陳孟長

（潞安集團(tuán)高河能源有限公司，山西 長治 046000）

對煤礦角聯(lián)巷道通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化問題的研究分析

陳孟長

（潞安集團(tuán)高河能源有限公司，山西 長治 046000）

根據(jù)高河礦的兩固風(fēng)井，有較大的通風(fēng)負(fù)壓，同時根據(jù)現(xiàn)在的礦井通風(fēng)的具體情況和存在的問題，實際地對礦井的阻力分布做了實際測量和分析，同時在確定了影響礦井風(fēng)量的分配情況的主要因素后，以這些主要因素為切入點，結(jié)合實際情況進(jìn)行分析，得出了本礦井通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化思路，同時對該系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，使通風(fēng)系統(tǒng)安全可靠運行和確保主通風(fēng)機得以安全和經(jīng)濟(jì)運行。

煤礦；角聯(lián)巷道；通風(fēng)系統(tǒng)；優(yōu)化

1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)簡介

1.1 角聯(lián)巷道通風(fēng)系統(tǒng)的狀況

高河礦井按通風(fēng)區(qū)域來看，有二類：中央回風(fēng)井通風(fēng)區(qū)域和小莊回風(fēng)井通風(fēng)區(qū)域。前者共布置3個掘進(jìn)預(yù)抽面，1個回采備用面為E1302工作面和3個掘進(jìn)工作面，其中3個預(yù)抽面包括：E1305回風(fēng)順槽預(yù)抽、E1305輔助運輸順槽預(yù)抽、+450m水平北翼膠帶輸送機大巷預(yù)抽，3個掘進(jìn)工作面則分別是：E1305瓦斯排放巷掘進(jìn)、E1305膠帶運輸順槽掘進(jìn)和+450m水平北翼回風(fēng)東大巷掘進(jìn)。

相對于高河礦井，小莊礦井區(qū)域同樣布置有3個預(yù)抽取面的同時也布置了3個掘進(jìn)面，而不同的是小莊通風(fēng)區(qū)布置了一個W1303的綜采面，分別為：+450米水平南翼東回風(fēng)大巷掘進(jìn)、+450m水平南翼膠帶輸送機大巷掘進(jìn)、+450m水平南翼進(jìn)風(fēng)大巷預(yù)抽、W1305回風(fēng)順槽預(yù)抽、W1305瓦斯排放巷掘進(jìn)。

1.2 通風(fēng)系統(tǒng)的阻力狀況分布

本著不影響礦井的安全與穩(wěn)定，為了在了解了礦區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)的各項參數(shù)和阻力分布之后，對于礦井通風(fēng)系統(tǒng)能夠更加安全可靠的運行提出有益的意見和優(yōu)化方案，2013年11月3日—4日，筆者對高河煤礦的礦井通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)量和阻力做了全面的調(diào)研，同時確定了四條測量路線。在采用了井下實地測量思路以后，對通風(fēng)系統(tǒng)的阻力分布，井下主要風(fēng)門的漏風(fēng)情況等有了一個全面的了解，記錄下各個井巷的摩擦系數(shù)和風(fēng)阻，發(fā)現(xiàn)井下的阻力相對較大，并進(jìn)一步分析了出現(xiàn)這一情況的原因，這一系列的研究為全面改造礦井通風(fēng)系統(tǒng)提供了可靠的數(shù)據(jù)。具體的通風(fēng)阻力和沿程阻力見圖1。

圖1 路線各測段沿程阻力分布

2 問題與現(xiàn)狀

2.1 通風(fēng)系統(tǒng)的問題

通過對井下實際情況的考察，并通過各種參數(shù)進(jìn)行分析，總結(jié)了礦井通風(fēng)系統(tǒng)的幾大主要問題是：

1）東三采區(qū)和東二采區(qū)實行的是并聯(lián)方式進(jìn)行通風(fēng)，然而，東二1#進(jìn)風(fēng)的石門進(jìn)風(fēng)量不足，就像木桶效應(yīng)，這使得東三釆區(qū)的進(jìn)風(fēng)量受到了嚴(yán)格的限制；同時，東三區(qū)風(fēng)量利用率偏低是由于東三采區(qū)上面原有的久通風(fēng)系統(tǒng)還未拆除使得漏風(fēng)現(xiàn)象嚴(yán)重造成的。更不利的是，東三采區(qū)下部采用的通風(fēng)系統(tǒng)是三進(jìn)一回的形式，使得進(jìn)風(fēng)量大而回風(fēng)量小，使得在東三采區(qū)內(nèi)的回風(fēng)阻力大，嚴(yán)重地限制了該區(qū)域的通風(fēng)量。

