淺析榆家梁煤礦52煤通風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)改造

摘要：榆家梁煤礦地處陜西省神木縣店塔鎮(zhèn)，是神東煤炭集團(tuán)所屬生產(chǎn)礦井之一。文章對榆家梁煤礦通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)在及將來可能存在的問題提出改造方案，并通過風(fēng)量、風(fēng)壓計算對改造后的通風(fēng)效果及效益進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：榆家梁煤礦；52煤；通風(fēng)系統(tǒng)；風(fēng)量計算；風(fēng)壓計算；通風(fēng)阻力計算 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TD724 文章編號：1009-2374（2015）29-0038-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.29.019

1 榆家梁煤礦基本情況

1.1 礦井現(xiàn)狀

榆家梁煤礦地處陜西省神木縣店塔鎮(zhèn)，是神東煤炭集團(tuán)所屬生產(chǎn)礦井之一。礦井核定生產(chǎn)能力1630萬噸/年，井田面積56.34km2，地質(zhì)儲量5.04億噸，可采儲量3.84億噸。井田煤層賦存穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單，屬于平緩單斜構(gòu)造。井田內(nèi)煤質(zhì)優(yōu)良，具有特低灰、特低硫、特低磷、高發(fā)熱量等特點(diǎn)，屬于長焰不黏煤，是優(yōu)質(zhì)動力、化工、工業(yè)和民用煤。礦井屬低瓦斯礦井。

榆家梁礦正在開采的煤層為3層，52煤、42煤及43煤。各煤層均是獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)。52煤采用中央并列式通風(fēng)，兩進(jìn)一回，52煤輔運(yùn)平硐和主斜井進(jìn)風(fēng)，52煤回風(fēng)平硐回風(fēng)。42煤采用中央并列式通風(fēng)，一進(jìn)一回，42煤輔運(yùn)平硐進(jìn)風(fēng)，42煤回風(fēng)平硐回風(fēng)；43煤采用中央并列式通風(fēng)，一進(jìn)一回，43煤輔運(yùn)平硐進(jìn)風(fēng)，43煤回風(fēng)平硐回風(fēng)。42煤于2012年10月綜采已開采完畢，只留下一個連采工作面回收剩余煤柱。

1.2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)存在問題及改造的必要性

原52煤生產(chǎn)系統(tǒng)布置了一個綜采面、一個連采面，由于井田面積較大，52煤大巷長度達(dá)到8150m左右，輔運(yùn)大巷進(jìn)風(fēng)量10931m3/min，通風(fēng)阻力達(dá)2000Pa，而且52煤回風(fēng)大巷風(fēng)速達(dá)9m/s，超過了煤礦安全規(guī)程的允許值。根據(jù)生產(chǎn)接續(xù)計劃，42煤于2012年10月綜采開采完畢后，綜采面將搬至52煤四盤區(qū)開采。屆時，52煤將布置兩個綜采面、三個連采面，需風(fēng)量達(dá)12660m3/min。而且52煤輔運(yùn)平硐井口在井田西部，據(jù)四盤區(qū)綜采面平均距離達(dá)8150m左右，通風(fēng)距離長，通風(fēng)阻力大。經(jīng)計算，若采用原有通風(fēng)系統(tǒng)，通風(fēng)阻力將達(dá)7300Pa，因此必須對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造。

2 主要技術(shù)方案的確定

2.1 提出可行性方案

要保證礦井正常生產(chǎn)，通風(fēng)系統(tǒng)正常運(yùn)行，降低通風(fēng)阻力，必須解決以下問題：（1）52煤輔運(yùn)平硐、主斜井據(jù)四盤區(qū)綜采面平均距離達(dá)8150m左右，根據(jù)通風(fēng)阻力公式，風(fēng)阻與通風(fēng)距離成正比，因此降低通風(fēng)距離可以有效降低通風(fēng)阻力；（2）52煤后期需風(fēng)量12660m3/min，若只采用目前的兩進(jìn)一回，則52煤輔運(yùn)平硐、主斜井及回風(fēng)平硐風(fēng)流必超速，因此必須增加新的進(jìn)回風(fēng)口。

針對以上問題，提出以下兩個方案：方案一：在井田東部，靠近四盤區(qū)地區(qū)施工新的進(jìn)回風(fēng)立井，為52煤四盤區(qū)提供進(jìn)回風(fēng)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)分區(qū)通風(fēng)；方案二：42煤綜采工作已結(jié)束，只剩下一個連采面回收煤柱，用風(fēng)量僅約為2750m3/min，因此主扇將有部分剩余能力。42煤輔運(yùn)平硐在井田中部，據(jù)52煤四盤區(qū)平均水平距離在2200m左右，極大地縮短了通風(fēng)距離。因此可以考慮利用42煤主扇剩余能力為52煤四盤區(qū)服務(wù)，而52煤二盤區(qū)則利用原通風(fēng)系統(tǒng)。

現(xiàn)計算52煤、42煤需風(fēng)量。按采煤、掘進(jìn)、硐室、備用工作面、稀釋無軌膠輪車廢氣和其他用風(fēng)地點(diǎn)需風(fēng)量等風(fēng)量的總和計算：

