曹金喜

（山西焦煤集團(tuán)有限責(zé)任公司屯蘭礦， 山西 古交 030200）

引言

影響煤礦安全生產(chǎn)的因素包括有工作面的瓦斯含量、透水現(xiàn)象以及圍巖控制效果等。其中，由于工作面瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)所引發(fā)的事故占比較大。也就是說，工作面通風(fēng)系統(tǒng)是保證其安全高效生產(chǎn)的基礎(chǔ)。此外，工作面通風(fēng)系統(tǒng)還能夠為作業(yè)人員提供舒適的工作環(huán)境。礦井通風(fēng)系統(tǒng)屬于動態(tài)、隨機(jī)且較為復(fù)雜的系統(tǒng)，其各項運(yùn)行參數(shù)需根據(jù)實際通風(fēng)情況進(jìn)行調(diào)整，即在保證工作面通風(fēng)量需求的基礎(chǔ)上將其涉及到的巷道施工、維護(hù)以及運(yùn)行費用降至最低；保證工作面風(fēng)壓分配合理；保證關(guān)鍵設(shè)備安裝位置合理且對應(yīng)運(yùn)行功率較小[1]。本文以躍進(jìn)煤礦為例著重對煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的安全性進(jìn)行評價，并對其進(jìn)行優(yōu)化實例研究。

1 工程概況

躍進(jìn)煤礦目前采用中央邊界式通風(fēng)方式，對應(yīng)的通風(fēng)方法為抽出式。根據(jù)躍進(jìn)煤礦的實際情況，目前總共布置了4 個進(jìn)風(fēng)井和1 個回風(fēng)井。其中，4 個進(jìn)風(fēng)井中包括有2 個主進(jìn)風(fēng)井和2 個輔助進(jìn)風(fēng)井，主進(jìn)風(fēng)井包括有主斜井、副斜井；輔助進(jìn)風(fēng)井包括有立井和西風(fēng)井。回風(fēng)井為東風(fēng)井。整個煤礦所配置通風(fēng)機(jī)的系列為軸流式風(fēng)機(jī)，基于1 用1 備的原則共配置2 臺，其具體型號為BD-Ⅱ-8-No24，所配置電機(jī)的型號為YBF450M1-8，電機(jī)額定功率為280 kW，通風(fēng)機(jī)其他對應(yīng)額定參數(shù)如表1 所示。

表1 BD-Ⅱ-8-No24 型通風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)

2 煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的安全評價

2.1 通風(fēng)系統(tǒng)安全評價原則

煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的安全評價需根據(jù)基本參數(shù)綜合確定，包括有通風(fēng)動力、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)、通風(fēng)設(shè)施、通風(fēng)質(zhì)量、防災(zāi)減災(zāi)能力、科學(xué)管理以及經(jīng)濟(jì)合理等七項基本參數(shù)。具體關(guān)注環(huán)節(jié)包括如下：

1）基于對當(dāng)前通風(fēng)系統(tǒng)下的阻力測定，得出整個煤礦的阻力分布圖，并對其中涉及到風(fēng)阻較高的區(qū)域進(jìn)行定位并查找原因；

2）基于對當(dāng)前通風(fēng)系統(tǒng)下風(fēng)量、風(fēng)速參數(shù)的測定，根據(jù)《規(guī)程》要求判斷其是否滿足要求；

3）對與當(dāng)前通風(fēng)系統(tǒng)匹配的通風(fēng)構(gòu)筑物的數(shù)量及安裝位置進(jìn)行評價，判斷是否合理并滿足要求；

4）對通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行工況點進(jìn)行分析，判斷其是否在合理范圍之內(nèi)；

5）判斷當(dāng)前通風(fēng)系統(tǒng)是否存在漏風(fēng)現(xiàn)象，并對漏風(fēng)率及有效風(fēng)量率進(jìn)行定量分析；

6）對通風(fēng)巷道的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，分析其后期維護(hù)成本等；

②術(shù)后早期和維持膀胱灌注治療。中、高危NMIBC患者(表1)在即刻灌注后應(yīng)接受維持灌注治療，其中中危腫瘤推薦膀胱灌注化療，高危腫瘤建議行BCG灌注免疫治療。維持灌注化療時間在1年以內(nèi)，BCG免疫治療則需維持2～3年[14]。

7）結(jié)合當(dāng)前所分析工作面的生產(chǎn)能力，對通風(fēng)設(shè)計與生產(chǎn)布局的匹配程度進(jìn)行分析[3]。

2.2 通風(fēng)系統(tǒng)安全評價結(jié)果及原因分析

結(jié)合“2.1”中的通風(fēng)系統(tǒng)安全評價原則，得出該煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的綜合量化評價值僅為54.3 分。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)得該煤礦的安全等級為第四級。為確保生產(chǎn)的安全性，需對通風(fēng)問題及原因進(jìn)行分析。目前，該煤礦通風(fēng)系統(tǒng)存在的主要現(xiàn)象為通風(fēng)巷道變形嚴(yán)重，導(dǎo)致工作面通風(fēng)阻力不正常，工作面通風(fēng)路線較長，需要的通風(fēng)量較大，而當(dāng)前進(jìn)風(fēng)量無法滿足實際用風(fēng)量需求，故需對該煤礦通風(fēng)量進(jìn)行重新分配。具體分析如下：

