郭二莊礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造

吳月春WU Yue-chun

（邯鄲礦業(yè)集團(tuán)有限公司郭二莊煤礦，邯鄲 056303）

（Handan MIG Guoerzhuang Coal Mine，Handan 056303，China）

1 礦井概況

邯礦集團(tuán)郭二莊煤礦位于河北省武安市城北，井田北部與北側(cè)的顯德汪井田和東北側(cè)的章村四井相鄰，南部與云駕嶺井田相隔，西部以9 號(hào)煤露頭線為界，東至各煤層-450m 標(biāo)高。走向長(zhǎng)9.50～10.50km，傾向?qū)?.55～4.65km，面積45.2km2。該礦為斜井、立井混合開拓方式，現(xiàn)生產(chǎn)水平為±0m 和-300m 兩個(gè)水平，均為采區(qū)上下山開采。皮帶斜井為主提升，輔助提升為立井。礦井現(xiàn)生產(chǎn)水平開采2#煤，最低開采標(biāo)高為-450m。采用綜合機(jī)械化采煤法。礦井通風(fēng)方式為分區(qū)對(duì)角式，通風(fēng)方法為抽出式。一水平由東斜井、四號(hào)立井進(jìn)風(fēng)，五一風(fēng)井和淮河溝風(fēng)井回風(fēng)；二水平主要由馬項(xiàng)副井、中央風(fēng)井和強(qiáng)皮斜井進(jìn)風(fēng)，北風(fēng)井回風(fēng)。礦井總進(jìn)風(fēng)量8002m3/min，礦井總回風(fēng)量：8267m3/min?；仫L(fēng)風(fēng)井配備軸流対旋式主扇，型號(hào)均為BDK65-6-№20，其中五一風(fēng)井和北風(fēng)井配備電機(jī)功率均為2×220kW，淮河溝風(fēng)井為2×200kW。礦井為瓦斯礦井，煤層自燃發(fā)火傾向?yàn)棰箢?，不易自燃。煤塵的爆炸指數(shù)＜10%，無(wú)爆炸危險(xiǎn)。

2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題

2.1 二水平南翼

2.1.1 進(jìn)風(fēng)線路太長(zhǎng)，通風(fēng)阻力較大。一水平七采區(qū)，自東斜井至七采副巷，進(jìn)風(fēng)線路4875m。五一風(fēng)井風(fēng)量2320m3/min，負(fù)壓3800Pa。通風(fēng)阻力較大；南翼采區(qū)自馬項(xiàng)副井——二水平南大巷進(jìn)風(fēng)，二水平南大巷巷道長(zhǎng)度4165m。淮河溝風(fēng)井主扇排風(fēng)能力為2230m3/min，負(fù)壓2200Pa。五一風(fēng)井計(jì)算礦井等積孔0.746m2，淮河溝風(fēng)井計(jì)算礦井等積孔0.937m2。五一風(fēng)井、淮河溝風(fēng)井通風(fēng)難易程度評(píng)價(jià)均屬困難。

2.1.2 需要風(fēng)量加大。目前二水平南翼采區(qū)尚未投產(chǎn)，而隨著南翼采區(qū)的投產(chǎn)，需風(fēng)量進(jìn)一步加大，如南翼采區(qū)仍自馬項(xiàng)副井——二水平南大巷進(jìn)風(fēng)，淮河溝風(fēng)井回風(fēng)，礦井通風(fēng)會(huì)非常困難。如考慮南翼采區(qū)建下開采配采，南翼采區(qū)按一個(gè)綜采工作面，一個(gè)建下開采工作面，三個(gè)掘進(jìn)工作面布置生產(chǎn)，南翼采區(qū)通風(fēng)困難時(shí)期淮河溝風(fēng)井通風(fēng)阻力計(jì)算達(dá)到8616Pa。不僅現(xiàn)有風(fēng)機(jī)不能滿足要求，而且風(fēng)機(jī)更換亦難以選型。如南翼采區(qū)始終按一個(gè)回采工作面，三個(gè)掘進(jìn)工作面布置生產(chǎn)，南翼采區(qū)通風(fēng)困難時(shí)期淮河溝風(fēng)井通風(fēng)阻力計(jì)算也達(dá)到5262Pa，現(xiàn)有風(fēng)機(jī)不能滿足使用要求，淮河溝風(fēng)井風(fēng)機(jī)更換為高風(fēng)壓的風(fēng)機(jī)也是不合理的，并且不利于建下開采的配采。

