海孜煤礦礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整技術(shù)研究

程浩+趙洋洋

摘 要 利用現(xiàn)有巷道增加中央風(fēng)井系統(tǒng)回風(fēng)道的并聯(lián)通道，并將32和Ⅱ32采區(qū)的回風(fēng)引向西風(fēng)井風(fēng)機(jī)，分流中央風(fēng)井風(fēng)量，實(shí)現(xiàn)中央風(fēng)井降阻增效。

關(guān)鍵詞 通風(fēng)系統(tǒng)；并聯(lián)通道；分流風(fēng)量

中圖分類號(hào) TD72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2016）160-0141-02

海孜煤礦屬淮北煤田臨海童礦區(qū)，于1977年12月由原煤炭部兗州煤礦設(shè)計(jì)研究院提出礦井初步設(shè)計(jì)，采用立井分水平開拓方式。一水平大巷布置在9煤層底板，10煤層頂板；二水平大巷布置在10煤底板中。上煤組回風(fēng)水平為-265m，中、下煤組回風(fēng)水平為-275m。

由工業(yè)廣場內(nèi)的副井、新副井和主井進(jìn)風(fēng)，工業(yè)廣場內(nèi)的中央風(fēng)井和邊界的西風(fēng)井的擔(dān)任回風(fēng)，副井、新副井主進(jìn)風(fēng)，主井輔助進(jìn)風(fēng)。中央風(fēng)井主要通風(fēng)機(jī)為FBCDZ10№35型對旋式通風(fēng)機(jī)，電機(jī)功率2×800kW。西風(fēng)井主要通風(fēng)機(jī)為BDK-8-№27型對旋式通風(fēng)機(jī)，電機(jī)功率為2×450KW。西部井通風(fēng)方式為中央邊界式通風(fēng)，通風(fēng)方法為抽出式。

1 問題提出

隨著礦井一水平、二水平采場的萎縮，礦井的采場越來越集中，三水平的采掘接替亦越來越緊張，尤其是Ⅲ101采區(qū)，在Ⅱ101報(bào)廢后，Ⅲ101采區(qū)的風(fēng)量將達(dá)到7 500m3/min，在困難時(shí)期Ⅲ101采區(qū)的風(fēng)量將超過9000m3/min，三水平風(fēng)量的增加使得中央風(fēng)井阻力升高，主要通風(fēng)機(jī)必然上升。

根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查，中央風(fēng)井系統(tǒng)回風(fēng)量為11 360m3/ min，Ⅲ101采區(qū)的總回風(fēng)量達(dá)到5 500m3/min，中央風(fēng)井系統(tǒng)水柱計(jì)示值達(dá)到3 800Pa。

根據(jù)以上調(diào)查可以看出，在現(xiàn)有井巷網(wǎng)絡(luò)的情況下，Ⅲ101采區(qū)需風(fēng)量的大小對于中央風(fēng)井系統(tǒng)總阻力有著顯著的影響，在增風(fēng)2 000m3/min的情況下，中央風(fēng)井系統(tǒng)阻力增加近1 000Pa，若不采取措施，Ⅲ101采區(qū)的風(fēng)量根本無法滿足后期安全生產(chǎn)需求。

2 通風(fēng)系統(tǒng)概況

2.1 概況

礦井采用立井分水平主石門分組大巷開拓方式。井筒均為立井，工業(yè)廣場內(nèi)設(shè)主井、副井、新副井、中央風(fēng)井，西風(fēng)井在礦井西翼淺部露頭。礦井由副井和新副井進(jìn)風(fēng)、主井配風(fēng)，中央風(fēng)井和西風(fēng)井回風(fēng)。二水平采用三條暗斜井延深，即主暗斜井、進(jìn)風(fēng)行人斜井、副暗斜井。礦井布置-475m、-700m和-1000m 3個(gè)水平。上煤組回風(fēng)水平為-265m，中、下煤組回風(fēng)水平為-275m。礦井通風(fēng)系統(tǒng)為混合式方式，采用抽出式通風(fēng)。

