沙巴臺煤礦通風(fēng)系統(tǒng)改造實踐

張 鋒 龔選平 丁建勛

(1.中煤科工集團重慶研究院有限公司西北院；2.中國國電煤業(yè)有限公司沙巴臺煤礦)

沙巴臺煤礦通風(fēng)系統(tǒng)改造實踐

張 鋒1龔選平1丁建勛2

(1.中煤科工集團重慶研究院有限公司西北院；2.中國國電煤業(yè)有限公司沙巴臺煤礦)

針對沙巴臺煤礦由低瓦斯礦井升級為高瓦斯礦井后，通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題，提出了改造方案。應(yīng)用結(jié)果表明，改造后的礦井通風(fēng)系統(tǒng)滿足了礦井安全生產(chǎn)要求，取得了良好效果。

礦井通風(fēng)系統(tǒng) 改造與優(yōu)化 通風(fēng)阻力 風(fēng)速超限

礦井通風(fēng)系統(tǒng)的狀況反映礦井設(shè)計質(zhì)量的優(yōu)劣程度，對礦井投產(chǎn)后的經(jīng)濟效益有重要影響[1-3]。沙巴臺煤礦由于生產(chǎn)布局的變化，自然條件影響生產(chǎn)能力的提高，有必要對礦井原有的通風(fēng)系統(tǒng)進行改造。

1 礦井概況

當(dāng)前，沙巴臺煤礦井田開采的五、七、九、十、十四、十七等6層煤均可采用綜合機械化一次采全高采煤法，全部垮落法管理頂板，工作面后退式回采,礦井通風(fēng)方式為分區(qū)式。井田采用單水平上、下山開拓方案，水平標(biāo)高為+1 066 m。設(shè)有專用回風(fēng)斜井，出口處設(shè)置通風(fēng)機。一采區(qū)通風(fēng)方法為機械抽出式，由主斜井、副斜井進風(fēng)，斜風(fēng)井回風(fēng)。一采區(qū)通風(fēng)設(shè)備選用BDK-8-№20C型隔爆對旋軸流式通風(fēng)機2臺，1臺工作，1臺備用，每臺通風(fēng)機選配YBFe355M2-8型隔爆電機2臺，功率為160 kW，電壓為6 kV，轉(zhuǎn)速為740 r/min。

采用中央并列式斜井多水平開拓方式，采煤方法為急傾斜特厚煤層水平分層綜采放頂煤工藝，絕對瓦斯涌出量為19.8 m3/min，相對量為11.4 m3/t，為高瓦斯礦井，共有4個井筒，2個回風(fēng)井，2個進風(fēng)井(主井、副井)。采煤工作面通風(fēng)方式為全風(fēng)壓通風(fēng)(由運輸順槽進風(fēng)，回風(fēng)順槽將污風(fēng)回至礦井回風(fēng)巷)。

2 通風(fēng)系統(tǒng)改造前存在的問題

(1)目前東回風(fēng)系統(tǒng)總阻力偏大(3 881 Pa)，漏風(fēng)嚴(yán)重，不利于防治煤層自燃；系統(tǒng)供風(fēng)量不足(欠4 298 m3/s，缺風(fēng)率為28.58%)，如打開局扇后，己二東翼回風(fēng)下山掘進面供風(fēng)量僅有6.65 m3/min，風(fēng)量嚴(yán)重不足使得該掘進面無法正常掘進。

(2)東回風(fēng)井系統(tǒng)服務(wù)于己二采區(qū)、己一采區(qū)和己一輔助采區(qū)，通風(fēng)路線長、系統(tǒng)復(fù)雜、不易管理、大大降低了通風(fēng)系統(tǒng)的可靠性。采區(qū)間容易形成角聯(lián)巷道，使得部分巷道經(jīng)常出現(xiàn)微風(fēng)或無風(fēng)現(xiàn)象。

(3)己一輔助采區(qū)的形成勢必增加瓦斯治理工程，供風(fēng)量不足使得配套巷道開掘緩慢。

(4)根據(jù)生產(chǎn)安排，在未來幾年內(nèi)，礦井將逐漸轉(zhuǎn)入單水平下山開采，礦井通風(fēng)路線隨之變長，進而導(dǎo)致通風(fēng)阻力的增加，現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)將難以滿足東翼的供風(fēng)需求。

(5)通風(fēng)系統(tǒng)存在局部風(fēng)速超限問題，如己二總回風(fēng)巷目前風(fēng)速為9.14 m/s，東回風(fēng)井風(fēng)速為9.13 m/s，遠(yuǎn)大于《煤礦安全規(guī)程》所規(guī)定的風(fēng)速。由己一、己二采區(qū)通風(fēng)阻力分布狀況可知，回風(fēng)段的阻力已接近了40%，該通風(fēng)系統(tǒng)已趨于不合理狀態(tài)。

