張連剛

【摘 要】衰老礦井通風(fēng)系統(tǒng)由于生產(chǎn)時(shí)間的加長(zhǎng)和生產(chǎn)能力的提升，礦井通風(fēng)系統(tǒng)與原設(shè)計(jì)相比發(fā)生了很大變化。針對(duì)存在較為復(fù)雜的各種問(wèn)題和安全隱患，結(jié)合礦區(qū)衰老礦井通風(fēng)系統(tǒng)分析其所具有的特點(diǎn)，提出優(yōu)化改造的方案與解決途徑。

【關(guān)鍵詞】肥城礦區(qū)；衰老礦井；通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化；改造分析

0 概 述

肥城礦區(qū)已有四十余年的開(kāi)采歷史，隨著礦井巷道的加長(zhǎng)和產(chǎn)能的增加，礦井需風(fēng)量猛增、主要通風(fēng)機(jī)性能等要求也相應(yīng)發(fā)生了很大變化。特別是2000年以后，礦井生產(chǎn)量的大幅度增加，新老水平過(guò)渡銜接的同時(shí)兼顧生產(chǎn)，使礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)趨于復(fù)雜。邊遠(yuǎn)采區(qū)和深部水平的生產(chǎn)、個(gè)別采區(qū)的集中生產(chǎn)等都加大了礦井需風(fēng)量，使得局部地區(qū)出現(xiàn)風(fēng)量分配和調(diào)節(jié)困難等問(wèn)題。礦井總回風(fēng)巷失修或嚴(yán)重失修，也導(dǎo)致礦井通風(fēng)阻力升高，嚴(yán)重制約了礦井風(fēng)量的有效分配。

1 礦區(qū)衰老礦井通風(fēng)系統(tǒng)特點(diǎn)

1.1 通風(fēng)路線長(zhǎng)，回風(fēng)巷道斷面小，阻力大

衰老礦井由于開(kāi)采水平深，工作面都處于礦區(qū)的邊遠(yuǎn)地帶。通風(fēng)距離大，回風(fēng)巷道的服務(wù)年限長(zhǎng)及受采動(dòng)影響，礦井的通風(fēng)阻力大。

1.2 井下采場(chǎng)分布不合理，通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)控困難

由于衰老礦井采煤工作面的長(zhǎng)度短、產(chǎn)量低，為了保證礦井的煤炭產(chǎn)量和效益，通常一個(gè)采區(qū)布置較多的采煤工作面和掘進(jìn)工作面。容易引起全礦井風(fēng)流調(diào)控困難、變化大、設(shè)施多、內(nèi)部漏風(fēng)嚴(yán)重的情況。

1.3 礦井生產(chǎn)區(qū)域集中，風(fēng)量分配不合理

由于衰老礦井的生產(chǎn)區(qū)域有時(shí)會(huì)集中在礦井的某一采區(qū)或某一翼、某一水平，從而造成井下的供風(fēng)緊張。

1.4 井下的通風(fēng)設(shè)施多，通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜

衰老礦井井下的通風(fēng)設(shè)施較多，利用已有的井巷實(shí)現(xiàn)通風(fēng)目的是衰老礦井通風(fēng)經(jīng)常采用的方法，也使得礦井的通風(fēng)系統(tǒng)趨于復(fù)雜，角聯(lián)分支和不穩(wěn)定分支大量存在，給通風(fēng)管理增添了困難。

1.5 礦井主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效率低，通風(fēng)費(fèi)用高

礦井主要通風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期處于高負(fù)壓狀態(tài)運(yùn)行，風(fēng)機(jī)的效率普遍較低，耗電大。

1.6 礦井漏風(fēng)嚴(yán)重，井下有效風(fēng)量利益率低

由于采動(dòng)的影響，衰老礦井大部分設(shè)施安設(shè)在回風(fēng)側(cè)，封閉的采空區(qū)、風(fēng)門(mén)、風(fēng)墻的裂隙都使得井下存在大量的漏風(fēng)。

2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造解決途徑

2.1 降低礦井通風(fēng)阻力

通過(guò)風(fēng)道擴(kuò)修、增打并聯(lián)風(fēng)道、調(diào)整風(fēng)道結(jié)構(gòu)等方式，改變礦井風(fēng)阻特性曲線，降低阻力，提高風(fēng)量。特別是對(duì)于回風(fēng)段阻力過(guò)高的風(fēng)網(wǎng)，整修回風(fēng)側(cè)的巷道可以顯著提高礦井的風(fēng)量。

