减少漏风。（一）优化目标三、 矿井通风系统发展过程优化目标及原则五是设置矿井专用回风巷。六是满足高产高效现代化矿井发展需求。（二）矿井通风系统优化的原则三、 矿井通风系统发展过程优化目标及原则 矿井通风系统与开拓开采系统优化一并进行，使通风能力与生产能力相匹配，为矿井安全生产奠定坚实基础。 通风系统简单，角联风路少，风流稳定，易于控制，抗灾能力强

9、。 每个生产水平和采区形成分区通风。 采区准备工程顺序：先构成基本的通风系统并形成全风压通风后、方可开掘其它巷道，采煤工作面回采也是如此。 突出矿井必须至少有1条专用的回风巷。采区进、回风巷必须贯穿整个采区，严禁一分为二，一段进风、另一段回风。（二）矿井通风系统优化的原则三、 矿井通风系统发展过程优化目标及原则 矿井通风阻力分布合理，进风、用风和回风三段阻力比例合适。从有利于排除火灾或爆炸烟气考虑，回风段阻力不宜过高，对于新矿井回风段阻力不宜超过总阻力的50%55%。对于老矿井不宜超过55%65%。 矿井负压不宜过高，一般应控制在2940Pa以内。风压过高，井下漏风难以控制，容易造成煤炭的自燃

10、发火，也不利于风门的开关。 多风机并联运转的通风系统，在保证矿井总风量一定的情况下，应使各台风机的工作风压尽可能趋于一致；同时尽可能降低公用风路的风阻，使其通风阻力不超过任一风机负压的20%。展需求。（一）方案的选择与确定四、 矿井通风系统优化方案的选择与确定，预计取得的效果。方案1：分步优化方案。逐步简化优化开拓开采及通风系统，将四个采区四台主扇运行优化为两个采区两台主扇运行，通风方式不变，再将两个采区两台主扇运行分区对角式通风优化为一个采区一台主扇运行的中央并列式通风。方案2：集中优化方案。集中简化优化矿井开拓开采及通风系统，一次性将四个采区四台主扇运行分区对角式通风优化为一个采区一台主扇

11、运行中央并列式通风。（一）方案的选择与确定四、 矿井通风系统优化方案的选择与确定，预计取得的效果。1、方案的比较 方案1：将矿井通风系统与开拓开采系统优化一并进行，在确保安全及原煤产量不变的前提下进行，采用逐步封闭合并采区和闲置巷道，逐步优化开拓开采系统及通风系统、缩短通风流程，降低通风阻力，减少运行主扇，消除角联通风，设置矿井专用回风巷，逐步将四个采区四套主扇运行优化为两个采区两套主扇运行，再优化为一个采区一台主扇运行，使矿井通风系统持续简化优化。（一）方案的选择与确定四、 矿井通风系统优化方案的选择与确定，预计取得的效果。方案1由于采用分步逐步简化优化通风系统与开拓开采系统，逐步将四个采区

12、四套主扇运行优化为两个采区两套主扇运行，再优化为一个采区一台主扇运行，方案实施时间较长，但随着矿井逐步向中部和深部延伸，便于逐步集中采区布置和合并系统，且井田范围内进风井筒有条件改造为风井和中央回风巷，减少改造施工井巷工程量，最终实现通风系统的优化；方案2集中将矿井通风系统与开拓开采系统进行简化优化，直接将四个采区四套主扇运行优化为一个采区一台主扇运行，使矿井通风系统一次性得到简化优化，方案实施时间短，但矿井必须停产，故方案2不可行。1、方案的比较四、 矿井通风系统优化方案的选择与确定，预计取得的效果。最终确定采用方案1。（一）方案的选择与确定2、方案的确定四、 矿井通风系统优化方案的选择与确

13、定，预计取得的效果。（二）预计取得的效果1、矿井开拓开采系统，采区、采场及巷道布置简单合理，生产集中，便于管理，可以实现减人增效。2、通风系统简单合理可靠，通风流程短，阻力低，漏风小。3、主扇及辅助设施、井巷均处于矿井境内，消除了隐蔽火区及小窑的侵害。通风系统优化前矿井通风系统示意图通风系统优化前矿井通风网络图四、 矿井通风系统优化方案的选择与确定，预计取得的效果。（二）预计取得的效果4、主扇运行数量减少，角联风路减少，设置有矿井专用回风巷，防灾抗灾能力增强。5、能够满足高产高效现代化矿井发展需求。五、矿井通风系统优化方案的实施（一）四个采区优化为两个采区，四台主扇运行优化为两台主扇运行，分区

