礦井核定通風(fēng)能力的測定與安全運行實踐

文/任國慶

礦井核定通風(fēng)能力的測定與安全運行實踐

文/任國慶

山西寧武煤業(yè)集團莊旺煤業(yè)位于寧武煤田中北部，開采煤層屬石炭系太原組2#、5#，井田面積6.7118km2，保有資源儲量18644萬t。莊旺煤業(yè)公司規(guī)范施工建設(shè)程序，把礦井科學(xué)通風(fēng)作為安全生產(chǎn)的第一要務(wù)來抓，做到礦井通風(fēng)系統(tǒng)合理，風(fēng)流平穩(wěn)，并嚴格以風(fēng)定產(chǎn)，科學(xué)生產(chǎn)，取得了良好經(jīng)濟效益和社會效益。

一、礦井通風(fēng)概述

1.通風(fēng)方式方法

礦井采用中央并列式通風(fēng)方式，通風(fēng)方法為機械抽出式。采用主斜井和副斜井進風(fēng)，回風(fēng)立井回風(fēng)。局部通風(fēng)采用局部通風(fēng)機壓入式、主通風(fēng)機采用抽出式的通風(fēng)系統(tǒng)。

2.進回風(fēng)井筒數(shù)量及風(fēng)量

二進一回，共三個井筒，其中主斜井、副斜進風(fēng)，回風(fēng)立井回風(fēng)，礦井實際總進風(fēng)量5200m3/min；礦井總回風(fēng)量5205m3/min。礦井需要風(fēng)量4942.55m3/min，實際風(fēng)量5200m3/min、有效風(fēng)量5000m3/min。

3.礦井瓦斯等級，瓦斯和二氧化碳的絕對涌出量

礦井絕對瓦斯涌出量為1.32m3/min；二氧化碳絕對涌出量2.21m3/min。屬低瓦斯礦井。

4.分區(qū)通風(fēng)

井下實現(xiàn)了分區(qū)通風(fēng)，各采煤工作面、掘進工作面均為獨立通風(fēng)。

二、礦井通風(fēng)能力數(shù)據(jù)確定

1．采煤工作面實際需要風(fēng)量的計算

每個采煤工作面實際需要風(fēng)量，應(yīng)按工作面氣象條件、瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人員和爆破后的有害氣體產(chǎn)生量等規(guī)定分別進行計算，然后取其中最大值。

2．掘進工作面實際需要風(fēng)量的計算

每個掘進工作面實際需要風(fēng)量，應(yīng)按瓦斯涌出量、二氧化碳涌出量、人員、爆破后的有害氣體產(chǎn)生量以及局部通風(fēng)機的實際吸風(fēng)量等規(guī)定分別進行計算，然后取其中最大值。

3．硐室需要風(fēng)量計算

各個獨立通風(fēng)硐室的需要風(fēng)量，應(yīng)根據(jù)不同類型的硐室分別進行計算。

（1）機電硐室需要風(fēng)量計算。發(fā)熱量大的機電硐室，應(yīng)按照硐室中運行的機電設(shè)備發(fā)熱量進行計算：

（2）其他用風(fēng)巷道實際需要風(fēng)量。其他用風(fēng)巷道的需要風(fēng)量，應(yīng)根據(jù)瓦斯涌出量和風(fēng)速分別進行計算，采用其最大值。

4．礦井總風(fēng)量計算

Qra≥(∑Qcf＋∑Qhf＋∑Qur＋∑Qsc＋∑Qrl)kaq

kaq——礦井通風(fēng)需風(fēng)系數(shù)(抽出式kaq取1.15-1.20,壓入式kaq取1.25-1.30)。

則：Qra=(171 3.34+856.67+1265+120+ 188.46)×1.15=4764.9 m3/min=79.415m3/s，取整為79m3/s。

5．礦井通風(fēng)能力計算

（1）單個采煤工作面年產(chǎn)量計算

Aci=330×10-4lci·hci·rci·bci·cci

式中：Aci——采煤工作面年產(chǎn)量，萬噸/年；lci——采煤工作面平均長度取150m；hci——采煤工作面煤層平均采高，放頂煤開采時為采放總厚度，取12.48m；rci——采煤工作面的原煤視密度，取1.43t/m3；bci——采煤工作面平均日推進度，取1.2m/d；cci——采煤工作面回采率，按礦井設(shè)計規(guī)范和實際回采率選取小值，取93％；則Aci＝330×10-4×150×12.48×1.43×1.2× 0.93=98.58萬噸/年。

（2）單個掘進工作面年產(chǎn)量計算

Ahi=330×10-4Shi·rhi·bhi

式中：Ahi——掘進工作面年產(chǎn)量，萬噸/年；Shi——掘進工作面純煤面積取12m2；rhi——掘進工作面的原煤視密度，t/m3；取1.43；bhi——掘進工作面平均日推進度取13.3m，則Ahi=330× 10-4×12×1.43×13.3=7.53萬噸/年。

該礦共有1個綜采面，2個綜掘面；采煤工作面在正常情況下年產(chǎn)為：綜采98.58萬噸/年,兩個掘進面15.06萬噸/年。

則：Apc=∑Aci+∑Ahi

Apc=98.58+15.06=113.6萬噸/年。

三、礦井實際通風(fēng)能力的驗證

1．通風(fēng)機運行驗證

根據(jù)礦主扇風(fēng)機的性能測試報告可知，礦主扇風(fēng)機安裝有變頻裝置，并根據(jù)實際生產(chǎn)需要主扇變頻調(diào)整為40Hz，主扇葉片角度為40°，其運行工礦點參數(shù)為：1號通風(fēng)機風(fēng)量5200m3/ min，風(fēng)壓為1405.9Pa；2號通風(fēng)機風(fēng)量5200m3/ min,風(fēng)壓為1405.9Pa；風(fēng)機實際運行工礦點處于安全、穩(wěn)定、可靠、合理的范圍內(nèi)，礦井正常通風(fēng)情況下，通風(fēng)機的效率大于70％，說明通風(fēng)機的運行效果較好，處于較為經(jīng)濟運行狀態(tài)。

2.通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)能力驗證

礦井總進、總回風(fēng)量比較大，但通風(fēng)阻力較小，礦井通風(fēng)阻力：hr=1435Pa，礦井等積孔：A= 2.73m2；說明該礦井通風(fēng)狀況良好，即通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)通過風(fēng)流的能力較強，根據(jù)通風(fēng)阻力測定報告對通風(fēng)系統(tǒng)不斷地進行優(yōu)化，以此，礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)能夠滿足礦井安全生產(chǎn)的各項需求。

3.用風(fēng)地點有效風(fēng)量驗證

依據(jù)礦井有效風(fēng)量測定的數(shù)據(jù)，井下巷道、用風(fēng)地點的風(fēng)流方向穩(wěn)定，風(fēng)量滿足要求，礦井有效風(fēng)量率為88％，井巷風(fēng)速和溫度均符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定。

四、礦井通風(fēng)系統(tǒng)核定生產(chǎn)能力的確定

經(jīng)對礦井各個系統(tǒng)通風(fēng)能力的分析、計算、驗證，最后確定礦井的生產(chǎn)能力，嚴格以風(fēng)定產(chǎn)，通風(fēng)系統(tǒng)完善，風(fēng)流穩(wěn)定，安全狀況良好。

（責(zé)任編輯：李元）

作者單位：（山西省寧武能源投資有限責(zé)任公司）