煤礦井下雙通道高低壓風(fēng)門在通風(fēng)系統(tǒng)中應(yīng)用

許 宏

（內(nèi)蒙古同煤鄂爾多斯礦業(yè)公司，內(nèi)蒙古，鄂爾多斯，017000）

1 引言

煤炭是我國的基礎(chǔ)能源，占比總體能源需求的65%左右[1,2]。受我國煤層賦存條件的限制，我國約有97%的煤炭為井工開采，而通風(fēng)系統(tǒng)是井工開采的前提。礦井通風(fēng)是保障礦井人員安全的最主要技術(shù)手段，必須源源不斷地將地面新鮮空氣輸送到井下各作業(yè)地點(diǎn)，以供給工作人員呼吸，并稀釋和排除井下各種有毒、有害的氣體和礦塵等[3,4]。隨著現(xiàn)代化、大型化礦井建設(shè)，煤礦開采強(qiáng)度越來越大，機(jī)械化程度也越來越高，對(duì)井下通風(fēng)風(fēng)量的需求也不斷升級(jí)，通風(fēng)裝備及技術(shù)手段也需相應(yīng)調(diào)整。因此安全可靠的通風(fēng)系統(tǒng)和通風(fēng)設(shè)施的穩(wěn)定可靠性是礦井正常生產(chǎn)的基礎(chǔ)，一般而言，礦井產(chǎn)量越大，井下需風(fēng)量越大，局部巷道風(fēng)力高達(dá)7 m/s～8 m/s左右，風(fēng)壓差大，風(fēng)速高給行人、安全生產(chǎn)等都帶來較大不利[5]。

2 礦井概況

色連礦位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市東勝區(qū)西北部，行政區(qū)劃隸屬東勝區(qū)罕臺(tái)鎮(zhèn)，距東勝區(qū)政府所在地 21 km。礦井井田面積 35.7 km2，井田南北長(zhǎng) 8.2 km，東西寬 4.9 km，主要可采煤層有5層（2-2上、2-2中、4-1、5-1、6-2中）均為近水平煤層，煤層呈北高南低之勢(shì)。礦井生產(chǎn)能力為5.00 Mt/a，可采儲(chǔ)量386.5 Mt，礦井服務(wù)年限55.2年。礦井通風(fēng)方式為中央并列式通風(fēng)，通風(fēng)方法為機(jī)械抽出式，由主斜井、副斜井及進(jìn)風(fēng)立井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)立井回風(fēng)。主扇選用FBCDZ-10-No40/2×1250型軸流式通風(fēng)機(jī)兩臺(tái)，一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。目前主扇開啟兩級(jí)運(yùn)行，葉片角度為-6°，電機(jī)頻率為42 Hz。調(diào)度室及主通風(fēng)機(jī)房設(shè)有在線監(jiān)測(cè)裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)機(jī)運(yùn)行情況，礦井總進(jìn)風(fēng)量16 135 m3/min，總回風(fēng)量16 430 m3/min，有效風(fēng)量率98.2%，礦井通風(fēng)總等級(jí)孔為8.27 m2。

色連礦井下調(diào)控主要回風(fēng)大巷風(fēng)量的調(diào)節(jié)風(fēng)門，存在調(diào)節(jié)風(fēng)門兩側(cè)壓差大、風(fēng)門開關(guān)困難、風(fēng)速過高，以及行人容易被吹倒、開關(guān)風(fēng)門時(shí)容易出現(xiàn)風(fēng)門傷人、風(fēng)門容易損壞及維護(hù)困難等隱患，為解決上述問題，需要對(duì)原調(diào)節(jié)風(fēng)門進(jìn)行改造。

3 解決方案

礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全可靠性主要體現(xiàn)在礦井生產(chǎn)的正常進(jìn)行、預(yù)防和控制事故的發(fā)生，經(jīng)濟(jì)合理性是在保障安全可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，從而降低礦井生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理是煤礦安全生產(chǎn)所要考慮的首要問題。礦井通風(fēng)設(shè)施是指設(shè)置在礦井通風(fēng)巷道中用于控制風(fēng)流方向和大小的通風(fēng)構(gòu)筑物,包括永久性和臨時(shí)性風(fēng)門、風(fēng)窗、風(fēng)橋、風(fēng)墻[6,7]。通風(fēng)設(shè)施的質(zhì)量與布置的合理性,直接關(guān)系到礦井通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

分析認(rèn)為原調(diào)節(jié)風(fēng)門行人行車道與風(fēng)道共用，根據(jù)通風(fēng)阻力定律即礦井通風(fēng)阻力與巷道通風(fēng)阻力、通風(fēng)量的平方呈正比例關(guān)系。為了減小風(fēng)門開啟阻力和風(fēng)門關(guān)閉時(shí)的撞擊力，通過將行人行車道與通風(fēng)道隔離，實(shí)行雙通道，同時(shí)在行人行車道的兩道風(fēng)門中間再增加一道風(fēng)門，從而降低風(fēng)門兩側(cè)的風(fēng)壓差，使行人行車道的風(fēng)門開啟和關(guān)閉操作更便捷。通過對(duì)礦井北翼第三聯(lián)巷調(diào)節(jié)風(fēng)門的改進(jìn)及調(diào)節(jié)風(fēng)窗的改造，很好的解決了風(fēng)門開啟困難、容易損壞、容易擠傷人員甚至造成人身傷亡、風(fēng)門開啟過程中風(fēng)量不穩(wěn)定等缺陷。

風(fēng)門兩端的風(fēng)壓差達(dá)到650 Pa左右，風(fēng)門扇的面積為5.52 m2，人力打開風(fēng)門最小的力量為1 310 N，再加上現(xiàn)場(chǎng)有淋水或是環(huán)境潮濕，一個(gè)人的力量要打開風(fēng)門是非常困難的。為測(cè)定漏風(fēng)量，在安設(shè)結(jié)束后對(duì)該地點(diǎn)的漏風(fēng)進(jìn)行了測(cè)定，原風(fēng)門的漏風(fēng)量為4.21 m3/s，在中間增設(shè)一道風(fēng)門后，漏風(fēng)量為1.76 m3/s，減少了漏風(fēng)量，從而降低了壓差。改造后的風(fēng)門風(fēng)壓和調(diào)節(jié)風(fēng)壓都大幅度的降低（見表1所示），其中風(fēng)門的壓力大幅度降低，適宜于人員開啟，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和被門夾住等風(fēng)險(xiǎn)。

表1風(fēng)門改造前后風(fēng)壓變化

圖1北翼第三聯(lián)巷調(diào)節(jié)風(fēng)門改進(jìn)后示意圖

4 結(jié)論

通過實(shí)施將行人行車道與風(fēng)流道隔離開的雙通道，及在行人行車道的兩道風(fēng)門中間再增加一道風(fēng)門的技術(shù)改造，不僅很好的解決了原風(fēng)門開啟困難、容易損壞、容易擠傷人員造成人身傷亡的問題，以及風(fēng)門開啟過程中風(fēng)量不穩(wěn)定等缺陷，而且也使行人行車更加方便靈活，同時(shí)該通風(fēng)設(shè)施構(gòu)筑簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，易于管理，有效提升了整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。