14、对角式通风方式不变。(1)上五采区采掘活动停止后，受火区影响区域的巷道立即封闭，并将上五采区的进风量控制在600m3/分以下，根据上五采区CH4涌出情况，确定上五采区系统并入上三采区后进风流中的CH4浓度不超过0.5%，实际达0.34%。(2)上五采区主扇停止运转，上五采区安排注浆注氮等防灭火工作，安排瓦斯抽放工作，在近五年内不安排采掘活动，待火区隐患及煤与瓦斯突出隐患消除后进行采掘活动。(3)上五采区主扇停止运行，在停运之前构筑一些通风设施，并制定一些专门措施来保证主扇停运的安全工作。五、矿井通风系统优化方案的实施（一）四个采区优化为两个采区，四台主扇运行优化为两台主扇运行，分区对角式通风方

15、式不变。2、针对采六采区由小井起步而建，存在严重的火灾隐患及通风能力不足的隐患，决定在采六采区现有采掘活动停止后停止采六采区的主扇运行，采六采区主扇停运系统调整方案如下：五、矿井通风系统优化方案的实施（一）四个采区优化为两个采区，四台主扇运行优化为两台主扇运行，分区对角式通风方式不变。(1)将采六区域的设备电缆等支护材料全部撤出，采六区域进行注浆处理。(2) 在采六采区与上一采区联络巷设置永久防火墙，以隔绝两个采区;(3) 封闭采六采区停止采掘活动区域，关闭采六采区;(4) 停运采六采区主扇，封闭进回风井筒;五、矿井通风系统优化方案的实施（一）四个采区优化为两个采区，四台主扇运行优化为两台主扇

16、运行，分区对角式通风方式不变。3、2006年3月将上一采区主扇、上三采区主扇搬迁至矿井井田范围内；更换大功率大风量对旋轴流节能主扇满足矿井安全生产需求；施工专用回风巷，提高矿井防灾、抗灾能力。五、矿井通风系统优化方案的实施（一）四个采区优化为两个采区，四台主扇运行优化为两台主扇运行，分区对角式通风方式不变。 直接利用西沟斜井作为回风斜井，将上一采区主扇移至西沟斜井井口，利用上五运输斜井作为回风斜井，将上三主扇移至上五运输斜井井口。 废弃上一回风斜井，上三回风斜井，封闭上一采区1982水平以上区段原所有通风井巷、上三采区西翼3227集中运输巷以上区段所有通风井巷； 施工专用回风巷及必要联巷，形成

17、两台主扇运行，分区对角式通风。 新做1905m运输大巷(全长1240m)，沟通12212运输上山与主井煤仓，并做反石门，完成上三采区东翼与上一采区东翼下山采区的原煤集中运输及辅助提升任务； 原阴坡皮带主斜井、阴坡副斜井、阴坡行人斜井继续作为矿井的皮带主斜井、副斜井、行人斜井； 在三煤层底板以下15m处岩层中布置32213进风大巷(全长1000m)等井巷沟通阴坡皮带主斜井、阴坡副斜井、阴坡行人斜井与上三采区边界回风大巷、大岭平硐延伸段并做反石门，完成上下组煤的开拓； 全矿井采用对角抽出式通风，回采工作面均采用“U”型通风上行通风。五、矿井通风系统优化方案的实施（一）四个采区优化为两个采区，四台主

18、扇运行优化为两台主扇运行，分区对角式通风方式不变。通过上述方案实施，成功地将四个采区优化为两个采区，四台主扇运行优化为两台主扇运行，分区对角式通风方式不变，改造后的通风系统运行技术参数见表三。表三 分区对角式通风技术参数表采区名称总进风量（m3/min）实际排风量（m3/min）负压（Pa）上一采区571258362303上三采区526154602009四个采区优化为两个采区矿井通风系统示意图四个采区优化为两个采区矿井通风网络图五、矿井通风系统优化方案的实施（二）两个采区优化为一个采区，两台主扇运行优化为一台主扇运行，通风方式由分区对角式优化为中央并列式。 在矿井分区对角式通风方式的基础上，利

19、用现有井筒，并新作一条阴坡新副井，作为主进风井筒，将原阴坡斜井作为矿井中央风井，原阴坡行人井保留并进风。矿井安全技改后，将上一、上三采区合并为一个中央采区，布置3个进风井筒，即：阴坡皮带主斜井、阴坡副斜井、阴坡行人斜井。1个回风井，即：中央风井。将现有两分区对角抽出式通风改为中央并列式通风。新设辅助运输系统及排水系统，取消综放及炮采工艺，将现有“一综采一炮采”两个面生产改为一个综采面生产；最终形成“一井一面”现代化矿井生产格局。实施方案如下：停运主扇停运主扇停运主扇停运主扇新投用主扇1、2009年6月31日前封闭上一采区等闲置巷道简化系统 ，砌筑通风系统调整前所需通风设施。五、矿井通风系统优化

