利用大直徑鉆孔降低通風(fēng)阻力的分析

付 鑫

（陽煤集團(tuán)三礦通風(fēng)部， 山西 陽泉 045000）

1 東西畛主要通風(fēng)機(jī)系統(tǒng)概況

陽泉煤業(yè)下屬礦三礦東西畛主要通風(fēng)機(jī)房安裝有兩臺(tái)軸流式通風(fēng)機(jī)，額定功率4000 kW，額定負(fù)壓6100 Pa，額定風(fēng)量25000 m3/min。現(xiàn)風(fēng)機(jī)葉片角度為0°，實(shí)際運(yùn)行功率為2700 kW，負(fù)壓4200 Pa，總回風(fēng)量14550 m3/min。負(fù)擔(dān)豎井?dāng)U一采區(qū)、擴(kuò)二采區(qū)、擴(kuò)三采區(qū)、高抽巷和12號(hào)煤已采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)，其中豎井回風(fēng)量12900 m3/min，12號(hào)煤已采區(qū)回風(fēng)量1200 m3/min。

1.1 東西畛負(fù)擔(dān)區(qū)域各采區(qū)風(fēng)量分配情況

1.1.1 豎井?dāng)U一采區(qū)概況

豎井?dāng)U一采區(qū)布置有一個(gè)掘進(jìn)工作面，配風(fēng)量750 m3/min，其他相關(guān)系統(tǒng)巷配風(fēng)量550 m3/min，采區(qū)回風(fēng)量為1300 m3/min。

1.1.2 豎井?dāng)U二采區(qū)概況

豎井?dāng)U二采區(qū)的采區(qū)回風(fēng)量為4360 m3/min，布置有一個(gè)K8204綜放工作面，配風(fēng)量為1710 m3/min；一個(gè)K8201進(jìn)風(fēng)掘進(jìn)工作面，配風(fēng)量為760 m3/min；一個(gè)K8201回風(fēng)順槽工作面，配風(fēng)量為780 m3/min；8209系統(tǒng)巷配風(fēng)量為400 m3/min；配電室配風(fēng)量為150 m3/min；移動(dòng)泵站配風(fēng)量為360 m3/min，火藥庫配風(fēng)量為200 m3/min。

1.1.3 豎井?dāng)U三采區(qū)概況

豎井?dāng)U三區(qū)采區(qū)回風(fēng)量為4500 m3/min，布置有一個(gè)K8302綜放工作面，配風(fēng)量為1910 m3/min；一個(gè)K8307進(jìn)風(fēng)掘進(jìn)工作面，配風(fēng)量為770 m3/min；一個(gè)K8307回風(fēng)順槽工作面，配風(fēng)量為780 m3/min；兩個(gè)配電室配風(fēng)量為330 m3/min；移動(dòng)泵站配風(fēng)量為360 m3/min，火藥庫配風(fēng)量為200 m3/min，水倉配風(fēng)量為150 m3/min。

1.1.4 豎井高抽巷概況

高抽巷主要負(fù)擔(dān)15號(hào)煤鄰近層瓦斯抽放，僅保留擴(kuò)一采區(qū)、擴(kuò)二采區(qū)、擴(kuò)三采區(qū)的回采工作面高抽系統(tǒng)巷，總回風(fēng)量為2100 m3/min。

1.1.5 12號(hào)煤已采區(qū)概況

12號(hào)煤屬已采區(qū)，因15號(hào)煤鄰近層瓦斯抽放管路路線在12號(hào)煤巷道中布置，所有保留部分段通風(fēng)系統(tǒng)，總回風(fēng)量為1200 m3/min。

1.2 影響擴(kuò)二采區(qū)風(fēng)量因素

1）受資源枯竭影響，生產(chǎn)隊(duì)組主要集中在豎井?dāng)U二采區(qū)，導(dǎo)致用風(fēng)地點(diǎn)集中，擴(kuò)二采區(qū)回風(fēng)巷斷面受壓致通風(fēng)斷面逐漸縮小，擴(kuò)二采區(qū)的采區(qū)回風(fēng)多處冒頂堵塞通風(fēng)斷面，擴(kuò)二采區(qū)回風(fēng)量由5900 m3/min降到4300 m3/min。

2）擴(kuò)二采區(qū)的采區(qū)回風(fēng)巷第五聯(lián)巷處有50多米巷道頂板壓力大，底鼓非常嚴(yán)重，經(jīng)多次整巷木支付增多，且巷道長期有積水影響通風(fēng)斷面。

3）擴(kuò)二采區(qū)的采區(qū)回風(fēng)盡頭至風(fēng)井丁字口處，頂板支護(hù)失效，矸石冒落嚴(yán)重，影響通風(fēng)斷面，整巷難度大。