2）當(dāng)各處的風(fēng)匯合，就會形成風(fēng)量的匯合處，在這個匯合處的風(fēng)量驟然增大，如果匯合處的斷面相對太小，就會使得通風(fēng)阻力較大，從而增加整個采區(qū)的通風(fēng)阻力，而東三區(qū)恰恰有一個這樣的匯合處，這使得東三區(qū)的通風(fēng)系統(tǒng)雪上加霜。

3）同樣是木桶效應(yīng)，西三采區(qū)的11槽一處的斷面僅只有4.2m2，有較高的風(fēng)速和較大的阻力，嚴(yán)重影響了西三采區(qū)的供風(fēng)量。

4）在整個通風(fēng)系統(tǒng)都面臨巨大壓力的情況下，所有通風(fēng)口都不得不全力以赴，主、副和第二副井作為東二采區(qū)的主要進(jìn)風(fēng)口自然首當(dāng)其沖已經(jīng)趨近飽和，但是下部掘進(jìn)局扇的開啟直接影響到了東二采區(qū)13槽的進(jìn)風(fēng)量。

5）從實地考察的數(shù)據(jù)很容易看出，東翼采區(qū)的風(fēng)阻較大，但是又無法輕易調(diào)整風(fēng)機的葉片角度，減小由于風(fēng)量不足帶來的壓力，這是因為調(diào)整工況點位于風(fēng)機“駝峰”區(qū)域附近的風(fēng)機的葉片角度，風(fēng)機喘振現(xiàn)象就很可能發(fā)生，進(jìn)一步限制了東三采區(qū)的發(fā)展。

2.2 通風(fēng)機狀況

在整個高河礦區(qū)，主要劃分為東一盤區(qū)，西一盤區(qū)，西二盤區(qū)，而作為整個礦區(qū)承擔(dān)通風(fēng)任務(wù)的中央回風(fēng)井和小莊回風(fēng)井，小莊回風(fēng)井主要負(fù)責(zé)西一盤區(qū)，而中央回風(fēng)井主要負(fù)責(zé)東一和西二盤區(qū)的通風(fēng)任務(wù)。

中央風(fēng)井通風(fēng)系統(tǒng)和小莊風(fēng)井通風(fēng)系統(tǒng)中的風(fēng)機的主要參數(shù)如下表1-1所示：

表1-1 不同風(fēng)井中風(fēng)機各項參數(shù)

表1-2 西翼盤區(qū)各用風(fēng)地點模擬風(fēng)量與實測風(fēng)量對比表

3 計算機結(jié)果和模擬的計算的比對

礦井通風(fēng)系統(tǒng)及其節(jié)點位置如附圖1所示。

根據(jù)2011年3月北京煤海精衛(wèi)科技有限公司的“山西高河能源有限公司礦井通風(fēng)阻力測定報告”，對礦井通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)流分布現(xiàn)狀進(jìn)行模擬，模擬結(jié)果如附表1所示。

根據(jù)附表1的情況，我們建立了特定區(qū)域內(nèi)實測風(fēng)量和模擬風(fēng)量的對比表，具體地可以詳見表1-2。

從表中我們可以清楚的看出各個風(fēng)量的走向。

4 結(jié)束語

經(jīng)過我們對此通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化以后，我們發(fā)現(xiàn)無論是在進(jìn)風(fēng)量上，還是在通風(fēng)效果上都取得了良好的效果，從經(jīng)濟(jì)價值和社會效益都有穩(wěn)步的提高，我們在今后的工程中要不斷地根據(jù)實際情況，調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，以滿足工程實際的需要，為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造更大的效益。

［1］朱敏.王坪礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造研究［D］.遼寧工程技術(shù)大學(xué)2012.

［2］陶樹銀.復(fù)雜條件下礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化研究［D］.江西理工大學(xué)2012.

［3］張國軍.高瓦斯礦井五陽煤礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)研究［D］.首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)2013.