徐家沟煤矿通风系统优化改造方案分析

摘要： 文章针对徐家沟煤矿存在回风斜井断面小，井筒变形严重，矿井通风阻力大，通风线路长及主要通风机能力低，风量不能满足矿井机械化改革要求等问题，提出了矿井通风系统优化改造方案，然后对各个方案进行了比较，确定了通风系统优化改造方案。

Abstract： For the problems of Xujiagou Coal Mine， such as small return slope section， serious shaft deformation， big mine ventilation resistance， long lines， low capacity of main fan ventilation， not enough wind for the mechanized reform and so on， this paper proposed the optimization and transformation program of mine ventilation system， and then compared various schemes and determined the optimization and transformation program of ventilation system.

关键词： 通风系统；优化；改造；机械化；分析

Key words： ventilation system；optimization；transformation；mechanization；analysis

中图分类号：TD724 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）25-0070-02

1 矿井概况

陕西铜川徐家沟煤矿始建于1958年9月，1966年3月投产，是一个生产历史较长的中型国有煤矿，距今已有40余年开采历史，设计生产能力0.45Mt/a。井田采用”两立一斜”综合多水平开拓方式，分+530和+680两个开采水平，主采石炭二叠系5-2煤层。目前开采水平为+530水平，+680水平已经开采完毕。+530水平分西翼和东翼两个采区，共布置有3个普通炮采工作面和5个普通炮掘工作面。

矿井通风为中央边界式抽出式通风，中央主、副立井进风，边界回风斜井回风。回风斜井安设有两台K4-73-1-NO20D离心式通风机，一台工作，一台备用，配套电动机型号为JRQ158-8，电机功率250KW。当前风机运行工况为总排风量2926m3，矿井负压为2205Pa。

根据徐家沟煤矿对矿井生产布置的安排，下一步将对矿井进行机械化升级改造，改造后，矿井共布置2个采煤工作面，即在530水平西翼采区布置一个综采工作面，在530水平东翼采区布置一个悬移炮采工作面；4个掘进工作面，即2个综掘工作面和2个炮掘工作面担负掘进任务。

2 系统现存问题分析

2.1 通风线路长、风阻大。徐家沟煤矿通风系统目前通风线路已经达到11km以上，随着开采深度的加大，通风线路将继续增加，且部分巷道变形，增加了巷道维修量和通风阻力，增大了通风机耗能，影响了矿井的安全生产和经济效益。

2.2 总回风斜井设计断面偏小，净断面5.5m2，且变形严重，断面最小处不足5.0m2，致使巷道风阻大，小断面处风速超限。

根据矿井机械化升级改造后的生产布置，对矿井后期通风阻力和风量进行了测算，矿井风量要达到85m3/s，困难时期通风阻力达到3450pa，此时，总回风斜井最小断面处风速将达到15.5m3/s，存在总回风斜井风速超标和矿井负压超标现象。

2.3 总回风斜井断面小，东、西总回风巷道拐弯多，巷道年代久，运输环节复杂，运输能力差，安全性差。

根据徐家沟煤矿机械化升级改造方案规划，矿井总回风斜井将担负运输综采液压支架，综掘机等大型设备，现总回风斜井断面小，设备不能通过；东、西总回拐弯巷道多，运输环节复杂，巷道建造年代久，安全性差。

3 通风系统优化方案的拟定及比较分析

3.1 通风系统优化方案的拟定 矿井通风系统由各个要素组成，各个要素之间存在着有机联系，彼此相互影响，故通风系统的优化改造方案应综合考虑。根据徐家沟煤矿通风系统现状，结合矿井机械化升级改造和后期的生产规划，在综合分析各存在问题基础上，拟定了以下2个方案。

方案一：新建回风斜井，更换矿井主要通风机，原回风斜井报废。新建回风斜井斜长217米，净宽4.75m，倾角25°40′，井口坐标X：3888123.784，Y：36619666.826；上口标高+934.400m，下口标高+840.481m；井筒落底在5-2煤层底板，与原东西总回风巷相联通，新回风斜井井筒设有行人台阶、扶手，兼做安全出口。

方案二：新建回风斜井、680回风石门、680回风暗斜井，更换矿井主要通风机，原回风斜井报废。方案二和方案一的井口位置、倾角、上口标高相同，但井筒落底在5-2煤层底板下岩石中，井底标高+683.464m，井筒斜长579m，净宽4.75m。新建回风斜井、新建680回风石门、680回风暗斜井，原一段回风暗斜井相连通。新回风斜井井筒设有行人台阶、扶手，兼做安全出口，铺设轨道下放液压支架。

3.2 技术比较 井筒工程量：方案一新建回风斜井216.7m，断面14.2m2，井筒安全出口11m，净断面5.4m2，方案二新建回风斜井579m，净断面14.2m2、680回风石门、680回风暗斜井505m，净断面14.2m2。井筒安全出口13.5m，净断面8.9m2，方案一有利。

巷道维修量：方案一维修巷道6873m，且巷道年代已久，后期维修频率高；方案二维修巷道2600m，巷道使用时间短，维修频率低，方案二有利。

通风能力：方案一通风线路长，除新风井外其余巷道均为旧巷道维修后使用，通风阻力大。方案二通风线路较方案一减少约1000m，利用的旧巷道少，通风阻力小。各方案不同时期的矿井风量、通风阻力、等积孔对比如表1，经对比方案二有利。

运输能力：方案一运输大型设备环节多，路线长，部分巷道断面不能通过，大型设备难于下井，安全性不高。方案二运输大型设备路线短，运输方便，安全性高，方案二有利。

建设工期：方案一需要5个月，方案二需要8个月，方案一有利。

3.3 经济比较 方案一井筒、巷道维修、井筒安全出口工程合计2328.7万元，并且有2%的增加幅度；方案二井筒、巷道维修、井筒安全出口工程合计2279.39万元。方案一和方案二基本持平，方案二更有利。

3.4 比较分析结果 通过对两方案的经济、技术两方面比较，经济方面比较结果两方案基本持平，方案二更有利；技术方面虽然方案二新建工程量大，工期稍长，但自在通风能力，运输能力和安全性，矿井机械化升级改造、巷道维修量方面优点突出，故设计认为方案二更合理。

4 结论

根据矿井机械化升级改造后生产布置情况，分析矿井目前通风系统存在问题，提出优化改造方案。通风系统的优化改造方案必须保证技术可行、安全可靠和经济合理的要求。因此，对提出的两个通风系统改造方案进行技术经济比较，通过比较得出方案二为最佳方案。方案二的实施将对于矿井机械化升级改造，提升矿井通风能力，提升灾变期间矿井的抗灾能力具有很重要的意义。

参考文献：

[1]张国枢，谭允祯，陈开岩，等.通风安全学[M].中国矿业大学出版社，2000.

[2]刘志胜，高玉芳.通风系统改造方案比选与应用[J].煤炭科技，2011（4）.

[3]张英.大阳泉煤矿通风系统设计优化改造[J].煤炭工程，2012（1）.

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