鐵峰公司南陽坡礦雙風(fēng)井主扇聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)的應(yīng)用

劉曉媛

（大同煤礦集團(tuán) 鐵峰煤業(yè)有限公司，山西 右玉 037200）

隨著煤礦生產(chǎn)能力的不斷升級，當(dāng)風(fēng)井單主扇排風(fēng)量不能滿足礦井安全生產(chǎn)的需風(fēng)量時，必須提高主扇性能或是利用多風(fēng)井多主扇聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)同時工作，達(dá)到增加礦井總排風(fēng)量的目的。當(dāng)多風(fēng)井多主扇并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)時，礦井的通風(fēng)方式和通風(fēng)系統(tǒng)發(fā)生較大變化，而各風(fēng)井主扇之間又有著緊密聯(lián)系和相互影響。如果采用這種通風(fēng)方式，又不注意主扇之間的相互影響，各臺主扇就不能充分發(fā)揮其應(yīng)有的作用，極有可能造成其中1臺或幾臺主扇工況出現(xiàn)較大偏差。因此，礦井的正常通風(fēng)很難得到保障，致使礦井通風(fēng)系統(tǒng)不合理、不穩(wěn)定，盤區(qū)的配風(fēng)風(fēng)量和采掘工作面得不到所需的風(fēng)量，甚至引起某些巷道風(fēng)流停滯的微風(fēng)、無風(fēng)區(qū)和出現(xiàn)風(fēng)流逆向的情況，使安全生產(chǎn)和礦井的抗災(zāi)變能力受到嚴(yán)重的影響。這種不安全現(xiàn)象可以通過科學(xué)的手段及對井下通風(fēng)設(shè)施變更和調(diào)整來預(yù)防。判斷、分析和預(yù)防微風(fēng)、無風(fēng)區(qū)和風(fēng)流逆向現(xiàn)象，以及核定礦井各點(diǎn)風(fēng)量調(diào)整與礦井的通風(fēng)能力，是多主扇分區(qū)并聯(lián)通風(fēng)必須考慮的重要問題。

1 礦井通風(fēng)現(xiàn)狀

鐵峰公司南陽坡礦通風(fēng)系統(tǒng)為“三進(jìn)兩回”系統(tǒng)，通風(fēng)方式為混合式，通風(fēng)方法為抽出式。礦井主要由南主、副井，北風(fēng)井進(jìn)風(fēng)；由南風(fēng)井、北主井（臨時主扇）回風(fēng)。南風(fēng)井安裝主扇2臺，型號BDK618-8-No.24型，主扇排風(fēng)風(fēng)量6850m3／min，負(fù)壓1320Pa，等級孔3.7m2；北主井安裝臨時主扇2臺，型號BDK75型，主扇排風(fēng)風(fēng)量3880m3／min，負(fù)壓580Pa，等級孔3.2 m2.北井安裝臨時主扇，主要是用于北主井、北風(fēng)井掘進(jìn)期間形成全風(fēng)壓系統(tǒng)，滿足井筒掘進(jìn)期間通風(fēng)需求。

2 北井永久主扇啟運(yùn)的合理性研究

2.1 問題的提出

根據(jù)《煤礦井工開采通風(fēng)技術(shù)條件—AQ1028》要求：礦井通風(fēng)阻力與通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量應(yīng)匹配，多主扇通風(fēng)系統(tǒng)在滿足礦井各點(diǎn)的風(fēng)量按需分配的前提下，各主扇的工作風(fēng)壓、工況應(yīng)接近。而南井主扇排風(fēng)量6 850m3／min，負(fù)壓1320Pa；北井臨時主扇排風(fēng)風(fēng)量3 880m3／min，負(fù)壓580Pa；兩主扇的排風(fēng)量、負(fù)壓、運(yùn)行工況明顯相差較大，在南井、北井井下8#層兩條連通的主要進(jìn)風(fēng)巷道中，出現(xiàn)了風(fēng)流逆向流動。由于8#層主要進(jìn)風(fēng)巷的風(fēng)流逆向流動，迫使南井8#層301皮帶巷、301-1軌道巷兩巷恢復(fù)了其掘進(jìn)期間的回風(fēng)系統(tǒng)，以保證逆向風(fēng)流流向的各自獨(dú)立，從而造成南風(fēng)井總回風(fēng)量劇增，礦井總阻力增大、負(fù)壓增大，南井主扇處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，見圖1.

圖1 北井臨時主扇通風(fēng)系統(tǒng)示意圖

按照礦井采掘部署計劃，北井3#層、5#層開拓及布置首采工作面的總需風(fēng)量計算，北井臨時主扇因功率較小，排風(fēng)量不足，不能滿足礦井安全生產(chǎn)需要，因此，北井安裝大功率永久主扇是十分必要的。

2.2 北井永久主扇啟運(yùn)風(fēng)量與阻力研究

按照礦井采掘部署計劃及井下采掘現(xiàn)狀，初步計算得出3#層盤區(qū)開拓及首采工作面總需風(fēng)量為2800 m3／min，計算盤區(qū)通風(fēng)阻力為428Pa；5#層盤區(qū)開拓及首采工作面總需風(fēng)量3900m3／min，計算盤區(qū)阻力為556Pa.通過上述初步計算，北井永久主扇排風(fēng)量不得低于7300m3／min.通過對主扇聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)的風(fēng)量估算和阻力計算，北井永久主扇啟用后，北井主扇排風(fēng)量7500m3／min，負(fù)壓1050Pa，南井主扇排風(fēng)5920m3／min，主扇負(fù)壓1250Pa.由此可見，北井主扇啟用后，北井排風(fēng)量增加，南井排風(fēng)量降低，主扇負(fù)壓下降，但負(fù)壓降幅不明顯，充分說明礦井高阻力區(qū)域仍在南井。