20、方案的实施（二）两个采区优化为一个采区，两台主扇运行优化为一台主扇运行，通风方式由分区对角式优化为中央并列式。2、2009年9月底前完成矿井通风系统的倒换工作，将矿井西风井主扇搬至中央风井，停运东风井主扇，一台主扇运行，一台主扇备用。利用中央风井及轨道运输石门、中央回风上山回风作为专用回风巷，形成中央并列式通风。 五、矿井通风系统优化方案的实施（二）两个采区优化为一个采区，两台主扇运行优化为一台主扇运行，通风方式由分区对角式优化为中央并列式。3、2009年年底前彻底封闭闲置不用的井巷工程，进一步优化开拓、开采部署，彻底形成“三进一回”中央并列式通风，一台主扇运行。五、矿井通风系统优化方案的实施

21、（二）两个采区优化为一个采区，两台主扇运行优化为一台主扇运行，通风方式由分区对角式优化为中央并列式。五、矿井通风系统优化方案的实施（二）两个采区优化为一个采区，两台主扇运行优化为一台主扇运行，通风方式由分区对角式优化为中央并列式。3、2009年年底前彻底封闭闲置不用的井巷工程，进一步优化开拓、开采部署，彻底形成“三进一回”中央并列式通风，一台主扇运行。通风系统改造后矿井通风系统网络图五、矿井通风系统优化方案的实施（二）两个采区优化为一个采区，两台主扇运行优化为一台主扇运行，通风方式由分区对角式优化为中央并列式。 在矿井分区对角式通风方式的基础上，利用现有井筒，并新作一条阴坡新副井，作为主进风井

22、筒，将原阴坡斜井作为矿井中央风井，原阴坡行人井保留并进风。矿井安全技改后，将上一、上三采区合并为一个中央采区，布置3个进风井筒，即：阴坡皮带主斜井、阴坡副斜井、阴坡行人斜井。1个回风井，即：中央风井。将现有两分区对角抽出式通风改为中央并列式通风。新设辅助运输系统及排水系统，取消综放及炮采工艺，将现有“一综采一炮采”两个面生产改为一个综采面生产；最终形成“一井一面”现代化矿井生产格局。实施方案如下：七、 矿井通风系统优化方案实施效果分析与评价1、通风系统优化方案实施效果分析 矿井生产采区由4个减为1个；由点多、面广、战线长变为生产集中，便于管理，矿井形成了集约化生产格局。 矿井通风阻力降低，最大

23、通风流程由5862m减为3210m以下，等积孔由1.4m2扩大到5.17 m2，由通风困难矿井改变为通风容易矿井。 矿井运行主扇少，由4台减为1台。 矿井通风网络简单，将9个进风井4个回风井，减为4个进风井2个回风井，最终减为3个进风井1个回风井，采区间角联巷道由12条减为0条。 解决了矿井无专用回风巷、变电所及井下爆破材料库无独立的通风系统的问题。七、 矿井通风系统优化方案实施效果分析与评价1、通风系统优化方案实施效果分析 矿井节约了大量的人力、物力和财力，上五采区、采六采区三台主扇运行电机功率167kW，再加上原上一采区主扇共317kW，而新主扇运行仅需200kW，年节约用电达102.92

24、万度，一年可节约资金达42.02万元。 矿井上五、采六采区所占用的设备材料以及支护材料等回收以后可以再重新利用，大大节约了吨煤投入，吨煤成本降低2元/吨左右，年节约300万元以上，矿井经济效益得以大幅提高。 停止上五及采六采区主扇运行后，两采区受火的威胁程度大幅降低，在加大灭火工作的同时，两个采区的火灾隐患已消除；上五采区属突出危险区，两次突出均发生在上五采区，优化通风系统后上五采区停止采掘活动，降低了煤与瓦斯突出的危险性，使矿井的安全生产得到了保障。 矿井主扇搬至中央风井后，简化了采区布置及采场布置，使生产、通风等得以高度集中，便于通风、运输、生产等，并方便了管理。 矿井开拓开采有序合理并向下山采区延伸，节约了大量的人力、物力和财力，工作人员由2004年4100人减为目前的1818人，真正起到了减人提效的作用。 矿井开拓开采有序合理并向下山采区延伸，节约了大量的人力、物力和财力，工作人员由2004年4100人减为目前的1818人，真正起到了减人提效的作用。七、 矿井通风系统优化方案实施效果分析与评价1、通风系统优化方案实施效果分析 矿井甩掉了受火威胁的井巷，保证了安全生产，抗灾能力增强。 矿井通风难易程度为容易。大大降低了工作面瓦斯浓度，工作面瓦斯优化改造前时常超限，改造后采掘工作面瓦斯浓度均在0.5%以下，改善了作业环境。 矿井漏风由514m3/min减