关于多风井矿井通风系统优化改造

关于多风井矿井通风系统优化改造

梁宇枫，巩文卿

陕西陕煤韩城矿业有限公司桑树坪煤矿  陕西省渭南市 715407

摘要：针对目前煤矿多风井矿井部分地点存在供风能力不足、阻力分布失衡等问题，基于对通风系统参数的测定分析结果及矿上后续生产工作的部署，对以上问题进行了分析及研究，结合实际工程，分析矿井通风系统存在的问题，探讨多风井矿井通风系统改造的方案，以期能够有效增强整个系统运行的效率，增加工作的安全性。

关键词：多风井矿井；通风系统；优化；改造

煤炭是我国重要的生产能源，随着井工开采时间的增长和开采深度的增加，矿井生产布局和通风系统面临越来越多的问题，通风路线加长、阻力增大、风机超负荷运行等严重制约着高产高效矿井的发展，因此准确掌握井下通风系统参数，以风定产，对现有通风系统进行合理优化，按采掘衔接合理布置生产格局，对煤矿中后期安全高效生产具有重要意义。

一、通风系统存在的问题

（1）在研究过程中发现，未进行通风系统改造的矿井通风以混合式通风为主要通风方式，这种通风模式下，通风无法实现全矿井覆盖，在中央区和边界部分出现通风缺口；

（2）在未进行通风系统改造前的矿井，距离地表的深度较大因而产生了较大的通风阻力，所以在通风过程中无法实现迅速排风，对矿井的安全性构成影响，不利于矿井开采；

（3）未改造前的矿井通风系统不科学，通风模式不符合矿井需求，因此矿井内的通风状况差且危险性较大；

（4）第二开采区的通风系统中，乘人索道及中巷不仅作为通风要素，还兼做其他用途，因此对于通风来说不够完善；

（5）从职业健康的角度出发。1.由于该矿井的主采区为第二开采区和第三开采区，因此进入第二开采区的工人必须经由索道才可进入到矿井之中；2.第二开采区四层皮带道改造前还担负着其他运输的职能，因此存在着运输过程中由于回风阻力较大而产生的煤屑、尘土乱飞的情况，对矿工的健康造成了严重损害[[1]]。

随着矿井开采深度逐渐加深、开采规模逐渐扩大，原有矿井通风系统已经无法适应新的开采需求，不仅是由于开采量的增加而需要改善通风系统，更是因为必须要有良好的通风才能尽快将瓦斯气体排出，降低危险性 。

二、多风井矿井通风系统改造方案

（一）设计方案及优缺点分析

通过对整个煤矿的井上下及地面地形的情况分析，在设计过程中需要始终秉持减少压煤、安全、经济的原则，同时还需要考虑到对当前生产接替的相关影响程度 。基于此，制定出两种新风井的改造方案设计。

方案一：设立的新回风立井位于- 200 m水平面上的采区上山矿井的边界，而在B钻孔附近，落地于2- 3煤顶板之中，可以通过22采区回风上山与二水平回风大巷进行连接与贯通，进而对多风井矿井通风系统进行改造。改造后的井筒净直径5 m，井深473 m。这个设计方案的优点在于能够快速解决二水平采区的通风问题，同时由于井筒的深度较低，在建设初期的财政资金投入较少，建井施工的工期比较短[[2]]。此外，这种设计方案在实施过程中，在井筒落底之后，能够对二水平轨道、回风大巷进行有效挖掘，进而有利于该采区提前形成。但是这种施工方案的缺点在于所设计出的通风线路较长，产生的风阻较大，不利于正常通风。同时，通风系统形成所需要的时间较长，不利于解决当前矿井的通风路线长、采掘面地温度较高的问题及现象。此外，回风上山在该矿井采区上部回采后，与之相关的维护难度较大，维修量较多。

