富力煤礦新建南部風(fēng)井優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)分析

[摘 ?要]富力煤礦受井田煤炭賦存及開采的限制，目前北部資源枯竭，由原兩翼開采格局變?yōu)橐阅喜繂我黹_采為主，現(xiàn)井田中部（南）風(fēng)井主要擔(dān)負(fù)礦井各階段后部硐室及深部延伸工作面配風(fēng)，北風(fēng)井主要擔(dān)負(fù)礦井南部區(qū)主要生產(chǎn)工作面配風(fēng)，因通風(fēng)線路長，系統(tǒng)調(diào)整困難，所以在井田南部新建一條回風(fēng)井是非常必要的，由于興安礦北八層風(fēng)井正好在富力礦井田南部邊界，現(xiàn)該風(fēng)井在興安礦只擔(dān)負(fù)小部分回風(fēng)量，富力礦對其改造使用能大大縮短通風(fēng)路線從而降低礦井通風(fēng)阻力，并且能合理優(yōu)化礦井通風(fēng)系統(tǒng)，對礦整體通風(fēng)系統(tǒng)布局在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、布置上是非常合理的。

[關(guān)鍵詞]風(fēng)井 ?改造 ?優(yōu)化 ?合理

中圖分類號：TD6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）22-0308-01

2.礦井通風(fēng)系統(tǒng)概況：礦井通風(fēng)方式為混合式，通風(fēng)方法為抽出式，礦井有兩條排風(fēng)井筒，分別位于井田中部和北部，回風(fēng)井凈斷面24.5m2，其中中部風(fēng)井安設(shè)兩臺FBCDZ-NO.28主扇，一臺使用，一臺備用，額定功率2*450Kw，輪葉角度1級15°/2級16.5°，排風(fēng)量 ?7890m3/min，風(fēng)硐風(fēng)量8180m3/min，風(fēng)壓236mmH2O。北風(fēng)井安設(shè)兩臺BDK-8-NO.28主扇，一臺使用，一臺備用，額定功率2*450Kw，輪葉角度1級42.5°/2級 35°，排風(fēng)量8680m3/min，風(fēng)硐風(fēng)量8980m3/min，風(fēng)壓243mmH2O，礦井聯(lián)合等積孔6.71m2。目前總進(jìn)風(fēng)量 15740m3/min，有效風(fēng)量13528m3/min，總?cè)腼L(fēng)斷面56.5 m2，入風(fēng)井筒三條，其中豎井?dāng)嗝?33㎡，入風(fēng)量9240 m3/min，材料井?dāng)嗝?12.5㎡，入風(fēng)量5600 m3/min，皮帶井?dāng)嗝?11㎡，入風(fēng)量900 m3/min。我礦現(xiàn)有采煤工作面3個，煤掘工作面7個，巖掘工作面10個，硐室23個，其他用風(fēng)地點(diǎn)20個。