2.2 調(diào)整主通風(fēng)機(jī)特性曲線

實(shí)施調(diào)整主要通風(fēng)機(jī)特性曲線還可以獲得很好的經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)風(fēng)機(jī)電機(jī)調(diào)速、更換電機(jī)、改變電機(jī)功率或轉(zhuǎn)數(shù)等方式，調(diào)整主通風(fēng)機(jī)特性曲線，提高主通風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率。

2.3 通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)整改造與主通風(fēng)機(jī)調(diào)整相結(jié)合

改變礦井風(fēng)阻特性與主通風(fēng)機(jī)特性，獲取通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)與主通風(fēng)機(jī)相匹配的最佳工況點(diǎn)，既保證礦井有足夠的通風(fēng)能力，又實(shí)現(xiàn)主通風(fēng)機(jī)的高效運(yùn)行。礦井通風(fēng)改造一般是一個(gè)綜合的過(guò)程，包括對(duì)井下通風(fēng)設(shè)施的優(yōu)化。

2.4 優(yōu)化通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，更換新型高效主通風(fēng)機(jī)

衰老礦井生產(chǎn)系統(tǒng)和生產(chǎn)布局隨著生產(chǎn)水平延深、采場(chǎng)的轉(zhuǎn)移，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、風(fēng)井的負(fù)荷都有很大改變。出現(xiàn)的問(wèn)題有，一是通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)不合理；二是主通風(fēng)機(jī)運(yùn)行多年，型號(hào)落后。必須進(jìn)行對(duì)主通風(fēng)機(jī)的更換，徹底解決存在問(wèn)題。

2.5 根據(jù)礦井水平和采場(chǎng)變化，及時(shí)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

在兩翼風(fēng)機(jī)工況不均衡情況下，肥城礦區(qū)采用了利用總回風(fēng)角聯(lián)巷道平衡通風(fēng)的方法，使得兩臺(tái)風(fēng)機(jī)都能發(fā)揮各自的能力，取得最佳的平衡效果。

2.6 總進(jìn)風(fēng)與總回風(fēng)的風(fēng)量調(diào)整分配

優(yōu)化布置并盡量減少礦井進(jìn)風(fēng)大巷和回風(fēng)大巷風(fēng)量分配不平衡現(xiàn)象。采區(qū)內(nèi)系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整，重點(diǎn)解決阻力分布問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)采區(qū)內(nèi)部均壓通風(fēng)，以防止自然發(fā)火和采空區(qū)瓦斯的大量涌出。

2.7 通風(fēng)系統(tǒng)的局部地點(diǎn)，應(yīng)因地制宜地采取有針對(duì)性?xún)?yōu)秀措施

局部地區(qū)通風(fēng)困難的地點(diǎn)，可以采用安設(shè)輔助通風(fēng)機(jī)的方法提高局部區(qū)域的風(fēng)量。實(shí)施該方案時(shí)必需制定相應(yīng)的輔助通風(fēng)機(jī)管理措施和監(jiān)測(cè)措施，使用單獨(dú)的供電線路，并制定緊急停機(jī)情況下保障工作面風(fēng)量，防止瓦斯積聚的措施。

3 結(jié)論

針對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的實(shí)際現(xiàn)狀，有規(guī)劃、有重點(diǎn)、按步驟、分階段地組織各礦進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整改造，圍繞通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整優(yōu)化工作，近年以來(lái)全礦區(qū)共組織通風(fēng)阻力測(cè)定上百次（礦），建立通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)模型并模擬解算調(diào)整優(yōu)化方案近百個(gè)；完成新掘風(fēng)道，擴(kuò)修改造風(fēng)道，更換主通風(fēng)機(jī)，更換風(fēng)井的風(fēng)機(jī)電機(jī)等措施。通過(guò)通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造，提高了礦井通風(fēng)能力；降低了礦井通風(fēng)阻力，消滅了高負(fù)壓通風(fēng)礦井；減少了礦井瓦斯涌出量，為肥城礦區(qū)控制重大瓦斯事故創(chuàng)造了有利條件；控制了自然發(fā)火事故，保證了正常肥城礦區(qū)的安全生產(chǎn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]徐永忻.采礦學(xué)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2003.

[2]黃元平.礦井通風(fēng)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1995.

[3]王省身.礦井災(zāi)害防治理論與技術(shù)[M]..徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1989.

[責(zé)任編輯：鄧麗麗]