新豐煤礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造

王少波

（山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司大陽煤礦分公司，山西晉城 048000）

新豐煤礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造

王少波

（山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司大陽煤礦分公司，山西晉城 048000）

從新豐煤礦的通風(fēng)實(shí)際情況出發(fā)，結(jié)合新豐煤礦后期生產(chǎn)部署，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)解算，并提出改造方案，對(duì)不同方案進(jìn)行分析比較，得出新豐煤礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造方案。

通風(fēng)系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)解算；優(yōu)化；改造

1 礦井概況

新豐煤礦目前有4個(gè)采煤工作面，2個(gè)煤巷掘進(jìn)工作面和1個(gè)巖巷掘進(jìn)工作面，分別為23012工作面、11111工作面、23022備采工作面、11051工作面、16015上副巷掘進(jìn)工作面、16015下副巷掘進(jìn)工作面和26運(yùn)輸下山巖巷掘進(jìn)工作面。

新豐煤礦采用分區(qū)對(duì)角抽出式通風(fēng)。主井、副井進(jìn)風(fēng)，東風(fēng)井、回風(fēng)斜井和一3煤回風(fēng)井回風(fēng)；后期為主井、副井進(jìn)風(fēng)，東風(fēng)井和一3煤回風(fēng)井回風(fēng)。東風(fēng)井前期服務(wù)25采區(qū)、后期服務(wù)全礦井二1煤采區(qū)，回風(fēng)斜井僅服務(wù)井田西翼26采區(qū)，一3煤回風(fēng)井專用于回采一3煤時(shí)回風(fēng)。掘進(jìn)工作面采用局扇壓入式通風(fēng)，全部實(shí)現(xiàn)了雙風(fēng)機(jī)雙電源自動(dòng)倒臺(tái)和三專兩閉鎖。

2 新豐煤礦后期通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化

新豐煤礦后期主要是西翼26采區(qū)和東翼31采區(qū)、33采區(qū)開采時(shí)期。

后期共有3個(gè)工作面，8個(gè)掘進(jìn)頭。具體部署情況為：26采區(qū)有1個(gè)工作面26041工作面，2個(gè)二1煤掘進(jìn)頭26042下副巷和26042上副巷。31采區(qū)有1個(gè)工作面31061工作面，3個(gè)掘進(jìn)頭31062下副巷、31062上副巷和-440抽放巷（東）。33采區(qū)有1個(gè)工作面33061工作面，3個(gè)掘進(jìn)頭33062下副巷、33062上副巷和-440抽放巷（西）。

2.1 解算條件

根據(jù)該時(shí)期的生產(chǎn)部署，新巷道的風(fēng)阻值由實(shí)際測(cè)定中已知的同類型巷道的摩擦阻力系數(shù)或百米風(fēng)阻值推算得出。3個(gè)風(fēng)井的風(fēng)機(jī)參數(shù)不變，掘進(jìn)巷道、硐室固定風(fēng)量，工作面自然分風(fēng)進(jìn)行解算[1]。

2.2 網(wǎng)絡(luò)結(jié)算結(jié)果及分析

在滿足掘進(jìn)巷道、硐室需風(fēng)條件下進(jìn)行解算，解算結(jié)果，如表1和表2所示。

根據(jù)新豐煤礦后期解算結(jié)果可以看出，回風(fēng)斜井風(fēng)機(jī)負(fù)壓1 635.82 Pa，風(fēng)量48.53 m3/s；東風(fēng)井風(fēng)機(jī)負(fù)壓1 912.45 Pa，風(fēng)量67.38 m3/s；一3煤回風(fēng)井風(fēng)機(jī)負(fù)壓782.53 Pa，風(fēng)量21.38 m3/s。31061工作面通過風(fēng)量26.51 m3/s，能夠滿足31061工作面的需風(fēng)量；33061工作面通過風(fēng)量1.95 m3/s，26041工作面通過風(fēng)量22.11 m3/s，都不能滿足工作面需風(fēng)量。主要巷道并無阻力異常段，也沒有風(fēng)速超限或者接近風(fēng)速超限段。

2.3 提出優(yōu)化方案

根據(jù)對(duì)新豐煤礦后期通風(fēng)系統(tǒng)的分析，當(dāng)前條件下的主要通風(fēng)機(jī)不能滿足33061工作面和26041工作面的需風(fēng)量，并且井下并無阻力過大巷道，通過降阻調(diào)節(jié)來滿足33061和26041工作面的需風(fēng)量經(jīng)濟(jì)上不合理，因此需要改變一3煤回風(fēng)井和回風(fēng)斜井的風(fēng)機(jī)葉片安裝角進(jìn)行調(diào)節(jié)。針對(duì)上述問題，提出兩套方案。

