寺河矿东三、东四通风系统优化及效果分析

寺河矿东三、东四通风系统优化及效果分析张波（山西省晋城煤业集团公司寺河矿通风科048205）摘要：介绍了寺河矿通风系统的优化途径，通过采取多种方法降低矿井通风阻力，提高了通风能力，并对其取得的效果进行了分析，对类似生产矿井的通风系统改造具有一定的借鉴作用。关键词：通风系统；通风阻力；优化；效果寺河矿属高瓦斯矿井，采用斜井开拓，开采煤层属2叠纪山西组。2002年11月8日正式投产，设计能力为400万吨/年，2006年矿井生产能力复核为1080万吨/年，矿井划分为四个盘区，东三盘区有一个采面和一个掘进工作面，东四盘区有两个掘进工作面。东回风井负责东三盘区主要大巷的通风任务，小东山回风井负责东三盘区的一个采面和东四盘区三个掘进工作面的通风任务。1通风系统状况及存在的主要问题1.1通风系统状况采用机械抽出式通风方法，6个井口进风，4个井口回风；东回风井位于井田中部，安装2台GAF33.5-15-1轴流式通风机，电机功率为1000KW,转速743r/min，电机反转反凤。叶片安装角度为-2°，风量为11309m3/min，负压2430Pa,东回风井服务东三盘区一个掘进工作面。小东山回风井位于井田中部略偏北，安装2台BDK-10-NO3.4对旋式通风机，电机功率为2*900KW,转速592r/min。叶片安装角度为42.5°，风量为16009m3/min，负压3780Pa,小东山回风井服务东三盘区一个采面和东四盘区两个掘进工作面。1.2通风系统存在的问题1）矿井通风方式不合理。矿井采用中央式通风，东回风井通风流程长达6.75km，负压高达2430Pa，小东山回风井通风流程长达7.04km，负压高达3780Pa，通风阻力大。2）矿井通风网络不合理。一是采掘活动位于小东山回风井服务范围（即东四盘区），主要通风网络不合理。二是通风网络中存在通风瓶颈。33062巷巷道通风断面小，过风能力低。3）主要通风机效率低，GAF33.5-15-1轴流式主要通风机工况点在低效区运行，成本高，不经济。4）通风能力制约矿井的发展，矿井绝对瓦斯涌出量360.19m3/min、相对瓦斯涌出量为14.67m3/t，如果仍保持原通风系统，通风能力严重制约矿井可持续发展。5）矿井生产集中。东四盘区有两个个掘进面，同时，根据矿井衔接安排，东四盘区将再增加两个掘进面（小东山回风井服务范围）。2通风系统优化方案针对通风系统存在的上述问题，提出了东回风井服务东三盘区的一个掘进面和一个采面，小东山回风井服务东四盘区的两个掘进面，同时为下一步衔接计划提供有利条件。2.1通风方式优化2.1.1通风系统的选择系统进行优化后，东三盘区的一个采面和一个掘进面由东回风井承担；东四盘区两个掘进面由小东山回风井承担。在小东山进风一/二巷巷口、东四集中胶带巷/运输巷巷口设置挡风墙或平衡风门，使东三、东四盘区实现分区通风。方案一：在优化方案的基础上，将33112/14/东三中部运输巷（3306工作面段）封闭。东三集中回风巷三三一二二巷3312辅撤架通道三三一一四巷三三一一二巷3311辅撤架通道三三一二四巷进风井102巷202巷302巷小东山进风二巷小东山进风一巷小东山井底绕道小东山井底外绕道小东山井底内绕道东四盘区集中回风一巷进风井东三中部集中胶带巷东三中部集中运输巷小东山变电所通道小东山进风二巷三三0四主撤架通道小东山进风一巷小东山2#联络巷东四盘区回风三巷33043巷33042巷东四盘区集中回风二巷东四盘区集中回风三巷3305工作面8#33052巷33053巷33054巷33044巷33051巷33055巷43011巷43015巷3304工作面来自东进风井来自东进风井去向东回风井小东山进风井小东山回风井方案一东三集中回