式中：

——采煤工作面需風(fēng)量總和，m3/min

——備用工作面需風(fēng)量總和，m3/min

——掘進(jìn)工作面需風(fēng)量總和，m3/min

——獨(dú)立通風(fēng)硐室實(shí)際需風(fēng)量總和，m3/min

?——稀釋無軌膠輪車尾氣需風(fēng)量之和，m3/min

他——除了采煤、掘進(jìn)、備采工作面和硐室地點(diǎn)外，其他井巷需風(fēng)量之和，m3/min

——礦井通風(fēng)系數(shù)，取1.10

經(jīng)計算，榆家梁礦52煤需風(fēng)量為12660m3/min，42煤需風(fēng)量為2749.8m3/min。礦井兩層煤總計共需15409.8m3/min。

52煤和42煤主扇參數(shù)如表1所示。

2.2 工程實(shí)施

具體改造工程如下：（1）在52煤101聯(lián)巷至42煤輔運(yùn)平硐之間施工一個直徑4m的進(jìn)風(fēng)暗立眼（長90m），使部分風(fēng)流可以從42煤輔運(yùn)平硐進(jìn)入52煤層；（2）52煤三盤區(qū)局部施工一段2#回風(fēng)巷（長1500m，斷面5m×2.8m），在2#回風(fēng)巷正對42煤回風(fēng)大巷的位置施工一個直徑為4m的回風(fēng)暗立眼。

通過以上工程，可實(shí)現(xiàn)將52煤二盤區(qū)及四盤區(qū)的進(jìn)回風(fēng)線路分開，實(shí)行分區(qū)通風(fēng)。二盤區(qū)的風(fēng)流主要從52煤現(xiàn)有的輔運(yùn)平硐、輔運(yùn)大巷及主斜井、主運(yùn)大巷進(jìn)入各用風(fēng)點(diǎn)，回風(fēng)由52煤回風(fēng)大巷及52煤回風(fēng)平硐完成；四盤區(qū)工作面的進(jìn)風(fēng)由42煤輔運(yùn)平硐經(jīng)過新建進(jìn)風(fēng)暗立眼進(jìn)入52煤，回風(fēng)由52煤回風(fēng)大巷、回風(fēng)暗立眼、42煤回風(fēng)平硐排出。

2.3 計算結(jié)果

根據(jù)榆家梁礦采掘計劃安排，當(dāng)52煤同時回采52216工作面及52408工作面時，礦井通風(fēng)阻力最大，因此將此時作為礦井通風(fēng)困難時期。通風(fēng)困難時期礦井通風(fēng)阻力計算結(jié)果如表2所示。

由表2可知，在通風(fēng)困難時期，52煤及42煤風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)均處在合理工作范圍內(nèi)。52煤礦井等級孔為3.81m，42煤礦井等級孔為3.87m，兩層煤均通風(fēng)容易。

3 通風(fēng)技術(shù)改造效果及經(jīng)驗(yàn)

3.1 通風(fēng)技術(shù)改造的效果

榆家梁煤礦于2012年9月完成了所有通風(fēng)系統(tǒng)的技術(shù)改造工程，各項參數(shù)與設(shè)計相符合，改造達(dá)到了預(yù)期目的。

3.2 通風(fēng)技術(shù)改造的經(jīng)驗(yàn)

礦井隨著開采的不斷延伸，通風(fēng)線路必然隨之加長，而且通風(fēng)系統(tǒng)也會日趨復(fù)雜。為了滿足正常的生產(chǎn)需要及安全要求，有必要進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐L(fēng)系統(tǒng)技術(shù)改造。從榆家梁礦的通風(fēng)系統(tǒng)改造結(jié)果分析，可總結(jié)出以下三項通風(fēng)系統(tǒng)改造的經(jīng)驗(yàn)：（1）礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造必須利用通風(fēng)優(yōu)化理論對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行充分調(diào)查和分析，提出技術(shù)改造方案，對各方案從技術(shù)可行性、安全可靠性、經(jīng)濟(jì)實(shí)用性等方面的綜合比較選優(yōu)，確定最優(yōu)方案。（2）風(fēng)井位置的選?。阂话闶沁x在后期開采區(qū)域中心或邊界附近，通過縮短通風(fēng)線路長度，簡化通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜程度，來達(dá)到降低礦井通風(fēng)阻力的目的。同時還要考慮安全出口的設(shè)置，方便人員逃生。（3）從經(jīng)濟(jì)角度考慮，在符合上述條件的前提下，應(yīng)盡量減少土地占用，避免重新進(jìn)行征地，可減少相關(guān)的費(fèi)用，同時還能縮短技改工期。各項改造工程應(yīng)首先考慮利用現(xiàn)有的井巷系統(tǒng)和通風(fēng)設(shè)備，充分發(fā)掘其潛力，在其基礎(chǔ)上進(jìn)行合理調(diào)整。盡量減少開拓工程和基本建設(shè)項目，減少新設(shè)備的投入，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)、高效的目的。

參考文獻(xiàn)

[1] 張國樞，等.通風(fēng)安全學(xué)[M].北京：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2000.

[2] 姚爾義.生產(chǎn)礦井的通風(fēng)技術(shù)改造[J].煤礦安全，2003，（1）.

作者簡介：郭躍龍（1987-），男，山西太原人，神東設(shè)計公司助理工程師。

（責(zé)任編輯：陳 倩）