龍?zhí)睹旱V通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造分析與實(shí)踐

劉榮良

摘 要：隨著煤礦開采逐步延深，礦井通風(fēng)系統(tǒng)受上部采空區(qū)、老塘、周邊小煤的入侵等影響，造成礦井通風(fēng)系統(tǒng)產(chǎn)生難以治理的外部漏風(fēng)和通風(fēng)阻力的增加，要求礦井不斷對通風(fēng)系統(tǒng)線路進(jìn)行優(yōu)化分析，并提出優(yōu)化改造完善方案，進(jìn)行有效通風(fēng)管理，確保礦井安全生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：煤礦；通風(fēng)系統(tǒng)；改造；應(yīng)用

引言

礦井的不斷延深，通風(fēng)線路不斷延長，并且上部通風(fēng)巷道受采空區(qū)、老塘和外部小煤的入侵，產(chǎn)生大量難以治理的外部漏風(fēng)和通風(fēng)阻力增加。礦井有效風(fēng)量減少，系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低，礦井實(shí)際的供風(fēng)量難以提高，局部采區(qū)需風(fēng)量不足，影響礦井的通風(fēng)安全。因此必須對礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行線路優(yōu)化改造，確保安全生產(chǎn)。

龍?zhí)睹旱V隸屬于福建煤電股份有限公司，1989年建井，1998年投產(chǎn)，核定生產(chǎn)能力為30萬噸/年。采用平硐暗斜井開拓，主要開采龍?zhí)吨小⑽骶锿訋r組一、三段煤層。礦井水文地質(zhì)類型為中等型。

礦井采用中央邊界抽出式通風(fēng)，主要通風(fēng)機(jī)房安裝有兩臺FBCDZ-6-No16B型防爆對旋軸流式風(fēng)機(jī)，一臺使用，一臺備用，配用電機(jī)型號為YBFe315S-6，電機(jī)額定功率為75×2KW，主要通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為980r/min。

總進(jìn)風(fēng)量2401m3/min，總回風(fēng)量2629m3/min，礦井有效風(fēng)量率達(dá)91.3%。經(jīng)歷年來的瓦斯等級鑒定，礦井為低瓦斯礦井，開采煤層無瓦斯、煤塵爆炸性，無自燃傾向性。

1 302采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)存在的主要問題及整改方案

1.1 302采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)情況

1.1.1 目前302采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)存在的主要問題

（1）采區(qū)進(jìn)風(fēng)量不足，經(jīng)核算302采區(qū)需風(fēng)量至少為1220m3/min，而實(shí)際進(jìn)風(fēng)量只有660m3/min，采區(qū)進(jìn)風(fēng)量小于采區(qū)需風(fēng)量。

（2）采區(qū)及區(qū)段回風(fēng)巷失修嚴(yán)重，造成回風(fēng)線路不暢、風(fēng)阻大，嚴(yán)重限制了采區(qū)、區(qū)段的進(jìn)風(fēng)量。

（3）±0區(qū)段以上原掘進(jìn)的回風(fēng)上山基本按照3.6m2的斷面進(jìn)行施工，再加上施工斷面小造成風(fēng)阻大，且巷道失修后維修難度極大。

（4）采掘工作面串聯(lián)通風(fēng)現(xiàn)象嚴(yán)重，采區(qū)的空氣質(zhì)量非常差。

1.1.2 302采區(qū)±0區(qū)段以上回風(fēng)巷失修情況

由于巷道圍巖變化及周邊小煤非法入侵盜采影響，目前302采區(qū)±0區(qū)段以上回風(fēng)巷失修情況嚴(yán)重，限制了采區(qū)的進(jìn)風(fēng)量。

（1）302采區(qū)39#W±0m～+50m回風(fēng)上山，該回風(fēng)上山圍巖比較破碎，目前整條回風(fēng)上山垮幫、垮頂非常嚴(yán)重，依靠安裝輔助通風(fēng)機(jī)壓風(fēng)進(jìn)行回風(fēng)。（2）延二及302采區(qū)+150m～+245m回風(fēng)上山，該回風(fēng)上山總體情況尚可，但最下部約40m已有比較嚴(yán)重垮幫、垮頂現(xiàn)象，斷面較小。（3）延二及302采區(qū)39#N+100m～+150m回風(fēng)上山，中部一段約30m垮頂較嚴(yán)重，靠近下部約10m斷面較小。（4）延二及302采區(qū)39#W+100回風(fēng)平巷（原延二+100-39#W運(yùn)巷），+100回風(fēng)平巷（原延二+100-39#W運(yùn)巷）有200m左右圍巖差垮頂、垮幫比較嚴(yán)重。（5）302采區(qū)N翼+50回風(fēng)平巷（原延二采區(qū)+50-39#N），延二+50-39#N運(yùn)巷約300m長，大部分采取金屬支架、局部采取木支架，目前因背幫背頂?shù)目幽靖癄€造成嚴(yán)重的垮幫、垮頂，口部一段全巖處圍巖較破碎，石門穿煤處已塌陷，目前人員無法進(jìn)入。

1.2 針對302采區(qū)±0區(qū)段以上回風(fēng)巷失修嚴(yán)重，采區(qū)進(jìn)風(fēng)量不能滿足通風(fēng)需要的情況，擬對302采區(qū)±0區(qū)段以上的通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造。

1.2.1 改造方案一

（1）改造方案

在302采區(qū)+0-N石門掘100m的回風(fēng)平巷，再沿43#煤層底板掘588m的回風(fēng)上山、在+245掘50m的回風(fēng)平巷與延二及302采區(qū)+245回風(fēng)平巷貫通，作為302采區(qū)±0區(qū)段以上的回風(fēng)巷。302采區(qū)的回風(fēng)從±0石門進(jìn)入新掘的±0回風(fēng)平巷，再進(jìn)入新掘的±0m～+245m回風(fēng)上山，最后進(jìn)入+245回風(fēng)巷。