1）總體來說，該煤礦屬于通風(fēng)容易的礦井，但是，隨著生產(chǎn)工作面的不斷推進(jìn)導(dǎo)致通風(fēng)路線增加，對應(yīng)所需通風(fēng)量增加，最終導(dǎo)致整個煤礦工作面的負(fù)壓升高，為后續(xù)通風(fēng)量的增加造成困難[4]。

2）該煤礦通風(fēng)阻力較大，主要原因為工作面所布置進(jìn)風(fēng)線路較多，而對應(yīng)的回風(fēng)線路減少，從而導(dǎo)致回風(fēng)巷道內(nèi)的風(fēng)量相對集中，導(dǎo)致其風(fēng)阻較大。與此同時，回風(fēng)巷道的斷面面積較小，其局部位置的變形相對嚴(yán)重也是導(dǎo)致其風(fēng)阻較大的原因。

3）工作面進(jìn)風(fēng)巷道風(fēng)量匹配不合理，主進(jìn)風(fēng)井存在風(fēng)欠，而西風(fēng)井存在風(fēng)量過剩的現(xiàn)象。

綜上所述，該煤礦當(dāng)前存在的主要問題在于風(fēng)量不足且分配不合理。因此，需增加工作面的風(fēng)量，并對其風(fēng)量進(jìn)行綜合、合理分配。但是，目前所配置通風(fēng)機(jī)已經(jīng)達(dá)到最大供風(fēng)量，故需對該煤礦通風(fēng)進(jìn)行增風(fēng)降阻的優(yōu)化設(shè)計。

3 通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化

基于第2 節(jié)中對當(dāng)前通風(fēng)系統(tǒng)的安全評價和存在主要問題分析的基礎(chǔ)上，提出增風(fēng)降阻的優(yōu)化方案。根據(jù)煤礦的實際情況提出如下優(yōu)化方案，并對各種優(yōu)化方案進(jìn)行綜合分析最終確定最后方案。

3.1 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化方案的初步擬定

優(yōu)化方案1：在現(xiàn)有通風(fēng)機(jī)的基礎(chǔ)上再配置型號為2k60-No18 型通風(fēng)機(jī)，并與現(xiàn)有通風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行。

優(yōu)化方案2：將原進(jìn)風(fēng)巷道的立井作為回風(fēng)巷道使用。

優(yōu)化方案3：將原進(jìn)風(fēng)巷道的立井作為回風(fēng)巷道使用。

優(yōu)化方案4：將方案2 中的東風(fēng)井和立井回風(fēng)線路連接起來。

3.2 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化方案的合理性分析

優(yōu)化方案1：雖然工作面風(fēng)量在原有基礎(chǔ)上可以增加300 m3/min，但是回風(fēng)巷道未增加，導(dǎo)致工作面的負(fù)壓較原基礎(chǔ)上增加500 Pa，使得回風(fēng)線路上風(fēng)量集中更嚴(yán)重。因此，此方案無法解決工作面負(fù)壓及風(fēng)阻過大的問題[5]。

優(yōu)化方案2：工作面共有3 條進(jìn)風(fēng)線路和回風(fēng)路線，在該優(yōu)化方案下對應(yīng)工作面的總風(fēng)量可達(dá)到8 322 m3/min，涉及到風(fēng)機(jī)的工況如表2 所示。

如表2 所示，方案2 對應(yīng)的回風(fēng)線路較長仍然導(dǎo)致其負(fù)壓較大。

表2 風(fēng)機(jī)工況運(yùn)行情況

優(yōu)化方案3：工作面共有3 條進(jìn)風(fēng)線路和回風(fēng)路線，在該優(yōu)化方案下對應(yīng)工作面的總風(fēng)量可達(dá)到8 292 m3/min；涉及到風(fēng)機(jī)的工況如表3 所示。

如表3 所示，方案3 對應(yīng)的回風(fēng)線路較長仍然導(dǎo)致其負(fù)壓較大。

表3 風(fēng)機(jī)工況運(yùn)行情況

優(yōu)化方案4：在方案4 的優(yōu)化下對應(yīng)工作面風(fēng)機(jī)的工況如表4 所示。

表4 風(fēng)機(jī)工況運(yùn)行情況

如表4 所示，采用方案4 對當(dāng)前通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化后，雖然工作面的總風(fēng)量與方案2、方案3 相比較小，但是可以滿足實際生產(chǎn)需求；與此同時，對應(yīng)工作面的風(fēng)壓降低將近1 000 Pa，大大解決了原通風(fēng)方案下負(fù)壓較大的問題。

因此，采用方案4 對原通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。

4 結(jié)語

工作面通風(fēng)系統(tǒng)是保證煤礦安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)，隨著工作面的不斷推進(jìn)，原通風(fēng)線路設(shè)計和所配置通風(fēng)設(shè)備存在無法滿足實際生產(chǎn)的通風(fēng)需求。因此，為保證綜采工作面生產(chǎn)的安全性和高效性，需根據(jù)工作面的推進(jìn)對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行安全評價并對其通風(fēng)方案進(jìn)行優(yōu)化。