3 改造方案及效果分析

3.1 改造方案

(1)方案1。為了縮短東翼通風(fēng)路線，降低通風(fēng)阻力，將-200 m進風(fēng)井改為-200 m回風(fēng)井(記為-200 m回風(fēng)井)，新開拓1條巷道(記為二聯(lián)巷)，將-200 m進大風(fēng)巷(記為-200 m回風(fēng)大巷)與己一輔助總回風(fēng)巷聯(lián)通，使得己一輔助采區(qū)的污風(fēng)進入-200 m回風(fēng)大巷。此后，-200 m回風(fēng)井作為己一采區(qū)和己一輔助采區(qū)的主要回風(fēng)井，原東回風(fēng)井承擔(dān)己三采區(qū)的回風(fēng)任務(wù)。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)實際生產(chǎn)情況對局部風(fēng)速超限的巷道進行斷面擴修。新開拓二聯(lián)巷位置見圖1。

(2)方案2。-200 m進風(fēng)井深291.9 m，為了縮短東翼通風(fēng)路線，將-200 m進風(fēng)井進行延伸，延伸后的深度為599.9 m，作為己一采區(qū)專用回風(fēng)井。井底新做63 m回風(fēng)石門(記為己一新回風(fēng)石門)與己一采區(qū)回風(fēng)上山聯(lián)通，作為己一采區(qū)專用回風(fēng)石門，新延伸的回風(fēng)井與新己一回風(fēng)石門位置見圖2。為了解決己一回風(fēng)上山風(fēng)速過大的問題，將原-200 m 進風(fēng)石門改為己一輔助采區(qū)回風(fēng)石門，作為己一輔助采區(qū)的專用回風(fēng)石門。調(diào)整后，-200 m回風(fēng)井承擔(dān)己一采區(qū)和己一輔助采區(qū)的回風(fēng)任務(wù)。原東回風(fēng)井作為己二采區(qū)的專用回風(fēng)井承擔(dān)己二采區(qū)的回風(fēng)任務(wù)。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)實際生產(chǎn)情況對局部風(fēng)速超限的巷道進行斷面擴修。

圖1 新開拓二聯(lián)巷位置

圖2 新延伸回風(fēng)井和新己一回風(fēng)石門位置

針對東大巷、己三總回風(fēng)巷風(fēng)速超限的問題，可按方案1調(diào)整局部巷道的技術(shù)指標(biāo)進行處理。己二皮帶集中巷作為己二采區(qū)未來的主要進風(fēng)巷，有必要將該巷道風(fēng)速降至安全風(fēng)速范圍內(nèi)。通過粗略估算，將己三皮帶集中巷斷面面積由原來的14.5 m2擴大至21.91 m2，即可滿足5 a內(nèi)的生產(chǎn)需求。方案1改造后的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)見圖3；方案2改造后的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)見圖4。

3.2 效果分析

東大巷總進風(fēng)量由54.73 m3/s增加至129.5 m3/s，擴修后，風(fēng)速為5.91 m/s；己二皮帶集中巷風(fēng)量由54.49 m3/s增加至154.5 m3/s，風(fēng)速達到7.05 m/s；東回風(fēng)井風(fēng)量由179 m3/s降至154.5 m3/s，風(fēng)速達到7.88 m/s；己二總回風(fēng)巷風(fēng)量為132.32 m3/s，風(fēng)速達到5.85 m/s；己二并聯(lián)回風(fēng)巷風(fēng)量為78.35 m3/s，風(fēng)速達到6.07 m/s；二聯(lián)巷風(fēng)量為64.48 m3/s，風(fēng)速達到4.08 m/s，上述風(fēng)速均未超限。

4 結(jié) 語

通過對沙巴臺煤礦現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)進行改造，使得己一采區(qū)、己一輔助采區(qū)和己二采區(qū)形成了獨立的通風(fēng)系統(tǒng)。方案中兩回風(fēng)井的主扇均運行于安全高效的區(qū)域，通風(fēng)能力可調(diào)性大。方案實施后，礦井

圖3 通風(fēng)系統(tǒng)改造后的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)(方案1)

總風(fēng)量滿足各用風(fēng)點安全配風(fēng)的需求，徹底改變了東翼通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量不足，通風(fēng)負(fù)壓過大的現(xiàn)狀。優(yōu)化改造后的通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定且風(fēng)量有富余，為瓦斯治理、熱災(zāi)害防治和其他工程的開展奠定了堅實基礎(chǔ)。

[1] 張國樞.通風(fēng)安全學(xué)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2000.

[2] 黃元平.礦井通風(fēng)[M].徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1986.

[3] 賈廷貴.五龍礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造研究[D].阜新：遼寧工程技術(shù)大學(xué)，2005.

2015-01-06)

張 鋒(1987—)，男，工程師，碩士,400037 重慶市沙坪壩區(qū)上橋三村55號。