2 擴(kuò)二采區(qū)的采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化的必要性

擴(kuò)二采區(qū)的采區(qū)回風(fēng)巷多處通風(fēng)斷面不足，整巷難度大，進(jìn)度緩慢，成本高。且因資源枯竭，擴(kuò)二采區(qū)生產(chǎn)隊(duì)組集中，而回風(fēng)量僅能滿足一個(gè)回采工作面，一個(gè)掘進(jìn)工作面，其他系統(tǒng)巷及掘進(jìn)工作面開工在即。通過從高抽回風(fēng)巷向擴(kuò)二采區(qū)的采區(qū)回風(fēng)巷施工通風(fēng)立眼，擴(kuò)二采區(qū)的采區(qū)回風(fēng)一部分通過擴(kuò)二采區(qū)的采區(qū)回風(fēng)至東西畛風(fēng)井，另一部分經(jīng)過擴(kuò)二采區(qū)高抽回風(fēng)巷至東西畛回風(fēng)井，既能滿足生產(chǎn)供風(fēng)要求，也可滿足擴(kuò)二區(qū)K8209系統(tǒng)巷掘進(jìn)生產(chǎn)要求。擴(kuò)二采區(qū)的采區(qū)回風(fēng)巷取消整巷工程，不僅降低了主要通風(fēng)機(jī)通風(fēng)負(fù)壓，延長設(shè)備使用壽命，還可增加各采掘工作面通風(fēng)富裕系統(tǒng)，確保安全生產(chǎn)。

3 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)說明

1）在高抽回風(fēng)巷向擴(kuò)二采區(qū)的采區(qū)回風(fēng)巷施工直徑1000mm兩個(gè)通風(fēng)鉆孔，垂直向豎井?dāng)U二采區(qū)煤層皮帶巷貫通，孔間距6800mm。

2）在擴(kuò)二采區(qū)煤層皮帶巷施工閉墻一道；在擴(kuò)二采區(qū)的采區(qū)回風(fēng)8204系統(tǒng)巷口設(shè)置閉墻一道；在高抽進(jìn)風(fēng)巷施工正反向風(fēng)門兩道，分流擴(kuò)二采區(qū)K8204回風(fēng)、K8201回風(fēng)等部分工作面風(fēng)量。

3）調(diào)節(jié)擴(kuò)二采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)，將擴(kuò)二采區(qū)部分回風(fēng)引入高抽回風(fēng)巷形成并聯(lián)通風(fēng)，滿足生產(chǎn)期間供風(fēng)要求，降低主要通風(fēng)機(jī)負(fù)壓。

4 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化效果分析

1）優(yōu)化通風(fēng)效果前如圖1所示。擴(kuò)二采區(qū)采掘隊(duì)組集中，采區(qū)用風(fēng)量緊張，而總回風(fēng)巷道斷面受壓致通風(fēng)斷面逐漸縮小，擴(kuò)二區(qū)采區(qū)回風(fēng)巷多處冒頂堵塞通風(fēng)斷面，擴(kuò)二采區(qū)的采區(qū)回風(fēng)量由5900 m3/min降到4360 m3/min，回采工作面配風(fēng)量僅可以滿足核定風(fēng)量，當(dāng)工作面瓦斯發(fā)生異常時(shí)，沒有辦法采用增大風(fēng)量風(fēng)排巷道內(nèi)的瓦斯。

2）優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)后如圖2所示。擴(kuò)二采區(qū)各采掘工作面、系統(tǒng)巷風(fēng)量充足，采區(qū)回風(fēng)量由以往的4360 m3/min恢復(fù)到5700 m3/min，通風(fēng)負(fù)壓由4700 Pa下降到4100 Pa，滿足擴(kuò)二采區(qū)一個(gè)回采兩個(gè)掘進(jìn)工作面及一個(gè)系統(tǒng)巷掘進(jìn)的生產(chǎn)要求。

圖1 施工大直徑鉆孔前通風(fēng)系統(tǒng)示意圖

圖2 施工大直徑鉆孔后通風(fēng)系統(tǒng)示意圖

5 結(jié)語

三礦15號(hào)煤層擴(kuò)二采區(qū)采掘隊(duì)組集中，采區(qū)回風(fēng)巷道通風(fēng)斷面阻力大，斷面小，整巷難度大，進(jìn)度緩慢，因資源枯竭，而回風(fēng)量僅能滿足一個(gè)回風(fēng)工作面，一個(gè)掘進(jìn)工作面，其他系統(tǒng)巷及掘進(jìn)工作面開工在即，造成生成銜接壓力大。給擴(kuò)二采區(qū)供風(fēng)造成很大壓力，東西畛主要通風(fēng)機(jī)通風(fēng)負(fù)壓嚴(yán)重超標(biāo)。通過在豎井?dāng)U二采區(qū)高抽巷盡頭垂直向豎井?dāng)U二采區(qū)煤層皮帶巷施工大直徑鉆孔，滿足了擴(kuò)二采區(qū)的生產(chǎn)需求。