方案一：按照新豐煤礦對(duì)后期的規(guī)劃，將±0大巷作為回風(fēng)巷，七井往西翼的進(jìn)風(fēng)主要通過+88運(yùn)輸大巷進(jìn)風(fēng)。一3煤回風(fēng)井風(fēng)機(jī)葉片安裝角由49°～41°上調(diào)到52°～44°，回風(fēng)斜井風(fēng)機(jī)葉片安裝角由40°～32°上調(diào)到43°～35°。

方案二：將±0大巷東段作為進(jìn)風(fēng)巷，七井往西翼進(jìn)風(fēng)由+88運(yùn)輸大巷和±0大巷東段共同進(jìn)風(fēng)。

2.4 方案一分析

a.解算條件。一3煤回風(fēng)井風(fēng)機(jī)葉片安裝角由49°～41°上調(diào)到52°～44°，回風(fēng)斜井風(fēng)機(jī)葉片安裝角由40°～32°上調(diào)到43°～35°。掘進(jìn)巷道、硐室固定風(fēng)量，工作面自然分風(fēng)進(jìn)行解算。

b.解算結(jié)果。在滿足掘進(jìn)巷道、硐室需風(fēng)條件下，解算的出風(fēng)機(jī)工況、礦井主要用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量結(jié)果如表3和表4所示。

c.結(jié)果分析與結(jié)論。根據(jù)上表解算結(jié)果可以看出，一3煤回風(fēng)井風(fēng)機(jī)葉片安裝角上調(diào)到52°～44°后，由它所擔(dān)負(fù)的33061工作面解算風(fēng)量變?yōu)?.13 m3/s，滿足需風(fēng)量；回風(fēng)斜井風(fēng)機(jī)葉片安裝角上調(diào)到43°～35°，它所擔(dān)負(fù)的26041工作面解算風(fēng)量變?yōu)?4.90 m3/s，和需風(fēng)量誤差為0.4%，也能滿足需風(fēng)量。

因此，改變?nèi)~片安裝角提高風(fēng)量能夠滿足后期生產(chǎn)部署的用風(fēng)需求。

2.5 方案二分析

a.解算條件。解算條件和方案一相同。

b.解算結(jié)果。在滿足掘進(jìn)巷道、硐室需風(fēng)條件下，解算的出風(fēng)機(jī)工況、礦井主要用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)量結(jié)果，如表5和表6所示。

c.結(jié)果分析與結(jié)論。根據(jù)上表解算結(jié)果可以看出，一3煤回風(fēng)井風(fēng)機(jī)葉片安裝角上調(diào)到52°～44°后，由它所擔(dān)負(fù)的33061工作面解算風(fēng)量變?yōu)?.11 m3/s，滿足需風(fēng)量；回風(fēng)斜井風(fēng)機(jī)葉片安裝角上調(diào)到43°～35°，它所擔(dān)負(fù)的26041工作面解算風(fēng)量變?yōu)?4.98 m3/s，和需風(fēng)量誤差為0.08%，也能滿足需風(fēng)量。

但是，東風(fēng)井風(fēng)機(jī)負(fù)壓2 068.72 Pa，風(fēng)量為63.73 m3/s，不符合AQ1028-2008煤礦井工開采的條件。

2.6 方案二進(jìn)一步優(yōu)化

方案二中，風(fēng)量滿足需要，但是東風(fēng)井風(fēng)機(jī)負(fù)壓超過2 000 Pa，主要原因是±0大巷東段改為進(jìn)風(fēng)巷后，31061工作面風(fēng)量增加為29.04 m3/s，工作面進(jìn)回風(fēng)巷斷面較小，阻力較大，而其他巷道沒有特別高的阻力段。加之31061工作面風(fēng)量富裕，不考慮擴(kuò)修巷道，采用降低東風(fēng)井風(fēng)機(jī)葉片角度，減小風(fēng)量的辦法。

a.解算條件。東風(fēng)井風(fēng)機(jī)葉片安裝角為-9°；其他兩個(gè)井的風(fēng)機(jī)參數(shù)不變。

b.解算結(jié)果,如表7和表8所示。

c.結(jié)果分析與結(jié)論。由解算條件和解算結(jié)果可知，通過降低東風(fēng)井風(fēng)機(jī)葉片安裝角可以滿足各地點(diǎn)用風(fēng)需求，風(fēng)機(jī)風(fēng)量大于3 000 m3/s，負(fù)壓小于2 000 Pa。

2.7 優(yōu)化方案確定

新豐煤礦的兩種通風(fēng)系統(tǒng)改造方案均能解決后期供風(fēng)不足的問題，滿足礦井后期生產(chǎn)部署的用風(fēng)需要，現(xiàn)從對(duì)兩種方案進(jìn)行比較，選取較優(yōu)方案予以實(shí)施。

