馬元平

（山西曙光船窩煤業(yè)有限公司，山西 河津 043300）

1 三采區(qū)瓦斯?jié)舛确治?/h2>

船窩煤礦三采區(qū)3號(hào)井2號(hào)煤層，2014年絕對(duì)CH4涌出量為2.97m3/min，相對(duì)CH4涌出量為6.77m3/t；絕對(duì)CO2涌出量1.44m3/min，相對(duì)CO2涌出量3.28m3/t；三采區(qū)2號(hào)井開(kāi)采3號(hào)煤層，2014年絕對(duì)CH4涌出量為4.60m3/min，相對(duì)CH4涌出量為8.28m3/t；絕對(duì)CO2涌出量3.29m3/min，相對(duì)CO2涌出量5.92m3/t；當(dāng)?shù)V井生產(chǎn)能力達(dá)到1.20Mt/a時(shí)，2號(hào)煤層相對(duì)CH4涌出量按8.28m3/t（取2號(hào)煤井、3號(hào)井鑒定結(jié)果的大值），相對(duì)CO2涌出量按9.61m3/t（取2號(hào)煤井、3號(hào)井鑒定結(jié)果的大值）計(jì)算，三采區(qū)2號(hào)煤層絕對(duì)CH4涌出量為20.91m3/min，絕對(duì)CO2涌出量24.27m3/min，屬低瓦斯礦井。

根據(jù)山西省煤炭工業(yè)局綜合測(cè)試中心測(cè)試2013年12月和2014年1月鉆孔煤芯煤樣化驗(yàn)結(jié)果及2015年11月檢驗(yàn)報(bào)告，2號(hào)煤層具有爆炸危險(xiǎn)性，屬于容易自燃煤層。

2 通風(fēng)方式和通風(fēng)系統(tǒng)

船窩煤礦三采區(qū)的通風(fēng)方式為中央分列式，風(fēng)機(jī)工作方法為抽出式。采用主斜井和副斜井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)立井回風(fēng)，局部通風(fēng)采用局部通風(fēng)機(jī)，主通風(fēng)機(jī)工作方法為抽出式的通風(fēng)系統(tǒng)。三采區(qū)當(dāng)前布置有進(jìn)風(fēng)井2個(gè)，回風(fēng)井1個(gè)。掘進(jìn)工作面采用局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)，選用局部通風(fēng)機(jī)為FD-INo6.3/60型。通風(fēng)方式采用壓入式。硐室通風(fēng)采用擴(kuò)散通風(fēng)。

3 礦井風(fēng)量、風(fēng)壓及等積孔計(jì)算

3.1 礦井風(fēng)量計(jì)算

3.1.1 按井下同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算

根據(jù)井下每人每分鐘供給風(fēng)量大于4m3。

通過(guò)公式可計(jì)算Q=4×76×1.30=396m3/min。

3.1.2 按用風(fēng)地點(diǎn)實(shí)際需要風(fēng)量的總和計(jì)算

（1）回采工作面實(shí)際需要風(fēng)量

① 按CH4涌出量計(jì)算：

② 按CO2涌出量計(jì)算：

③ 按氣象條件計(jì)算：

④ 按工作面溫度（風(fēng)速）計(jì)算：

⑤ 按人數(shù)計(jì)算：Q采=4×17=68m3/min，取最大值Q采=1883m3/min。

⑥ 按風(fēng)速驗(yàn)算，煤巷回采工作面風(fēng)量應(yīng)滿足：

式中：

Sc-平均斷面積，18.28m2。

15Sc=15×18.28=231m3/min，240Sc=240×18.28=3687m3/min，Q采=1883m3/min，計(jì)算數(shù)據(jù)符合風(fēng)速要求。故ΣQ采=1883m3/min，備用工作面風(fēng)量按50%計(jì)算，為Q采備=1883×50%=942m3/min。

（2）掘進(jìn)工作面實(shí)際需要風(fēng)量

① 按CH4涌出量計(jì)算：

② 按CO2涌出量計(jì)算：

③ 按人數(shù)計(jì)算，Q采=4×18=72m3/min。

④按局部通風(fēng)機(jī)的實(shí)際吸風(fēng)量計(jì)算，Q運(yùn)順=600×1+60×0.25×14.4=816m3/min ，Q回順=600×1+60×0.25×12.8=792m3/min。

