单翼混合式复杂通风系统降低矿井通风阻力研究

摘 要：兴翟沟（新密）煤矿的开采活动全部集中在矿区东翼，随着矿井开采越来越深，矿井的通风线路也越来越长，通风阻力越来越大甚至超标，相继会出现部分工作面风量不足的问题。矿井面临制定降低通风阻力优化方案的问题。

关键词：单翼混合式复杂通风系统；通风阻力；优化方案

中图分类号：TD724 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）02-0097-02

Research on a Hybrid Complex Ventilation System to Reduce Ventilation

Resistance of the Mine

LU Zhenwei

（Zheng Xingzhai Gou （Xinmi） Coal Industry Co.， Ltd.，Zhengzhou Zhongxing Group Zhengxing Coal Industry Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan 452370）

Abstract： Xingzhai Gou （Xinmi） coal mine mining activities of all concentrated in the east wing， as the mine is getting deeper and deeper， the ventilation resistance is getting bigger and even over the standard， one after another， there will be a problem of insufficient air volume in some working faces. The mine is faced with the problem of formulating the optimization scheme for reducing ventilation resistance.

Keywords： a hybrid complex ventilation system；ventilation resistance；optimization scheme

1 矿井概况与通风瓦斯情况

兴翟沟（新密）煤矿矿井范围西南以凤凰岭断层为自然边界；东南以九里山断层为自然边界；东北部以第十一勘探线作为技术边界，与某营矿毗邻；西北部自西南向东北以中零断层、李河断层、李贵作断层、-75m二1底板等高线、李庄断层以及李庄风井区边界为限，与某矿相邻。矿井通风方式为混合抽出式，主、副井及罗庄西风井为进风井，北风井及罗庄东风井为回风井。矿井西翼水文地质条件复杂，断层较多，至今没有开拓。

按照《矿井瓦斯等级鉴定规范》（AQ 1025—2006）要求，2013年8月对矿井进行了瓦斯等级鉴定，绝对瓦斯涌出量52.68m3/min，相对瓦斯涌出量57.89m3/t，绝对二氧化碳涌出量11.36m3/min，相对二氧化碳涌出量12.48m3/t，鉴定结果为突出矿井。所采二1煤层厚度0.10～13.53m，平均厚度4.90m，煤层倾角8°～14°。煤层瓦斯含量为10～30m3/t，矿井绝对瓦斯涌出量为30～40m3/min[1]。

2 矿井通风阻力测定

由有关人员组成联合测定小组，依据《煤矿安全规程》和《矿井通风系统阻力测定方法》（MT/T 440—2008）有关要求，对本矿通风阻力进行测定和计算。

2.1 测定路线

测定路线共有四条：①副井口—井底车场—东大巷—17回风—东总回风—北风井底；②机车库—专用回风巷—北风井底；③39炸药库—东大巷—211轨道—211回风—111回风—东总回风—罗庄回风井底；④罗庄进风井—罗庄进风巷—29軌道—39轨道—39回风—29回风—罗庄南总回风—罗庄回风井底。

2.2 测定仪器

精密气压计3台、干湿温度计3台、空盒气压计2台、低速风速表1块、中速风速表3块、高速风速表2块、秒表3块、钢卷尺、测杆3根。

3 通风系统优化的必要性

通风系统优化的必要性主要体现在3个方面：①建矿时间早，通风断面小，通风阻力超标；②矿井单翼生产，通风巷道线路长，作业地点多，风量不能满足生产需要；③随着开采深度的增加，煤层瓦斯含量增加、瓦斯涌出量显著增大，矿井所需风量也相应增加，所以矿井通风系统必须进行改造。

4 矿井通风系统分析

4.1 测定通风系统阻力的评价

①北风井系统矿井通风总阻力的实测结果h阻=∑hAB=2 403.2Pa。

本矿通风为抽出式，根据矿井通风机装置与通风阻力的压力关系，推算矿井通风阻力h阻j为：h阻j=2 321.00-8.97+10.2=2 321.23Pa，HS=2 320.00Pa（HS为风机房U型水柱计读数，Pa）。