方案二：新回风立井位于井田深部的中央区域之中，在副斜井井筒的西侧，距离A钻孔大约有90 m的距离，落底于2- 1煤顶板岩石之中，并直接与二水平总回风巷相连接贯通，由此对整个多风井矿井通风系统进行改造与提升。经过改造后的井筒直径为5 m，井深为724.8 m。这种改造方案的优点是由于风井位于井田深部的中央位置之中，通风方式十分合理[[3]]。且对于东西两个采区的通风效果十分显著，所设计出的通风线路较短，通风系统运行阻力较小，运行过程中的经济安全性较高等，该设计方案更有利于改善矿井工作环境。但是该方案与方案一相比较，所设计出的井筒深度较大，初期建设投资金额较多。同时风井地面地形十分狭窄，在进行相关工业广场布置时存在一定难度，且挖、填土方量十分巨大。

（二）确立新回风立井方案

通过对比上述两种设计改造方案，为了能够在施工过程中尽早解决矿井风量不足、风阻较大、采掘区工作面低温较高等问题，改善整个施工操作的工作环境，经对比分析，决定采用方案二改造多风井矿井通风系统。因此，新回风立井位于井田深部的中央区域中，在副斜井井筒西侧，距离A钻孔大约有90 m的距离，落底于2- 1煤顶板岩石之中，并直接与二水平总回风巷相连接贯通，经过改造后的井筒净直径为5 m，井深为724.8 m。3.3 主通风机设备类型的选择矿井需风量为8 328 m 3 /min，其通风容易时期的阻力为2 181.3 Pa，通风困难时期的阻力为2 450.3 Pa。因此在选择相关设备类型时，需要依据通风容易时期、困难时期、总阻力及相关自然风压等进行计算。通过计算出不同时期的所需风量、静压等，并选择满足不同时期需求的通风机。根据煤矿工程多风井矿井通风系统的特点及实际运行状况，选择FBDCZ(B)- 10- NO.32、转速590 r/min型隔爆对旋轴流式主通风机两台，其中一台作为备用

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三、效果检验

中央、边界系统形成独立通风系统，第二开采区采区形成专用回风道，矿井实现分区通风，进一步保证矿井通风系统合理、稳定，提高矿井整体抗灾能力；

第二开采区采区风速超速地点相比通风系统调整前明显减少，由原来的 12 处减少到现在的 4 处风速超限地点，降低了矿井通风阻力；

此次调整，新建风门 18 道，挡风墙 8 道，拆除风门 26 道，拆除挡风墙 1 道，风门漏风地点相对减少，使第二开采区采区风门漏风量减少 399 m3 /m in；

中央系统有效风量率相比提高 5.49% ，从而有效解决了第二开采区风量不足的问题，优化了第二开采区通风系统；

通风系统调整后，第二开采区的通风模式由原来的入风改为回风，改变了原来第二开采区通风不彻底且覆盖范围小的问题，实现第二开采区快速通风，降低第二开采区瓦斯事故发生的可能性，增加了开采区的安全性；

优化巷道布置，改变第二开采区回风系统中乘人索道的使用方式，经过改造后巷道内的风量明显降低，风速明显减弱；并且进一步改造第二开采区四层通风系统中皮带道的使用模式，降低风量的同时还进一步扩大了通风系统的覆盖范围，降低风速并且有效阻止了煤尘的飞扬现象；

消除了第二开采区四层轨道、第二开采区乘人索道兼做回风道的通风机电运输隐患；[[5]]

增强对矿井通风设备的建设力度，对投入新建的通风设施以喷浆的方式进行密封，同时也为其他矿井通风设施的管理提供了借鉴经验。

结语

通过对多风井矿井通风系统进行改造之后，能够有效解决深井通风困难的问题，改变整个矿井的气候条件，增加矿井中的风量。同时，随着新系统的改造，极大程度地提升了通风机的风量，且对其能够进行更好的管理，方便定期检查及维修，促使整个多风井矿井通风系统更好地运行与工作，提高煤矿工程的生产经济效益。

参考文献：

[1]王利民. 多风井矿井通风系统优化改造[J]. 能源与节能,2017(8):72-73.

[2]刘锐. 多风井矿井通风系统优化改造[J]. 商品与质量,2019(45):95.

[3]岳崇彪. 浅析多风井矿井通风系统优化改造[J]. 能源与节能,2017(9):50-51.

[4]陈旭. 多分区复杂矿井通风系统优化研究及对策分析[J]. 世界有色金属,2020(24):28-29.

[5]黄旭利. 多分区复杂矿井通风系统优化研究及对策[J]. 世界有色金属,2019(8):168-169.

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