风巷三三一二二巷3312辅撤架通道三三一一四巷三三一一二巷3311辅撤架通道三三一二四巷进风井102巷202巷302巷小东山进风二巷小东山进风一巷小东山井底绕道小东山井底外绕道小东山井底内绕道东四盘区集中回风一巷进风井东三中部集中胶带巷东三中部集中运输巷小东山变电所通道小东山进风二巷三三0四主撤架通道小东山进风一巷小东山2#联络巷东四盘区回风三巷33043巷33042巷东四盘区集中回风二巷东四盘区集中回风三巷3305工作面8#33052巷33053巷33054巷33044巷33051巷33055巷43011巷43015巷3304工作面来自东进风井来自东进风井去向东回风井小东山进风井小东山回风井方案二方案一：东回风井通风阻力路线较短，构建通风设施工程量较少，巷道维护量较小。方案二：东回风井通风阻力路线较长，构建通风设施工程量较多，并且随着回采压力的推进，日常维护量较大，巷道维护量比方案一较大。通过讨论与比较，采用方案一。采用以上系统，有以下优点：可有效利用现有东回风井的通风能力，回风系统采用构造通风设施分开，实现独立通风。因矿井属高瓦斯矿井。瓦斯灾害威胁大。为防止一盘区发生事故而波及另一盘区。采用该系统，可提高矿井抗灾能力。2.1.2矿井风量及阻力计算根据有关规定，计算通风量及阻力，结果见表一，表一矿井风量及阻力计算名称前期后期风量m3/min负压Pa电机功率kw风量m3/min负压Pa电机功率kw东回风井113092430463126802430518小东山回风井1512039001016160093780991从表一可知，矿井前期总风量为26429m3/min，后期总风量为28689m3/min，风量增加了2260m3/min，该风量能满足矿井的供风需要。2.2东四盘区系统优化清理43015回风巷的浮矸及浮煤，处理巷道偏帮底鼓等情况，通风断面保持12m2,降低矿井通风阻力。2.3东三盘区系统优化调整3304调车尾巷、33042巷、33044巷为回风巷，其中33042巷、33044巷与33043巷并联通风，降低矿井阻力，同时拆除不必要的通风设施，减少通风阻力。3通风系统优化效果分析通过对通风系统优化，达到了降低矿井通风阻力，提高矿井生产能力的目的。3.1通风系统优化后的效果通风系统优化后，主要通风机运行后的参数见表二。表二通风机运行参数效果分析名称项目风叶角（°）排风量（m3/min）负压(Pa)电机功率(kw)优化前东回风井-2114242430463小东山回风井42.51524639001016优化后东回风井-2127942430518小东山回风井43161243780991合计289181509比较结果+2348-120+30东回风井服务东三盘区的一个采面和一个掘进面后，减轻了小东山回风井的通风任务，缩短了总回风巷的通风流程，通风机总功率虽然增加了30kw/h，但矿井总排风量增加至28040m3/min。3.2井巷通风系统优化效果通过改造和调整东三盘区3304调车尾巷、33042巷、33044巷为回风巷和东四盘区43011巷为进风巷，矿井总排风量比改造前增加了2248m3/min，东回风井风量增加了1370m3/min；小东山回风井风量增加了878m3/min，负压下降了120Pa。4结束语1)采用合理的通风方式，可提高矿井通风能力，使盘区通风具有相对独立性、稳定性，实现合理配风，增强矿井的抗灾能力。2)通过改造和调整现有巷道，形成并联通风网络，消除通风“瓶颈”，可大幅度降低矿井通风阻力，减少通风费用。作者简介：张波（1980---），男，助理工程师，2002年毕业于太原理工大学阳泉学院采矿与岩土工程专业，现在晋煤集团寺河矿通风科工作，电话：[phone],Eilm:[e-mail]