⑤ 按風(fēng)速驗(yàn)算，煤巷、巖巷掘進(jìn)工作面風(fēng)量應(yīng)滿足：

巖巷掘進(jìn)：60×0.15Sj＜Q巖掘＜60×4.00Sj

煤巷掘進(jìn)：60×0.25Sj＜Q巖掘＜60×4.00Sj

式中：

Sj-斷面積，m2。

2號(hào)煤層為厚煤層，掘進(jìn)為煤巷掘進(jìn)。則：60×0.25S運(yùn)順=15×13.68=206m3/min，60×4.00S運(yùn)順=240×13.68=3284m3/min，符合風(fēng)速要求。

共布置2個(gè)掘進(jìn)工作面，有1個(gè)待掘，同時(shí)工作的局部通風(fēng)機(jī)為3臺(tái)，故ΣQ掘=816+792+792=2400m3/min。

（3）硐室實(shí)際需要風(fēng)量

（4）其他巷道需要風(fēng)量

① 按CH4（CO2）涌出量計(jì)算，Q其他=133×2.43×1.3=421m3/min。

② 按實(shí)際用風(fēng)地點(diǎn)計(jì)算，ΣQ其他=840m3/min。

礦井總風(fēng)量計(jì)算：

3.1.3 風(fēng)量分配

經(jīng)計(jì)算，對(duì)于三采區(qū)的風(fēng)量分配情況如表1所示。

表1 三采區(qū)的風(fēng)量分配情況

3.2 礦井通風(fēng)負(fù)壓及等積孔計(jì)算

3.2.1 負(fù)壓計(jì)算

對(duì)礦井阻力進(jìn)行計(jì)算，三采區(qū)達(dá)產(chǎn)期間分別進(jìn)行最易和最難的風(fēng)路計(jì)算。

取局部阻力系數(shù)為0.15，通過(guò)上述公式計(jì)算所得最小負(fù)壓710Pa，最大負(fù)壓1590Pa。

3.2.2 等積孔計(jì)算

按以下公式對(duì)等積孔進(jìn)行計(jì)算：

經(jīng)計(jì)算得Amax=6.1m2，Amin=4.1m2，所以三采區(qū)的通風(fēng)情況認(rèn)定為容易。因此該通風(fēng)設(shè)計(jì)方案是合理的，切實(shí)可行的。

4 通風(fēng)設(shè)施、防止漏風(fēng)及降低風(fēng)阻的措施

在三采區(qū)的實(shí)踐施工應(yīng)用當(dāng)中，發(fā)現(xiàn)礦井通風(fēng)阻力超限。分析其原因認(rèn)為是該采區(qū)主、副井進(jìn)風(fēng)巷、+250m回風(fēng)巷巷道斷面不足等因素造成的。技術(shù)部門(mén)提出了相應(yīng)的技術(shù)措施。（1）對(duì)三采區(qū)北翼風(fēng)井進(jìn)行采掘施工作業(yè)，通過(guò)與南翼的采掘形成互通的通風(fēng)系統(tǒng)。（2）補(bǔ)掘主提升上山，從而用來(lái)滿足該采區(qū)主、副斜井?dāng)嗝娴耐L(fēng)要求。（3）為降低+250m南翼回風(fēng)巷巷道的通風(fēng)阻力，將+100m水平南底板運(yùn)輸巷道進(jìn)行相應(yīng)的延伸到二采區(qū)，使+100m、+250m水平巷成為三采區(qū)南翼部分的回風(fēng)巷道，從而起到降低風(fēng)速的目的。

5 通風(fēng)方案的實(shí)施效果

船窩煤礦三采區(qū)2號(hào)煤層通風(fēng)方案實(shí)施后，有效地解決了三采區(qū)2號(hào)煤層的井下通風(fēng)問(wèn)題，該通風(fēng)方案設(shè)計(jì)合理，安全性較好，方便維護(hù)和管理。該通風(fēng)方案的網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)單，通風(fēng)阻力技術(shù)措施得當(dāng)，安全性能高，方便進(jìn)行維護(hù)和管理，有效地保障了船窩煤礦三采區(qū)2號(hào)煤層開(kāi)采的通風(fēng)要求。