加強(qiáng)通風(fēng)系統(tǒng)治理提高通防可控程度

文/劉殿平

加強(qiáng)通風(fēng)系統(tǒng)治理提高通防可控程度

文/劉殿平

在生產(chǎn)礦井中，礦井通風(fēng)系統(tǒng)作為重要的生產(chǎn)系統(tǒng)之一，對(duì)維護(hù)礦井的正常生產(chǎn)和安全生產(chǎn)具有極其重要的意義。隨著礦井開(kāi)采水平的不斷延深，開(kāi)采區(qū)域的持續(xù)擴(kuò)大，開(kāi)灤能源化工股份有限公司呂家坨礦業(yè)分公司生產(chǎn)礦井原有風(fēng)量已無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需要。為此，呂家坨礦進(jìn)一步治理礦井通風(fēng)系統(tǒng)，優(yōu)化礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，降低礦井通風(fēng)阻力，提升礦井通風(fēng)能力，為礦井安全生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

一、礦井概況

呂家坨礦是由波蘭設(shè)計(jì)的大型水力化采煤礦井，1959年建礦，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力150萬(wàn)噸/年。隨著礦井開(kāi)采深度逐步加深，煤層傾角逐漸變緩，礦領(lǐng)導(dǎo)決定大力實(shí)施水旱轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略。截至2004年6月，礦井結(jié)束了36年的水采歷史，由水采全部轉(zhuǎn)型為綜合機(jī)械化采煤工藝。目前，礦井核定生產(chǎn)能力為330萬(wàn)噸/年，2012年實(shí)際產(chǎn)煤328.6萬(wàn)噸。礦井通風(fēng)方式為單翼對(duì)角抽出式，西對(duì)角風(fēng)井裝備GAF33.5-20-1軸流式風(fēng)機(jī)兩臺(tái)，一臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)一臺(tái)備用，配套電機(jī)功率為2500kW。2012年礦井瓦斯絕對(duì)涌出量14.42m3/min，相對(duì)涌出量2.36m3/t；二氧化碳絕對(duì)涌出量16.319m3/min,相對(duì)涌出量2.67m3/t，為瓦斯礦井?？刹擅簩訛镮I類自燃傾向煤層，煤塵爆炸指數(shù)在25.83%~21.53%之間，均具有爆炸性。

二、通風(fēng)系統(tǒng)分析及改造方案的確定

呂家坨礦原設(shè)計(jì)因是水采礦井，巷道斷面普遍偏小。隨著開(kāi)采水平的延深和開(kāi)采范圍的擴(kuò)大，加之巷道受采動(dòng)影響，年久失修與老化，塌冒嚴(yán)重，回風(fēng)巷道未能得到及時(shí)維修，礦井通風(fēng)阻力大。據(jù)數(shù)據(jù)資料顯示，2005年礦井原煤產(chǎn)量在300萬(wàn)噸/年以下，礦井主通風(fēng)系統(tǒng)長(zhǎng)達(dá)55000m，礦井風(fēng)量218m3/s，負(fù)壓2850Pa，通風(fēng)困難時(shí)期負(fù)壓達(dá)到3350Pa。后期，上級(jí)公司要求年產(chǎn)量要達(dá)到330萬(wàn)噸，根據(jù)礦井通風(fēng)能力核定，礦井風(fēng)量必然超過(guò)280m3/s，礦井負(fù)壓將超過(guò)3800Pa。因此，優(yōu)化礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，治理礦井通風(fēng)系統(tǒng)，降低礦井的通風(fēng)阻力勢(shì)在必行。

本著立足當(dāng)前、謀劃長(zhǎng)遠(yuǎn)、逐步完善的原則，呂家坨礦2005年委托邯鄲設(shè)計(jì)院完成300萬(wàn)噸技改工程設(shè)計(jì)，對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)治理提出了初步方案；2007年與遼寧工程技術(shù)大學(xué)合作，完成“呂家坨礦330萬(wàn)噸通風(fēng)系統(tǒng)擴(kuò)能改造工程研究”項(xiàng)目，并與其共同開(kāi)發(fā)了通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算仿真系統(tǒng)，對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行仿真演算，確立最大通風(fēng)阻力路線。此外，還委托開(kāi)灤老科學(xué)技術(shù)工作者協(xié)會(huì)，共同研究公司發(fā)展對(duì)策，對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)治理又提出了建設(shè)性意見(jiàn)。并由公司科技協(xié)會(huì)牽頭成立治理通風(fēng)系統(tǒng)攻關(guān)小組，由經(jīng)理任組長(zhǎng)、總工程師任副組長(zhǎng)，組織不同專業(yè)工程技術(shù)人員共同攻關(guān)，最終確定以礦井回風(fēng)系統(tǒng)治理為主，兼顧采區(qū)內(nèi)部及工作面的降阻增風(fēng)綜合治理方案?；仫L(fēng)系統(tǒng)治理方案包括開(kāi)拓新巷道、刷擴(kuò)老巷道等；采區(qū)系統(tǒng)治理包括采用沿空掘巷技術(shù)降低巷道壓力、大斷面掘進(jìn)、提高支護(hù)強(qiáng)度等措施。

