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        阿刀亥煤礦通風系統(tǒng)的改造與優(yōu)化實踐

        2013-12-23 04:49:46龐禹東
        山西煤炭 2013年5期
        關鍵詞:風井風門大巷

        龐禹東

        (神華集團 包頭礦業(yè)公司,內(nèi)蒙古 包頭 014000)

        礦井通風是最基本的生產(chǎn)環(huán)節(jié),它在建井和生產(chǎn)期間始終占有重要地位[1]。阿刀亥煤礦由于生產(chǎn)布局變化、自然條件影響、生產(chǎn)能力提高,需要進行礦井通風系統(tǒng)的改造優(yōu)化[2],目的在于建立完善、可靠、合理的礦井通風系統(tǒng),實現(xiàn)礦井安全生產(chǎn)和提高效益[3]。

        1 礦井概況

        當前,阿刀亥煤礦是神華包頭礦業(yè)公司的主要礦井之一,采用中央并列式斜井多水平開拓方式,采煤方法為急傾斜特厚煤層水平分層綜采放頂煤工藝。絕對瓦斯涌出量19.8 m3/min,相對量11.4 m3/t,為高瓦斯礦井。共有5 個井筒,2 個回風井(白家堯風井、西二風井),3 個進風井(主井、副井、提矸副井)。分區(qū)式通風方式,抽出式通風方法。采煤工作面通風為全風壓通風(由運輸順槽進風,回風順槽將污風回到礦井回風巷)。

        2 通風系統(tǒng)改造前存在的問題

        阿刀亥煤礦通風系統(tǒng)改造前的問題是:通風巷道斷面小、通風阻力大、局部風速超限、通風設施老舊、漏風大、通風系統(tǒng)不規(guī)范、不完善等,主要表現(xiàn)如下:

        1)主要通風巷道問題。存在大量老舊巷道,多數(shù)斷面較小,一般巷道斷面4.7~6 m2,巷道成形較差。a.白家堯風井在上世紀,建成時,巷道斷面小、轉(zhuǎn)角多,有些斷面僅2.9 m2;風量2 500 m3/min 時,風速接近15 m/s。b.副井、皮帶主井、主要進風巷通過聯(lián)絡巷相聯(lián),其中一處用風門和密閉墻進行了隔斷,增加了主要進風阻力。提矸主井與1260 大巷通過聯(lián)絡巷相聯(lián),但其彎曲多,最小通風斷面僅3~4 m2,增加了通風阻力。c.采區(qū)主進風巷是在煤層中掘進風立眼,最大斷面僅3.14 m2,且受砌碹立眼支護影響,立眼與平巷聯(lián)結(jié)處斷面更小,增加了局部通風阻力。

        2)通風設備設施問題。a.礦井主通風機。白家堯風井兩臺主扇型號不一致。運行風機為BDK-6-No.18 型對旋節(jié)能主扇;備用主扇為老式BDK№20 型對旋軸流式風機,效率較低、運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)喘震現(xiàn)象。白家堯主扇兩級運轉(zhuǎn)時,最大2 400 m3/min,負壓達到2 500 Pa;西二主扇風量最大2 400 m3/min,負壓達到2 600 Pa。兩風井等積孔較?。ò准覉?.95 m2,西二0.93 m2),均為通風困難區(qū)域。b.礦井通風設施?,F(xiàn)有兩個風井防爆門密封不嚴,漏風較大;風峒閘門為簡易提放式閘門,閘門軌道和閘門之間間隙大,漏風嚴重;吸風峒為石混結(jié)構(gòu),峒室壁存在漏風現(xiàn)象。井下風門全部為木制風門,風門數(shù)量多,礦井內(nèi)部漏風率較高。再者:西部采區(qū)進風通道只有一條,而各分層石門全部為解決煤門內(nèi)瓦斯積聚問題進行配風,直接由煤門調(diào)節(jié)風門從進風配入回風,風量浪費嚴重,各分層煤門配風達到西一采區(qū)總風量的30~50%,系統(tǒng)也不可靠,只要有一個煤門的風門失效,就會造成風流短路。