此方案完成后可將302采區(qū)±0區(qū)段以上失修嚴(yán)重的回風(fēng)巷全部甩掉，降低302采區(qū)回風(fēng)巷的風(fēng)阻，加大302采區(qū)的進(jìn)風(fēng)量，保證302采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的安全可靠。

（2）此方案所需資金（見表1）

1.2.2 改造方案二

（1）改造方案

在延二采區(qū)+50車場打點(diǎn)硐室附近掘60m的回風(fēng)平巷，再掘470m的回風(fēng)上山，再在+245掘進(jìn)50m的回風(fēng)平巷與延二及302采區(qū)+245回風(fēng)平巷貫通，作為302采區(qū)+50以上的采區(qū)回風(fēng)巷。使302采區(qū)的回風(fēng)從+50進(jìn)入新掘的回風(fēng)平巷，再進(jìn)入新掘的+50m～+245m回風(fēng)上山，最后進(jìn)入+245總回風(fēng)巷。

此方案完成后可將302采區(qū)±0區(qū)段以上失修嚴(yán)重的回風(fēng)巷全部甩掉，降低302采區(qū)回風(fēng)巷的風(fēng)阻，加大302采區(qū)的進(jìn)風(fēng)量，保證302采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的安全可靠。

（2）此方案所需資金（見表2）

表2

1.2.3 方案比較（見表3）

表3

1.2.4 方案的選定

通過以上比較可知：（1）方案一與方案二工程所需資金相當(dāng)。（2）方案一、方案二施工技術(shù)比較簡單、巷道易于維護(hù)。（3）方案一、方案二巷道布置在43#煤層底板受小煤非法入侵采動(dòng)影響小。（4）方案一不需維修延二+50-37#N及37#W石門，方案二需維修延二+50-37#N、W石門，方案二比方案一資金多8.47萬元且存在302采區(qū)N翼±0m～+50m以及W翼±0m～+50m回風(fēng)上山的后續(xù)維修費(fèi)用。

通過以上綜合分析比較，方案一通風(fēng)線路短，受周邊小煤影響小，上部通風(fēng)巷道不易破壞，擬選用方案一進(jìn)行302采區(qū)±0以上通風(fēng)系統(tǒng)的改造。

該方案實(shí)施完成后，將把302采區(qū)±0區(qū)段以上失修嚴(yán)重的回風(fēng)巷全部甩掉，優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)線路，減少礦井通風(fēng)阻力，保證302采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠，增加302采區(qū)的進(jìn)風(fēng)量，從根本上改變目前302采區(qū)進(jìn)風(fēng)量不足、生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境差的狀況。

2 +416m～+10m皮帶斜井投入使用后通風(fēng)存在的問題及整改方案

2.1 存在問題

龍?zhí)睹旱V+416m～+10m皮帶斜井即將建設(shè)完成，隨著皮帶斜井的投入使用，根據(jù)目前的通風(fēng)狀況，將產(chǎn)生皮帶斜井+50翻罐籠處產(chǎn)生的煤塵進(jìn)入+50運(yùn)輸大巷，污染+50水平進(jìn)風(fēng)流的問題。

2.2 解決方案

2.2.1 方案一

（1）完善方案

擬在+50翻罐籠靠近+50中央泵房通道處掘1條風(fēng)橋與延二西+50石門貫通，使+50翻罐籠處產(chǎn)生的煤塵從風(fēng)橋處引入延二西+50石門，再進(jìn)入延二西+50m～+130m回風(fēng)上山，再進(jìn)入+130m～+245m小煤已掘進(jìn)的下山，最后匯入+245m回風(fēng)巷，避免+50翻罐籠處產(chǎn)生的煤塵污染+50運(yùn)輸大巷進(jìn)風(fēng)流的問題。

（2）工程所需資金（見表4）

表4

2.2.2 方案二

（1）完善方案

擬在+50m翻罐籠靠近+50m中央泵房通道處，掘進(jìn)1條回風(fēng)下山與皮帶斜井+10m清倉巷貫通，使+50m翻罐籠處產(chǎn)生的煤塵從該下山進(jìn)入+10m清倉巷，再進(jìn)入延二西±0m區(qū)段，由延二西±0-37#W進(jìn)入±0m～-60m回風(fēng)下山再進(jìn)入306采區(qū)-60-37#，再由306采區(qū)-60m～±0m回風(fēng)上山匯入306采區(qū)回風(fēng)巷，最后進(jìn)入礦總回風(fēng)巷。

（2）工程所需資金（見表5）

2.2.3 方案比較（見表6）

表6

2.2.4 方案的選定

綜合以上比較，考慮巷道的圍巖和通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減少后續(xù)巷道的維護(hù)，擬選用方案二進(jìn)行+416m～+10m皮帶斜井投入使用后的通風(fēng)系統(tǒng)完善方案。

3 結(jié)束語

煤礦服務(wù)年限長，開采時(shí)間較長，礦井通風(fēng)系統(tǒng)線路長，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，且受外部小煤入侵采動(dòng)影響，礦井通風(fēng)系統(tǒng)管理難度增加。必須不斷結(jié)合煤礦開采實(shí)際情況，采取優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)線路，減少礦井通風(fēng)阻力，增加礦井的進(jìn)風(fēng)量，保證通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠。從根本上改變礦井實(shí)際需要風(fēng)量不足、生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境差等狀況，有效管理煤礦通風(fēng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)礦井安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]煤礦通風(fēng)安全[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1989.

[2]井巷工程[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1989.

[3]國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局.煤礦安全規(guī)程[S].2010.