3.新建南部主扇的必要性：

由于我礦井田布置情況所限，加之北部區(qū)資源枯竭，由原兩翼開采格局變?yōu)楝F(xiàn)南部區(qū)、南擴(kuò)區(qū)單翼開采，現(xiàn)井田中部風(fēng)井（現(xiàn)南風(fēng)井）主要擔(dān)負(fù)礦井各階段后部硐室及深部延伸工作面配風(fēng)，北風(fēng)井主要擔(dān)負(fù)礦井南部區(qū)主要生產(chǎn)工作面配風(fēng)，造成通風(fēng)線路長，系統(tǒng)調(diào)整困難，所以在井田南部新建一條回風(fēng)井是非常必要的，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①、現(xiàn)北風(fēng)井主要擔(dān)負(fù)南部工作面配風(fēng)，通風(fēng)路線長，通風(fēng)阻力大，造成主要通風(fēng)機(jī)電耗過大，經(jīng)濟(jì)效益浪費(fèi)，如建立南部風(fēng)井，降低通風(fēng)阻力，可減少電耗，節(jié)省電費(fèi)。②、我礦行人、運(yùn)料、供電系統(tǒng)均布置在井田中部，生產(chǎn)工作面回風(fēng)流經(jīng)行人、運(yùn)料、供電巷道，造成工作面開采時專用回風(fēng)巷不健全，如建立南部風(fēng)井，風(fēng)流從大巷邊界回南部風(fēng)井可解決專用回風(fēng)巷不健全問題。③、興安礦新劃到我礦儲量，生產(chǎn)水平高吊于我礦正常生產(chǎn)水平，根據(jù)生產(chǎn)接續(xù)安排極易造成不合理串聯(lián)通風(fēng)，如建立南部風(fēng)井，再優(yōu)化開拓布置方式，可解決不合理串聯(lián)通風(fēng)問題。④、隨著礦井延伸，各煤層瓦斯含量明顯增大，并伴隨著地溫升高，導(dǎo)致井下各工作面、硐室配風(fēng)量增大，如建立南部風(fēng)井，降低通風(fēng)阻力，增加礦井風(fēng)量是非常必要的。⑤、系統(tǒng)簡化，礦井通風(fēng)方法由原混合式通風(fēng)變?yōu)榉謪^(qū)通風(fēng)，避免原兩風(fēng)井之間聯(lián)合通風(fēng)形成的互為通風(fēng)阻力，分區(qū)通風(fēng)后，可提高主扇效率，增加風(fēng)量。

4.新建南部風(fēng)井可行性：

由于興安礦北八層風(fēng)井正好在我礦井田南部邊界，現(xiàn)該風(fēng)井在興安礦只回小部分風(fēng)量，如劃歸我礦使用對興安礦通風(fēng)系統(tǒng)無影響，對我礦整體通風(fēng)系統(tǒng)布局，在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、布置上是非常合理的。

現(xiàn)興安礦北八層風(fēng)井已延伸至-90標(biāo)高，經(jīng)現(xiàn)場勘查及相關(guān)資料了解，該井筒支護(hù)完好，通風(fēng)斷面滿足要求，我礦各層別大巷已掘送至該井筒以下，只要該井筒延伸至-240標(biāo)高，補(bǔ)掘一條聯(lián)絡(luò)巷，就可以與我礦現(xiàn)保留的-240南22層一翼回風(fēng)大巷對接，該風(fēng)井就可以投入使用，巷道工程量小，投入少，工期短，可以有效解決我礦現(xiàn)存在的通風(fēng)困難問題。

5.、經(jīng)濟(jì)效益分析：

①、新建南部風(fēng)井后報廢北風(fēng)井，可解決我礦采煤工作面專用回風(fēng)巷不健全問題，擴(kuò)儲區(qū)高吊造成通風(fēng)系統(tǒng)串聯(lián)問題，減少不合理的潛在危險因素，提高礦井抗災(zāi)能力，由此所產(chǎn)生的安全效益是不可估量的。②、新建南部風(fēng)井，可優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)，提高礦井風(fēng)量，對生產(chǎn)接續(xù)及礦井災(zāi)害治理奠定了保證基礎(chǔ)，即減少了災(zāi)害治理投入，又能保證正常生產(chǎn)接續(xù)，為礦井圍解危渡困提供系統(tǒng)保證。③、新建南部風(fēng)井，可解決通風(fēng)線路長，通風(fēng)阻力大問題，回風(fēng)路線最多減少2000m，降低通風(fēng)阻力，減少電耗。

按北風(fēng)井現(xiàn)有風(fēng)量145m3/min不變，現(xiàn)水柱248 mmH2o，北風(fēng)井風(fēng)硐到-240南22層回風(fēng)下山口巷道總長度2940m，巷道斷面12m2，巷道周長12.6m，巷道摩擦阻力系數(shù)為0.0068Ns2/m8，新建南風(fēng)井風(fēng)硐到-240南22層回風(fēng)下山口巷道總長度1240m，巷道斷12m2，巷道周長13.4m，巷道摩擦阻力系數(shù)為0.0068Ns2/m8，為方便計算，巷道斷面全部近似為半圓拱考慮：H=（a×L×U×Q2）/S3;其中：a：摩擦阻力系數(shù); L：井巷長度，m; P：井巷周長，m;