2.2 通風(fēng)現(xiàn)狀

1）中央風(fēng)井系統(tǒng)回風(fēng)通道最大通風(fēng)能力為6100m3/ min；中央風(fēng)井最大通風(fēng)能力達(dá)到14 300m3/min，此時(shí)，中央風(fēng)井井筒阻力將達(dá)到699Pa。

2）Ⅲ101采區(qū)風(fēng)量超過6 000m3/min，Ⅲ101回風(fēng)上山風(fēng)速將超過8m/s。

3）西風(fēng)井系統(tǒng)井巷網(wǎng)絡(luò)基本可以滿足32采區(qū)及Ⅱ32采區(qū)的回風(fēng)，但局部斷面較小，如Ⅱ102采區(qū)四區(qū)段軌道巷；另外，通風(fēng)流程較長，達(dá)到11 935m。

4）西風(fēng)井主要通風(fēng)機(jī)能力較大，但礦井總風(fēng)阻較高，增風(fēng)壓力大。

2.3 礦井面臨的問題

1）礦井維持產(chǎn)量，需風(fēng)量變化較小。

2）采場少，采掘活動(dòng)集中，用風(fēng)地點(diǎn)集中。

Ⅱ101采區(qū)封閉后，中央風(fēng)井系統(tǒng)采場集中在Ⅲ101采區(qū)和32采區(qū)、Ⅱ32采區(qū)；86采區(qū)封閉后，西風(fēng)井系統(tǒng)僅為Ⅱ102采區(qū)。

3）回風(fēng)巷道條件差，通道少，流程長，老巷道維護(hù)困難；新掘并聯(lián)巷道成本高。

4）中央風(fēng)井系統(tǒng)滿負(fù)荷；西風(fēng)井主要通風(fēng)機(jī)能力大，運(yùn)轉(zhuǎn)效率偏低。

3 通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整

3.1 制定方案

措施1：增加中央風(fēng)井系統(tǒng)回風(fēng)道的并聯(lián)通道（調(diào)整示意如圖1所示）。

1）利用原Ⅱ101采區(qū)的軌道上山，將其改為回風(fēng)使用。

2）將-700m東大巷里段改為回風(fēng)。

措施2：將32采區(qū)和Ⅱ32的回風(fēng)引向西風(fēng)井風(fēng)機(jī)，分流中央風(fēng)井風(fēng)量（如圖2所示）。

1）貫通Ⅱ32主運(yùn)石門，并將其作為回風(fēng)，與Ⅱ102專用回風(fēng)上山連通。

2）隔斷32總回風(fēng)巷。

3.2 方案實(shí)施

1）利用原Ⅱ101采區(qū)的軌道上山，將其改為回風(fēng)使用，巷道斷面8m2。中央風(fēng)井風(fēng)量211.1m3/s，阻2 941Pa；西風(fēng)井風(fēng)量86.1m3/s，通風(fēng)阻力1 589Pa。

2）措施1的基礎(chǔ)上將32采區(qū)和Ⅱ32的回風(fēng)引向西風(fēng)井風(fēng)機(jī)，分流中央風(fēng)井風(fēng)量。中央風(fēng)井風(fēng)量175m3/s，阻2 535Pa；西風(fēng)井風(fēng)量122.3m3/s，通風(fēng)阻力3 425Pa.

4 結(jié)論

實(shí)施降阻效果明顯，中央風(fēng)井系統(tǒng)阻力可下降1 000Pa左右，達(dá)到要求。下一步工作建議：對風(fēng)速超限巷道施工并聯(lián)巷道或進(jìn)行擴(kuò)巷；增加Ⅲ101采區(qū)皮帶巷道的輔助進(jìn)風(fēng)量，緩解軌道的進(jìn)風(fēng)壓力；全礦合理安排采掘接替，Ⅲ101采區(qū)的開采不能過于集中，采掘活動(dòng)更不能同時(shí)集中在采區(qū)的下部。