方案一仍然以±0大巷為回風(fēng)巷，增大一3煤回風(fēng)井和回風(fēng)斜井的風(fēng)機(jī)葉片安裝角后，31061工作面解算風(fēng)量為26.19 m3/s，33061工作面解算風(fēng)量為7.13 m3/s，26041工作面解算風(fēng)量為24.90 m3/s，均能滿足各地點(diǎn)需風(fēng)量，此時(shí)回風(fēng)斜井風(fēng)機(jī)負(fù)壓1 983.64 Pa，風(fēng)量51.47 m3/s，東風(fēng)井風(fēng)機(jī)負(fù)壓1 926.37 Pa，風(fēng)量67.05 m3/s，一3煤回風(fēng)井風(fēng)機(jī)負(fù)壓1 279.03 Pa，風(fēng)量32.77 m3/s。

方案二以±0大巷為進(jìn)風(fēng)巷，增大一3煤回風(fēng)井和回風(fēng)斜井的風(fēng)機(jī)葉片安裝角后，31061工作面解算風(fēng)量為29.04 m3/s，33061工作面解算風(fēng)量為7.11 m3/s，26041工作面解算風(fēng)量為24.98 m3/s，均能滿足各地點(diǎn)需風(fēng)量，此時(shí)回風(fēng)斜井風(fēng)機(jī)負(fù)壓1 973.53 Pa，風(fēng)量51.55 m3/s，東風(fēng)井風(fēng)機(jī)負(fù)壓2 068.72 Pa，風(fēng)量63.73 m3/s，一3煤回風(fēng)井風(fēng)機(jī)負(fù)壓1 199.98 Pa，風(fēng)量33.80 m3/s。方案二中東風(fēng)井負(fù)壓偏大，是因?yàn)椤?大巷作為進(jìn)風(fēng)巷后，由東風(fēng)井擔(dān)負(fù)的31061工作面的風(fēng)量加大，由于斷面較小，阻力偏大，31061工作面風(fēng)量富余。對(duì)方案二進(jìn)一步優(yōu)化，減小東風(fēng)井風(fēng)機(jī)的葉片角度，改為-9°，31061工作面解算風(fēng)量為26.84 m3/s，能滿足31061工作面的需風(fēng)量，東風(fēng)井負(fù)壓也符合煤礦井工開采的有關(guān)規(guī)定。

方案一中±0大巷作為回風(fēng)巷，過風(fēng)2 m3/s，只是為了清理巷道用。方案二進(jìn)一步優(yōu)化方案中將其改為進(jìn)風(fēng)巷，同時(shí)減小東風(fēng)井風(fēng)機(jī)的葉片角度，既能充分利用這條巷道，也能減小風(fēng)機(jī)負(fù)壓，還能為礦上節(jié)約開支。因此，方案二進(jìn)一步優(yōu)化更合理。

綜合考慮確定方案二進(jìn)一步優(yōu)化方案為新豐煤礦通風(fēng)系統(tǒng)后期優(yōu)化改造最終方案。

3 結(jié)束語

針對(duì)新豐煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的現(xiàn)狀，提出了優(yōu)化方案，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解算驗(yàn)證能夠解決新豐煤礦目前存在的安全問題。

根據(jù)新豐煤礦的后期生產(chǎn)部署，提出了兩套優(yōu)化方案；雖然這兩套方案都能滿足礦井各個(gè)地方的用風(fēng)需求，但是方案二的東風(fēng)井風(fēng)機(jī)負(fù)壓偏大；又通過調(diào)小東風(fēng)井風(fēng)機(jī)的角度進(jìn)一步對(duì)方案二進(jìn)行優(yōu)化，得到的優(yōu)化方案完全滿足礦井的后期生產(chǎn)要求。

通過技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的比較，最終確定方案二的進(jìn)一步優(yōu)化方案為新豐煤礦后期的優(yōu)化改造方案。

[1]譚允禎，陳開巖，劉澤功，等.通風(fēng)安全學(xué)[M].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，2007.

Optimizing and Transforming the Ventilation System in Xinfeng Mine

WANG Shaobo
(Dayang Mine,Shanxi Lanhua Technology Co.,Ltd.,Jincheng 048000,China)

Based on the ventilation situation and the late production deployment in Xinfeng Mine, network solution was conducted and a set of transformation plans were presented.By comparison,the final plan was determined to optimize and transform the ventilation system in Xinfeng mine.

ventilation system;network solution;optimization;transformation

TD724

A

1672-5050（2015）02-0021-03

10.3969/j.cnki.issn1672-5050sxmt.2015.02.008

（編輯：劉新光）

2015-01-18

王少波（1986-），男，河南焦作人，碩士，助理工程師，從事礦井通風(fēng)與安全工作。