Q：井巷中流經(jīng)的風(fēng)量，m3/s; S：井巷凈斷面，m2;R：圓形半徑，m;

北風(fēng)井到-240南22層新南風(fēng)井車場巷道風(fēng)阻計算：北風(fēng)井井筒：H =0.0068×860×12.6×1452/113 ?=1164Pa，-170中七層至北風(fēng)井回風(fēng)上山： H =0.0068×230×12.6×1272/113 ?=239Pa;-170中七層至-240中七層回風(fēng)下山： H =0.0068×200×12.6×582/113 ?=43Pa;-240中七層至新南風(fēng)井車場：H =0.0068×1650×11.2×252/103 =79Pa

北風(fēng)井到-240南22層新南風(fēng)井車場巷道總風(fēng)阻：H =1164+239+43+79=1525Pa=156mmH2o;新南風(fēng)井到-240南22層新南風(fēng)井車場巷道總風(fēng)阻：H =0.0068×1240×13.4×1452/123 =1375Pa=140mmH2o

如新建南風(fēng)井，保持回風(fēng)風(fēng)量145m3/min不變情況下，水柱248 mmH2o，預(yù)計水柱可減少16 mmH2o，降至為232 mmH2o。P=HQ/1000η，式中：P-電機(jī)功率KW，H-風(fēng)機(jī)風(fēng)壓Pa，Q-主扇風(fēng)量m3/min，η-風(fēng)機(jī)效率，水柱減少1mm每小時耗電量為：Pw=1450/1000×0.8=1.8kw，新建南風(fēng)井后全年節(jié)省耗電量為：Pw=1.8×24×365×16=25.23萬kw

新建南風(fēng)井后全年預(yù)計節(jié)約電費(fèi)：A=25.23×0.51=25.23萬元

6、結(jié)論

①、此次通風(fēng)系統(tǒng)改造對今后礦井深部開拓布局影響較大，礦井整體開拓延伸設(shè)計應(yīng)結(jié)合通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行合理布局，進(jìn)一步進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。②、初期井巷及地面工程投入大，從長遠(yuǎn)考慮還是利大于弊，新南風(fēng)井建成將原北風(fēng)井報廢，通風(fēng)路線減少阻力下降，北風(fēng)井及聯(lián)絡(luò)上山大巷巷道年久失修巷道維護(hù)工程量同樣大大減少了，包括封閉后人員不必在檢查淺部密閉巷道，保證了人員的安全。③、改造前盡量考慮考慮通風(fēng)系統(tǒng)阻力，簡化系統(tǒng)，做到過渡期間系統(tǒng)穩(wěn)定。④、準(zhǔn)確預(yù)測礦井改造后的風(fēng)量、阻力，才能保證合理選擇主扇及調(diào)整主扇葉片角度，以滿足礦井實際需風(fēng)量的要求，確保通風(fēng)系統(tǒng)改造期間礦井的安全。⑤、此方案最大優(yōu)點(diǎn)，減少通風(fēng)路線，降低通風(fēng)阻力，提高風(fēng)機(jī)效率，節(jié)省電費(fèi)，完善通風(fēng)系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定，提高礦井的抗災(zāi)能力。⑥、同時也會降低原南風(fēng)井通風(fēng)阻力，從而提高風(fēng)機(jī)工作效率節(jié)省電費(fèi)。

作者簡介：

張曉東 男 1986年10月出生，2007年畢業(yè)于黑龍江科技學(xué)院安全工程專業(yè) 助理工程師 現(xiàn)在鶴崗富力煤礦從事通風(fēng)工作，郵編：154103 ，聯(lián)系電話：15804688421