2.3 北井永久主扇啟運(yùn)改變8#層風(fēng)流方向的研究

北井永久主扇啟用，也就是將北主井和風(fēng)井的風(fēng)流方向?qū)φ{(diào)，達(dá)到與南井主扇工況基本接近。北井永久主扇啟用前，井下要按設(shè)計構(gòu)筑完成相應(yīng)的通風(fēng)設(shè)施，便于通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整時對各設(shè)施的狀態(tài)進(jìn)行變更，在最短時間內(nèi)完成礦井通風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)整。

北井永久主扇啟運(yùn)后，北主井進(jìn)風(fēng)與南井8#層主要進(jìn)風(fēng)將形成一個角聯(lián)區(qū)域，8#層主要進(jìn)風(fēng)巷的風(fēng)流方向能否正常的調(diào)整，解決這一角聯(lián)通風(fēng)是關(guān)鍵所在。通過對前期風(fēng)量及阻力測定報告得出，控制北主井進(jìn)風(fēng)風(fēng)量，在主井底構(gòu)筑控風(fēng)調(diào)節(jié)，增大北風(fēng)井主扇排風(fēng)，將角聯(lián)區(qū)域前移至北主井，便可改變8#層主要進(jìn)風(fēng)巷的風(fēng)流方向。北井永久主扇穩(wěn)定運(yùn)行后，通過對井下設(shè)施的合理布置，對局部地點(diǎn)的風(fēng)量進(jìn)行微調(diào)，南陽坡礦南井、北井通風(fēng)系統(tǒng)合理穩(wěn)定，具備良好的抗災(zāi)變能力，見圖2.

圖2 北井永久主扇啟運(yùn)通風(fēng)系統(tǒng)示意圖

3 主扇聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)分區(qū)并聯(lián)通風(fēng)的相互影響

南井、北井主扇聯(lián)合的運(yùn)轉(zhuǎn)，使礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)變?yōu)橐粋€復(fù)雜的并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。而分區(qū)并聯(lián)通風(fēng)的兩臺主扇，是通過其公用的風(fēng)路301、301-1兩巷而互相緊密聯(lián)系著，構(gòu)成了南井、北井的聯(lián)合通風(fēng)系統(tǒng)。在南井、北井的雙主扇聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)中，兩臺主扇既相互聯(lián)系，又相互影響，同時還要克服其共同承擔(dān)的風(fēng)路中的阻力。兩主扇聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)之所以對通風(fēng)系統(tǒng)有影響，是因?yàn)槟暇?#301盤區(qū)皮帶進(jìn)風(fēng)大巷、5#301-1軌道進(jìn)風(fēng)大巷在整個礦井的通風(fēng)系統(tǒng)中的共用風(fēng)路中的風(fēng)量，是兩臺主扇共同運(yùn)轉(zhuǎn)作用的結(jié)果。南井、北井主扇聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)，兩臺主扇又都單獨(dú)承擔(dān)了共用風(fēng)路中301盤區(qū)皮帶進(jìn)風(fēng)大巷、301-1軌道進(jìn)風(fēng)大巷的進(jìn)風(fēng)風(fēng)量，同時克服南井、北井各自的專用風(fēng)路的風(fēng)阻。兩臺主扇的負(fù)壓，是主扇所產(chǎn)生的能量克服5#301皮帶巷、5#301-1軌道巷兩巷共用的風(fēng)阻和其各自通風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)路的風(fēng)阻所集中反映出來的。如果礦井通風(fēng)系統(tǒng)中南井、北井共用巷道的風(fēng)阻阻力越大，所通過的風(fēng)量越多，則所消耗的風(fēng)壓也越大，所以每臺主扇所承擔(dān)的風(fēng)壓也增多。兩臺主扇并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)對各自主扇的影響程度大小，關(guān)鍵取決于共用系統(tǒng)中的風(fēng)阻大小以及兩主扇風(fēng)量與共用系統(tǒng)中風(fēng)路上風(fēng)量比的大小，即共用風(fēng)路中5#301皮帶巷和5#301-1軌道巷的風(fēng)阻越大影響也越大，風(fēng)阻越小影響越小，可見主扇風(fēng)量與共用系統(tǒng)中風(fēng)路上的風(fēng)量是成正比的。

4 主扇聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)的合理工況

對南井、北井主扇的性能測定分析結(jié)果得出，兩主扇工況運(yùn)行點(diǎn)在各自曲線駝峰右側(cè)，處于較為合理工況。北井永久主扇的啟運(yùn)，充分證明了雙風(fēng)井主扇聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)的工況是不同于單機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的工況的。各臺主扇的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，不發(fā)生喘震效應(yīng)和風(fēng)量失常，以及風(fēng)流停滯的微風(fēng)、無風(fēng)區(qū)或風(fēng)流逆向等現(xiàn)象，并且2臺主扇都可以充分發(fā)揮其能效，兩臺主扇機(jī)械效率提高，同時使雙風(fēng)井主扇聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)的效果好，達(dá)到礦井和各主扇分區(qū)通風(fēng)的目的，滿足礦井的安全生產(chǎn)。

5 結(jié)束語

綜上所述，鐵峰公司南陽坡礦北井永久主扇的啟運(yùn)，增加了全礦井有效風(fēng)量，徹底解決了北井開拓和首采工作面的需風(fēng)要求，滿足了礦井安全生產(chǎn)的需要。通過對井下通風(fēng)設(shè)施的構(gòu)筑、拆除及變更后，解決了8#層兩巷風(fēng)流逆向的問題，消除了主扇聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)的角聯(lián)通風(fēng)，確保了礦井通風(fēng)系統(tǒng)的合理可靠，為礦井的產(chǎn)能提升奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。