        3)礦井通風系統(tǒng)問題。a.礦井無采區(qū)專用回風巷。礦井現(xiàn)有兩個采區(qū),全部為采區(qū)軌道巷兼作采區(qū)回風巷。西部采區(qū)為1260~1155 采區(qū)軌道下山兼作采區(qū)回風巷。東部采區(qū)為1310~1228 采區(qū)軌道下山和1228~1155采區(qū)軌道下山兼作采區(qū)回風巷。b.部分采掘面及硐室通風系統(tǒng)不獨立。1209 采面回風經(jīng)過1209 東翼南、北巷(煤巷)掘進工作面回風巷口,采掘工作面通風系統(tǒng)不獨立;礦井兩翼采區(qū)變電所通風系統(tǒng)不獨立。c.存在一條巷道一段進風,一段回風問題。1310 東大巷在1310 主井聯(lián)絡巷以東作為東部采區(qū)的總回風巷,以西為礦井總進風巷。1260 大巷在1260 瓦斯抽放泵站以東為主要進風巷,以西為西部采區(qū)主要回風巷,進回風之間通過風門隔斷,鋪設有軌道,風門開關頻繁,系統(tǒng)不可靠,風門漏風量較大。阿刀亥煤礦通風系統(tǒng)改造前的通風網(wǎng)絡圖,見圖1。

        圖1 阿刀亥煤礦通風系統(tǒng)改造前的通風網(wǎng)絡圖

        3 通風系統(tǒng)優(yōu)化改造方案

        1)補掘通風巷道或擴巷。西部采區(qū)利用原西二采區(qū)兩條軌道下山并聯(lián)作為西部主要回風巷,還要設計施工一條專用回風巷與該兩條下山相聯(lián)。東部采區(qū)設計施工一條專用回風巷直接施工到風井吸風峒處。既可解決采區(qū)專用回風巷和一段回風、一段進風問題,又解決了風井通風阻力大的問題。采區(qū)內(nèi)設計新專用回風立眼(有效通風斷面不小于5.3 m2)。由于阿刀亥煤礦所采煤層為急傾斜煤層,為減少工程由,用反井鉆機在采區(qū)回風石門處打?qū)S没仫L立眼和采掘面回風巷相聯(lián)。對通風巷道局部斷面較小處進行擴幫、挑頂、拉底,使有效通風斷面不小于6 m2。再者,優(yōu)化深部水平對采區(qū)變電所通風設計,使其具備獨立通風條件。這樣,需新掘巷道1 345 m,擴建巷道150 m,回風立眼6 個共282 m。

        2)整改礦井通風設施。a.更換白家堯備用風扇為BDK618-No.18 型對旋節(jié)能主扇,使在用和備用,同能力、同型號。b.整改風機附屬設施。淘汰原風峒內(nèi)閘板,更換為風機專用蝶型閥;加固吸風峒,在原吸風峒外表面用混凝土澆灌,堵塞漏風;在防爆門與門框之間粘貼膠板或氈墊,減少漏風。c.完善井下通風設施。將主要大巷風門更換為無壓風門,風門實現(xiàn)液壓閉鎖、更加可靠。采區(qū)內(nèi)木風門(除原裝的兩道風門之間的閉鎖裝置外),每道風門增設風門自閉裝置(防止風門打開后無人關閉而造成風流短路),進一步提高通風設施的可靠性。