三、通風(fēng)系統(tǒng)綜合治理方案的實(shí)施

1.治理回風(fēng)系統(tǒng)

近年來(lái)，呂家坨礦按照通風(fēng)系統(tǒng)治理規(guī)劃，區(qū)分輕重緩急，認(rèn)真組織，穩(wěn)步推進(jìn)。每年安全費(fèi)用列支1200萬(wàn)元以上用作通風(fēng)系統(tǒng)治理專項(xiàng)資金，超過(guò)礦井安全費(fèi)用投資的26%，且?？顚Ｓ??；仫L(fēng)系統(tǒng)刷擴(kuò)巷道2210m，其中，刷擴(kuò)-125西大巷810m，董盆回風(fēng)山710m，董盆風(fēng)橋240m，-800一采主山450m，所刷擴(kuò)巷道斷面全部大于14m2。新掘巷道2614m，其中-600到-125水平中央回風(fēng)山1470m，-600中央西回風(fēng)山484m,-600東回風(fēng)山490m，-800三采新回風(fēng)道170m，巷道斷面都在14m2以上。見(jiàn)表1。

2．治理采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)

為降低工作面通風(fēng)阻力，呂家坨礦從2006年開(kāi)始，把工作面進(jìn)回風(fēng)巷9m2以下巷道支護(hù)斷面全面改為10.4m2以上。并從2009年開(kāi)始用29U支架代替25U支架，進(jìn)一步提高了支護(hù)強(qiáng)度。在工作面回風(fēng)巷的布置上采取沿空掘巷新技術(shù)，即距離采空區(qū)2~5m避開(kāi)壓力集中區(qū)掘進(jìn)巷道，6177、6179等工作面使用沿空掘巷技術(shù)布置巷道5100m，大大減少上部采空區(qū)對(duì)回采工作面回風(fēng)巷道的壓力影響。此外，2008年又引進(jìn)了淮北巖巷錨注加固技術(shù)，對(duì)-600六采皮帶石門、-950首采軌道石門等受采動(dòng)影響的采區(qū)巷道進(jìn)行錨注處理，提升了巷道治理質(zhì)量。

四、通風(fēng)系統(tǒng)綜合治理方案實(shí)施效果

表1治理回風(fēng)系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)表

1．礦井風(fēng)量得到提高

通過(guò)采取綜合治理措施，礦井風(fēng)量得到增加。由2005年的212.6m3/s增加到目前的286m3/s，礦井負(fù)壓由2005年的2850Pa下降到1990Pa，礦井等積孔由4.74m2增長(zhǎng)到7.62m2，滿足了礦井提升生產(chǎn)能力、加強(qiáng)生產(chǎn)準(zhǔn)備和治理瓦斯的用風(fēng)需要?；夭晒ぷ髅媾滹L(fēng)調(diào)控能力顯著增強(qiáng)，瓦斯涌出量較大的7、12煤層主力工作面，風(fēng)量一般在20m3/s以上，最大達(dá)到32m3/s。

2．為礦井安全生產(chǎn)提供保障

建立以經(jīng)理為組長(zhǎng)的通風(fēng)巷道治理攻關(guān)小組，確立治理方案，嚴(yán)格按照方案組織實(shí)施，通過(guò)礦井減阻提高風(fēng)量，穩(wěn)定通風(fēng)系統(tǒng)，提高了“一通三防”安全可控程度，為礦井安全生產(chǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，礦井已連續(xù)安全生產(chǎn)2100多天。

3．防止了煤層自然現(xiàn)象的發(fā)生

礦井風(fēng)壓低，采空區(qū)漏風(fēng)小，防止了采空區(qū)煤層自然發(fā)火的發(fā)生。

4．節(jié)約礦井通風(fēng)費(fèi)用

由于風(fēng)阻降低、風(fēng)量增加，主通風(fēng)機(jī)有功功率由2005年平均712千瓦降低到現(xiàn)在的669.6千瓦，按照0.5元/千瓦時(shí)計(jì)算，每年節(jié)約通風(fēng)費(fèi)用18.57萬(wàn)元。

（作者單位：開(kāi)灤能源化工股份有限公司呂家坨礦業(yè)分公司）

（責(zé)任編輯：周瓊）