实测阻力的相对误差：Δh=3.52%。

②罗庄风井系统实测矿井通风总阻力：h阻=∑hAB=2 870.4Pa。

h阻j=HS- hV+HN=2 980.00-59.24+59.7=2 980.46Pa。

实测阻力的相对误差Δh=3.68%；HS=2 980.00Pa，HN=59.24Pa。

本次该矿井西线测定阻力误差为3.52%，东线测定阻力误差为3.68%，测定结果符合要求，可以对本矿通风系统进行分析。

4.2 矿井两通风井的阻力分布情况

4.2.1 北风井系统阻力分布情况。北风井进风段阻力553.3Pa，百米阻力16.47Pa，占总阻力百分比23.02%。用风段阻力364.8Pa，百米阻力22.38Pa，占总阻力百分比15.18%。回风段阻力1 485.1Pa，百米阻力41.85Pa，占总阻力百分比61.8%。

4.2.2 罗庄风井系统阻力分布情况。罗庄风井进风段阻力963.3Pa，百米阻力83.6Pa，占总阻力百分比33.56%。用风段阻力131.2Pa，百米阻力45.23Pa，占总阻力百分比39.41%。回风段阻力775.9Pa，百米阻力97.84Pa，占总阻力百分比27.03%。

就以上两种情况来说，北风井系统通风线路长，回风段阻力所占比例偏大。

5 通风系统改造方案的制定

5.1 结合目前矿区施工情况制定方案

对高阻巷道扩修，111采区上部不建进回风井，其优点体现在两点：①不建新东进回风井，不需要征地的手续和费用；②罗庄风井担负两个主要生产采区的通风，风量大、负压低，负压易满足要求。

5.2 需要优化通风系统的井区测定

5.2.1 北风井通风系统。①北风井风机承担27采区至主副井底各采区、27采区部分风量和硐室的用风，计划用风总量为3 249m3/min，其中27采区需要风量为1 579m3/min，北风井通风系统的通风阻力为2 079Pa。②北风井风机承担27采区至主副井底各采区、硐室用风和27采区全部的用风，计划用风总量为5 049m3/min，其中27采区需要风量为3 379m3/min，北风井通风系统的通风阻力为3 849Pa。

5.2.2 罗庄风井通风系统。①罗庄风井风机承担17采区部分风量和29、39、211采区风量，计划用风总量为8 869m3/min，其中17采区需要的风量为1 799m3/min，罗庄风井通风系统的通风阻力为1 949Pa。②罗庄风井风机承担29、39和211采区风量不再承担17采区部分风量，计划用风总量为6 969m3/min，罗庄风井通风系统的通风阻力为1 880Pa。

经过计算分析：北风井通风系统无论是全部担负27采区风量或担负17采区部分风量，通风阻力均显示超标状态。罗庄风井无论怎样配风，通风系统风机风量、通风阻力均能满足要求。因此，需对北风井通风系统进行改造[2]。

6 对优化系统通风降阻情况的分析

通风降阻工程完成并且罗庄把19-39辅助回风巷启用后，北风井計划5 056m3/min，阻力为1 949.89Pa。罗庄风井计划风量为6 971m3/min，阻力为1 879Pa。27采区至主副井底生产地风量点由北风井风机承担，211、29和39采区风量由罗庄风井风机承担。

通过分析：①扩修东总回风部分巷道后北风井系统满足通风需求；②39、211采区的风量，罗庄风井通风系统能满足需要；③矿井生产通风系统优化后，北风井、罗庄风井能满足矿井通风两个时期要求，不需要新建风井。

7 结语

根据兴翟沟（新密）煤矿所有的工作面阶梯等生产部署，并经过对本矿井通风系统阻力的测量和分析计算，从而制定了通风系统改造方案，并绘制了通风网络图，按照方案的实施，本矿井两个风井都能满足该矿的通风要求，不需要另建风井。这样的优化方案为本矿节省了新建风井、安装主要通风机、风机运行电费、地面建筑设施及征地费用近亿元。

参考文献：

[1]国家安全局.防治煤与瓦斯突出规定[S].北京：煤炭工业出版社，2009.

[2]张益民.高瓦斯煤矿通风能力核定的方法分析[J].科技与生活，2011（23）：173.

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