煤礦回采工作面巷道布置與通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)研究

徐慧淵

摘要：煤礦在開采過程中，需要在回采工作面進(jìn)行運(yùn)輸、出煤以及回風(fēng)系統(tǒng)巷道布置工作，為了保證設(shè)計合理，提高安全性，還需做好通風(fēng)設(shè)計。基于此，本文以煤礦回采工作面巷道布置與通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)作為研究對象，分析煤礦回采工作面巷道布置方式，分別從礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)節(jié)與通風(fēng)系統(tǒng)安全可靠性優(yōu)化闡述通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)。

關(guān)鍵詞：煤礦開采;巷道布置;通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化

某地區(qū)煤礦在一采區(qū)2號與3號煤層聯(lián)合布置開采時，回采工作面系統(tǒng)巷道布置存在不合理情況，一條巷道只能為一個回采面服務(wù)，通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計不夠優(yōu)化，軌道運(yùn)輸和皮帶運(yùn)輸較差，總結(jié)存在的問題，在二采區(qū)開采之前需要考慮好運(yùn)輸系統(tǒng)與通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化問題，做好通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，避免角聯(lián)通風(fēng)巷道，達(dá)到一巷多用，延長巷道的服務(wù)周期。

1 煤礦回采工作面巷道布置方式

一直以來，采區(qū)回采工作面的下料系統(tǒng)與通風(fēng)系統(tǒng)布置方面普遍存在問題，某煤礦企業(yè)在開采之前，將2號與3號采區(qū)進(jìn)行統(tǒng)籌，采用聯(lián)合布置開采方式，準(zhǔn)備巷道為兩進(jìn)一回通風(fēng)系統(tǒng)，軌道巷與皮帶巷被布置在3號煤層力，軌道巷和皮帶巷中間是回風(fēng)巷，回風(fēng)巷被布置在2號煤層內(nèi)，一共布置了三條準(zhǔn)備巷道，相互之間保持30米的水平距離，將三條巷道挖掘以后可以貫通于整個煤礦開采區(qū)。

這種煤礦回采巷道布置方式有著明顯的優(yōu)越性，軌道運(yùn)輸與皮帶巷運(yùn)輸之間不會交叉，管理人員不用擔(dān)心交叉作業(yè)帶來的安全隱患問題，巷道服務(wù)周期變長，回風(fēng)系統(tǒng)巷擔(dān)負(fù)著工作面的回風(fēng)工作與輔助進(jìn)風(fēng)下料工作，可以確保煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定和可靠。

2 煤礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)研究

2.1 礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)節(jié)

通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的數(shù)字表達(dá)，也是相關(guān)參數(shù)的有機(jī)組合，這種通風(fēng)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)程度高，有多種可以滿足通風(fēng)要求的調(diào)節(jié)方案，以下幾種可以根據(jù)實際情況進(jìn)行選擇：控制型分風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，各個分支風(fēng)阻情況已經(jīng)明確，風(fēng)量給定，確定風(fēng)機(jī)需要的最小風(fēng)壓，隨后通過有效調(diào)節(jié)讓整個網(wǎng)絡(luò)風(fēng)壓之間的損失達(dá)到平衡，滿足各個分支風(fēng)量需求;自然型分風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，風(fēng)量需要根據(jù)各個分支風(fēng)阻大小分配，不需要加入調(diào)節(jié)控制設(shè)施，對煤礦通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化的時候可以根據(jù)實際開采進(jìn)度情況與通風(fēng)情況選擇使用該方法;一般型分風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，由于在整個網(wǎng)絡(luò)中有一部分分支的風(fēng)量可以得知，另一部分分量還沒有確定，調(diào)節(jié)分支風(fēng)量是一般型網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)節(jié)的特點(diǎn)，部分分支的風(fēng)量可以根據(jù)生產(chǎn)的實際需求完成有效分配，而不是像自然型分風(fēng)網(wǎng)絡(luò)那樣自由分配，這種通風(fēng)設(shè)計使用起來十分方便。表（1）數(shù)據(jù)為JF系列礦井局部軸流通風(fēng)機(jī)情況，局部通風(fēng)機(jī)選擇風(fēng)筒的時候要根據(jù)風(fēng)筒的長度計算摩擦風(fēng)阻，然后根據(jù)摩擦風(fēng)阻曲線在局部通風(fēng)機(jī)的特性曲線上找到吸風(fēng)量，根據(jù)風(fēng)量和風(fēng)阻計算阻力，看得到的結(jié)構(gòu)是否滿足煤礦工作面的實際需求，風(fēng)量計算需要考慮到百米漏風(fēng)率。

2.2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全可靠性優(yōu)化

部分煤礦開采在通風(fēng)方面存在系統(tǒng)可靠性問題，計算風(fēng)流分支可靠程度和網(wǎng)絡(luò)可靠性還不夠成熟，為了提升通風(fēng)系統(tǒng)的安全可靠性，建議選擇使用合理的方法對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行安全性能評價，當(dāng)前煤礦井下煤炭自燃和瓦斯等有毒氣體對煤礦開采工作造成阻礙，建議利用核實安全性能評級方法對礦井安全性進(jìn)行全方面評估，提高事故抵御能力。

除此之外，可以將擴(kuò)散器進(jìn)行改造，有的煤礦開采選擇使用離心式通風(fēng)機(jī)，這種通風(fēng)集中小功率擴(kuò)散器使用的是鐵板焊接材質(zhì)，礦井?dāng)U散器的敞角最低為15°，最高為30°，可以采用減小擴(kuò)散器高度的方法將其改造，但是這么做也會降低設(shè)備的工作效率。

3 總結(jié)

總而言之，為了全面提升礦井通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化與回采巷道的合理布置，需要在當(dāng)前研究基礎(chǔ)上對礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化控制技術(shù)進(jìn)行規(guī)律性研究，尋找更加有深層意義的礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化控制綜合技術(shù)，在計算機(jī)技術(shù)的輔助下支持系統(tǒng)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]谷拴成，樊琦，王建文，等.層狀巖體巷道頂板冒落拱高度計算方法研究[J].煤炭工程，2012，44（12）：73-76.