        3)優(yōu)化礦井通風系統(tǒng):a.通過掘進礦井和采區(qū)專用回風巷,對礦井及采區(qū)通風系統(tǒng)進行,增加采區(qū)并聯(lián)進風巷道,拆除冗余風阻物件、降低通風阻力、增大礦井風量。b.新掘成的1218 專用回風巷作為西一采區(qū)的總回風巷,原來回風的采區(qū)軌道下山和進風的1155 石門作為采區(qū)主要進風巷。在1218 石門內(nèi)專用回風巷外側(cè)、1203 石門內(nèi)回風立眼聯(lián)絡巷外、西二采區(qū)石門與1260~1352 回風上山交叉點外側(cè)和1171 專用回風立眼聯(lián)絡巷內(nèi)各新建風門。拆除1260 大巷西部采區(qū)瓦斯抽放泵站處、西一采區(qū)各分層石門內(nèi)、西二采區(qū)1310~1260 下山下車場和1203 移變峒室內(nèi)的風門。拆除1155 石門聯(lián)絡巷內(nèi)擋風墻。c.新掘成的1260 專用回風巷作為東部采區(qū)的總回風巷,原來回風的1310 東大巷、采區(qū)軌道下山和原來進風的1155 運輸石門作為采區(qū)主要進風巷。在1209 石門內(nèi)專用回風巷外側(cè)、1155回風石門內(nèi)、東部1260 大巷與1260 專用回風上山交叉點西側(cè)新建風門。拆除東部采區(qū)1310 大巷、東部采區(qū)1193 石門內(nèi)、1155 石門聯(lián)絡巷處和1352 石門處的風門。在1392 石門內(nèi)和1352 回風上山口處施工擋風墻,拆除1228~1260 回風上山口處兩道板閉墻。阿刀亥煤礦通風系統(tǒng)改造后的礦井通風網(wǎng)絡圖,見圖2。

        圖2 阿刀亥煤礦通風系統(tǒng)改造后的通風網(wǎng)絡圖

        4 改造優(yōu)化后的效果分析

        1)通風系統(tǒng)改造優(yōu)化之后,獲得明顯改善效果。礦井風量增加1 400 m3/min,增幅41.7%;通風阻力下降468.9 Pa,降幅32.8%。礦井通風能力明顯提高,通風阻力大幅降低。等積孔由1.79 m2提升至3.07 m2,成為容易通風礦井。礦井有效風率大大提高,外部漏風率下降,通風設施減少,通風系統(tǒng)更加可靠合理。

        2)通過礦井通風系統(tǒng)的改造與優(yōu)化,礦井東、西翼采區(qū)具備專用回風巷,階段采用回風立眼連通,形成了采掘工作面獨立通風系統(tǒng),通風系統(tǒng)簡單、可靠。主扇更換為同一種型號,兩個風井主扇機房配電間、供電系統(tǒng)及供電設備老化問題全部更新,供電系統(tǒng)可靠。大量減少了風門等通風設施,減少了采區(qū)漏風,有效風量大大增加;既保證了采掘面供風,又解決了專門為各分層石門配風的問題,提高了礦井有效風率,為礦井瓦斯治理創(chuàng)造了條件。通風阻力減小,從而降低采面負壓;采空區(qū)漏風隨之減少,采面瓦斯涌出量會隨負壓降低而減?。徊坏欣诓擅嫱咚构芾?,而且有利于防滅火管理。礦井通風阻力降低后,風量增加,主扇能耗降低,每年為礦井節(jié)省電費20 多萬元。

        5 結(jié)束語

        本次通風系統(tǒng)改造優(yōu)化解決了此前通風系統(tǒng)存在的種種問題,大大改善了礦井通風狀況。優(yōu)化了通風網(wǎng)絡,提高了通風效率,提升了礦井通風系統(tǒng)的安全可靠性,達到預期效果。了解并掌握了通風系統(tǒng)的基本情況,建立了礦井通風系統(tǒng)的基礎參數(shù),為今后日常通風管理奠定了良好的基礎。為礦井瓦斯防治提供了基礎保障,井下作業(yè)環(huán)境得到明顯改善,具有明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。

        [1] 張國樞.通風安全學[M].徐州:中國礦業(yè)大學出版社,2000.

        [2] 黃元平.礦井通風[M].徐州:中國礦業(yè)大學出版社,1986.

        [3] 賈廷貴.五龍礦通風系統(tǒng)優(yōu)化改造研究[D].阜新:遼寧工程技術(shù)大學,2005.

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