2.1.3 時(shí)間緊迫。目前五一風(fēng)井只擔(dān)負(fù)七下采區(qū)的回風(fēng)，通風(fēng)阻力已經(jīng)達(dá)到3800Pa，通風(fēng)阻力偏高，而七下采區(qū)逐步進(jìn)入復(fù)采，還有5～7 年才能結(jié)束。如南翼通風(fēng)系統(tǒng)改造新建風(fēng)井等需要上報(bào)審批，再加上工程施工工期等，時(shí)間周期可能較長(zhǎng)。因此在時(shí)間上對(duì)南翼采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造還是比較緊迫的。

2.1.4 其他問題。南翼采區(qū)深部煤層瓦斯含量可能較高（已打算瓦斯參數(shù)的測(cè)定），南翼-300m 以下可能面臨著瓦斯抽放問題。南翼采區(qū)村莊下壓煤開采需要考慮充填系統(tǒng)。

2.2 二水平北翼 ①進(jìn)回風(fēng)線路太長(zhǎng)，通風(fēng)阻力較大。隨著工作面向下部延伸及四采區(qū)巷道的開拓，風(fēng)量及風(fēng)井風(fēng)阻將進(jìn)一步加大，屆時(shí)通風(fēng)機(jī)將不能滿足要求。②四采掘時(shí)回風(fēng)困難，四采巷道掘進(jìn)時(shí)沒有回風(fēng)巷道，若用北風(fēng)井回風(fēng)，則需新掘一條2400m 的回風(fēng)巷道，費(fèi)用較高，且通風(fēng)阻力也較大。若四采生產(chǎn)，用風(fēng)量將進(jìn)一步增加，現(xiàn)有的通風(fēng)系統(tǒng)將不能滿足要求。③時(shí)間緊迫，三采部分工作面為填充工作面，產(chǎn)量受到限制，盡快開拓四采，時(shí)間緊迫。

因此，隨著礦井生產(chǎn)地區(qū)的過(guò)渡，對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，降低礦井通風(fēng)阻力，已成為勢(shì)在必行的選擇，郭二莊煤礦進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)改造是非常必要的。

3 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造方案的制定與選取

3.1 二水平南翼通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化方案的制定

3.1.1 新建風(fēng)井方案：在南翼一采區(qū)附近新打進(jìn)風(fēng)井或回風(fēng)井，可達(dá)到縮短通風(fēng)線路，降低礦井通風(fēng)阻力的目的。將淮河溝風(fēng)井改為進(jìn)風(fēng)，分別從淮河溝風(fēng)井和馬項(xiàng)副井——南大巷進(jìn)風(fēng)，新建回風(fēng)井回風(fēng)。新建進(jìn)風(fēng)井：即自馬項(xiàng)副井——二水平南大巷和新建風(fēng)井分別進(jìn)風(fēng)，淮河溝風(fēng)井仍為回風(fēng)。顯而易見，新建進(jìn)風(fēng)井不如新建回風(fēng)井，新建進(jìn)風(fēng)井礦井通風(fēng)阻力肯定比建回風(fēng)井要高，特別是回采后期，更為突出。在馬項(xiàng)副井東北850m 處新建一回風(fēng)井，北風(fēng)井改為進(jìn)風(fēng)井，通風(fēng)線路變更為北風(fēng)井、馬項(xiàng)副井和皮帶井進(jìn)風(fēng)，新建馬項(xiàng)風(fēng)井回風(fēng)。北翼采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)改為：分別從馬項(xiàng)副井和北風(fēng)井進(jìn)風(fēng)至四采區(qū)和三采區(qū)，到采區(qū)后通過(guò)采區(qū)回風(fēng)石門至新建馬項(xiàng)風(fēng)井回風(fēng)。

3.1.2 改變通風(fēng)線路方案：由于七下采區(qū)逐步進(jìn)入復(fù)采，還有5～7 年才能結(jié)束，到時(shí)五一風(fēng)井可不擔(dān)負(fù)七下采區(qū)的回風(fēng)，改為進(jìn)風(fēng)井。5～7 年這期間，二水平南翼一采區(qū)可回采完畢，二采區(qū)也處于回采末期，一采和二采的通風(fēng)必須利用東斜井和馬項(xiàng)副井進(jìn)風(fēng)，淮河溝風(fēng)井回風(fēng)（簡(jiǎn)稱兩進(jìn)一回），而在三采區(qū)通風(fēng)則可由五一風(fēng)井、東斜井和馬項(xiàng)副井進(jìn)風(fēng)，淮河溝風(fēng)井回風(fēng)（簡(jiǎn)稱三進(jìn)一回）。但是在這5～7 年這期間，開采南翼二采區(qū)時(shí)通風(fēng)阻力較高，現(xiàn)有風(fēng)機(jī)不能滿足使用要求，淮河溝風(fēng)井風(fēng)機(jī)更換為高風(fēng)壓的風(fēng)機(jī)也是不合理的。北翼采區(qū)通風(fēng)線路單一，從馬項(xiàng)副井和強(qiáng)皮斜井進(jìn)風(fēng)后經(jīng)北翼大巷到達(dá)三采后由北風(fēng)井回風(fēng)。

