肥城礦區(qū)衰老礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化及技術改造分析

張連剛

【摘 要】衰老礦井通風系統(tǒng)由于生產(chǎn)時間的加長和生產(chǎn)能力的提升，礦井通風系統(tǒng)與原設計相比發(fā)生了很大變化。針對存在較為復雜的各種問題和安全隱患，結合礦區(qū)衰老礦井通風系統(tǒng)分析其所具有的特點，提出優(yōu)化改造的方案與解決途徑。

【關鍵詞】肥城礦區(qū)；衰老礦井；通風系統(tǒng)優(yōu)化；改造分析

0 概 述

肥城礦區(qū)已有四十余年的開采歷史，隨著礦井巷道的加長和產(chǎn)能的增加，礦井需風量猛增、主要通風機性能等要求也相應發(fā)生了很大變化。特別是2000年以后，礦井生產(chǎn)量的大幅度增加，新老水平過渡銜接的同時兼顧生產(chǎn)，使礦井通風網(wǎng)絡趨于復雜。邊遠采區(qū)和深部水平的生產(chǎn)、個別采區(qū)的集中生產(chǎn)等都加大了礦井需風量，使得局部地區(qū)出現(xiàn)風量分配和調節(jié)困難等問題。礦井總回風巷失修或嚴重失修，也導致礦井通風阻力升高，嚴重制約了礦井風量的有效分配。

1 礦區(qū)衰老礦井通風系統(tǒng)特點

1.1 通風路線長，回風巷道斷面小，阻力大

衰老礦井由于開采水平深，工作面都處于礦區(qū)的邊遠地帶。通風距離大，回風巷道的服務年限長及受采動影響，礦井的通風阻力大。

1.2 井下采場分布不合理，通風系統(tǒng)調控困難

由于衰老礦井采煤工作面的長度短、產(chǎn)量低，為了保證礦井的煤炭產(chǎn)量和效益，通常一個采區(qū)布置較多的采煤工作面和掘進工作面。容易引起全礦井風流調控困難、變化大、設施多、內部漏風嚴重的情況。

1.3 礦井生產(chǎn)區(qū)域集中，風量分配不合理

由于衰老礦井的生產(chǎn)區(qū)域有時會集中在礦井的某一采區(qū)或某一翼、某一水平，從而造成井下的供風緊張。

1.4 井下的通風設施多，通風系統(tǒng)復雜

衰老礦井井下的通風設施較多，利用已有的井巷實現(xiàn)通風目的是衰老礦井通風經(jīng)常采用的方法，也使得礦井的通風系統(tǒng)趨于復雜，角聯(lián)分支和不穩(wěn)定分支大量存在，給通風管理增添了困難。

1.5 礦井主要通風機運轉效率低，通風費用高

礦井主要通風機長期處于高負壓狀態(tài)運行，風機的效率普遍較低，耗電大。

1.6 礦井漏風嚴重，井下有效風量利益率低

由于采動的影響，衰老礦井大部分設施安設在回風側，封閉的采空區(qū)、風門、風墻的裂隙都使得井下存在大量的漏風。

2 礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化改造解決途徑

2.1 降低礦井通風阻力

通過風道擴修、增打并聯(lián)風道、調整風道結構等方式，改變礦井風阻特性曲線，降低阻力，提高風量。特別是對于回風段阻力過高的風網(wǎng)，整修回風側的巷道可以顯著提高礦井的風量。

2.2 調整主通風機特性曲線

實施調整主要通風機特性曲線還可以獲得很好的經(jīng)濟效益。通過風機電機調速、更換電機、改變電機功率或轉數(shù)等方式，調整主通風機特性曲線，提高主通風機運行效率。

2.3 通風網(wǎng)絡調整改造與主通風機調整相結合

改變礦井風阻特性與主通風機特性，獲取通風網(wǎng)絡與主通風機相匹配的最佳工況點，既保證礦井有足夠的通風能力，又實現(xiàn)主通風機的高效運行。礦井通風改造一般是一個綜合的過程，包括對井下通風設施的優(yōu)化。

2.4 優(yōu)化通風網(wǎng)絡，更換新型高效主通風機

衰老礦井生產(chǎn)系統(tǒng)和生產(chǎn)布局隨著生產(chǎn)水平延深、采場的轉移，通風網(wǎng)絡結構、風井的負荷都有很大改變。出現(xiàn)的問題有，一是通風網(wǎng)絡不合理；二是主通風機運行多年，型號落后。必須進行對主通風機的更換，徹底解決存在問題。

2.5 根據(jù)礦井水平和采場變化，及時調整網(wǎng)絡結構

在兩翼風機工況不均衡情況下，肥城礦區(qū)采用了利用總回風角聯(lián)巷道平衡通風的方法，使得兩臺風機都能發(fā)揮各自的能力，取得最佳的平衡效果。

2.6 總進風與總回風的風量調整分配

優(yōu)化布置并盡量減少礦井進風大巷和回風大巷風量分配不平衡現(xiàn)象。采區(qū)內系統(tǒng)優(yōu)化調整，重點解決阻力分布問題，實現(xiàn)采區(qū)內部均壓通風，以防止自然發(fā)火和采空區(qū)瓦斯的大量涌出。

2.7 通風系統(tǒng)的局部地點，應因地制宜地采取有針對性優(yōu)秀措施

局部地區(qū)通風困難的地點，可以采用安設輔助通風機的方法提高局部區(qū)域的風量。實施該方案時必需制定相應的輔助通風機管理措施和監(jiān)測措施，使用單獨的供電線路，并制定緊急停機情況下保障工作面風量，防止瓦斯積聚的措施。

3 結論

針對礦井通風系統(tǒng)的實際現(xiàn)狀，有規(guī)劃、有重點、按步驟、分階段地組織各礦進行通風系統(tǒng)調整改造，圍繞通風系統(tǒng)調整優(yōu)化工作，近年以來全礦區(qū)共組織通風阻力測定上百次（礦），建立通風網(wǎng)絡模型并模擬解算調整優(yōu)化方案近百個；完成新掘風道，擴修改造風道，更換主通風機，更換風井的風機電機等措施。通過通風系統(tǒng)優(yōu)化改造，提高了礦井通風能力；降低了礦井通風阻力，消滅了高負壓通風礦井；減少了礦井瓦斯涌出量，為肥城礦區(qū)控制重大瓦斯事故創(chuàng)造了有利條件；控制了自然發(fā)火事故，保證了正常肥城礦區(qū)的安全生產(chǎn)。

【參考文獻】

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