3.1.3 對(duì)巷道進(jìn)行擴(kuò)修，加大通風(fēng)斷面方案：現(xiàn)郭二莊煤礦二水平南翼和北翼采區(qū)自馬項(xiàng)副井——二水平南大巷進(jìn)風(fēng)，二水平南大巷巷道長(zhǎng)度4km 以上，如采用巷道擴(kuò)修加大通風(fēng)斷面的方法，工程量太大，施工隊(duì)伍難以安排，影響礦井正常生產(chǎn)。

擴(kuò)修完成后還會(huì)發(fā)生巷道再次失修的問題，巷道斷面過(guò)大，通風(fēng)線路過(guò)長(zhǎng)，不斷進(jìn)行巷道維修，經(jīng)濟(jì)上也是不合理的。所以通風(fēng)系統(tǒng)改造工程只有新建回風(fēng)井方案可取。

3.2 優(yōu)化方案的確定 從上述各方案的優(yōu)缺點(diǎn)及實(shí)施后的效果比較中，可以看出新建回風(fēng)井經(jīng)濟(jì)效益明顯，且從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益看，對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)管理和風(fēng)量需求上都具有較大的優(yōu)勢(shì)。

4 優(yōu)化方案的實(shí)施與效果

4.1 優(yōu)化方案的實(shí)施 郭二莊煤礦通風(fēng)系統(tǒng)改造項(xiàng)目計(jì)劃于2011 年10 月初施工，2013 年1 月底投入試運(yùn)行。2013 年2 月17 日進(jìn)行了礦井通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整工作，在系統(tǒng)調(diào)整前礦成立了調(diào)風(fēng)指揮部，指揮部設(shè)在礦調(diào)度室，礦長(zhǎng)任總指揮，下設(shè)5 個(gè)組：調(diào)風(fēng)組、測(cè)風(fēng)組、瓦斯檢查組、通風(fēng)設(shè)施操作組和安全保衛(wèi)組，共有42 人參加。安全技術(shù)措施包括：調(diào)風(fēng)前停電撤人、井下各地區(qū)氣體濃度和風(fēng)量測(cè)量、通風(fēng)設(shè)施檢查與維護(hù)、主扇開停操作程序等。這些措施嚴(yán)密到位，最終保證了通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整工作取得了圓滿成功。

4.2 優(yōu)化方案實(shí)施的效果 新開拓的北翼四采區(qū)形成獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)，消除了四采乏風(fēng)可能串入二水平生產(chǎn)地區(qū)時(shí)存在瓦斯和火災(zāi)方面的隱患。進(jìn)風(fēng)則由強(qiáng)皮斜井和馬項(xiàng)副井擔(dān)負(fù)，礦井總進(jìn)風(fēng)量增加了4233m3/min。大幅縮短了通風(fēng)路線長(zhǎng)度，降低了礦井通風(fēng)阻力。郭二莊煤礦通風(fēng)系統(tǒng)改造后，增強(qiáng)了礦井通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗災(zāi)變能力。不僅解決了目前通風(fēng)系統(tǒng)所存在問題，而且滿足了礦井后期生產(chǎn)通風(fēng)系統(tǒng)的需求，可確保礦井通風(fēng)及生產(chǎn)的安全。

5 礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造結(jié)論與體會(huì)

礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造是完全合理的，經(jīng)過(guò)半年多的生產(chǎn)，通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，風(fēng)量足，井下各用風(fēng)地點(diǎn)均達(dá)到了經(jīng)濟(jì)配風(fēng)的要求，解決了北翼四采區(qū)開拓?zé)o獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)的問題；礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整要有充分的準(zhǔn)備、嚴(yán)密組織的工作、協(xié)調(diào)一致的部署指揮、周密完善的安全技術(shù)措施不可忽視任一細(xì)節(jié)，才能保證工作的順利實(shí)施；總之，郭二莊煤礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化能夠滿足安全生產(chǎn)用風(fēng)需要，降低了礦井通風(fēng)成本，改善了工人的工作環(huán)境。有效地解決了礦井開拓新采區(qū)所帶來(lái)了一系列問題，保證了礦井的安全高效生產(chǎn)。

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