通风系统改造方案可行性分析

南富春，刘安定

(山西昔阳运裕煤业有限责任公司，山西 晋中 045300)

1 矿井概况

山西昔阳运裕煤业有限责任公司(运裕煤矿)开采15#煤层，井田面积9.562 km2，矿井生产能力1.5 Mt/a，属高瓦斯矿井，煤尘无爆炸危险性，煤层自燃等级为Ⅲ级，属不易自燃煤层，地质构造属简单类型为东高西低的单斜构造，水文地质条件为中等类型，矿井分东、西两个采区，采煤方法为综采低位放顶煤采煤法，采用全部垮落法后退式管理顶板。

2 通风现状

2.1 通风方式、方法

依据井田开拓部署，工业广场内布置主斜井、副斜井、运人斜井3 个进风井筒;风井广场布置1 个回风立井。利用主斜井、副斜井、运人斜井进风，回风立井为专用回风井，4 个井筒均作为矿井安全出口。矿井通风方式为中央分列式，通风方法为机械负压抽出式。回采工作面采用一进两回通风方式，掘进工作面采用压入式通风。

2.2 主扇运行情况

目前，回风立井安装2 台AGF606 -2.82 -1.58 -2型轴流风机，矿井总进风量13 796 m3/min，总回风量13 984 m3/min，通风阻力2 550 Pa.

2.3 通风系统

按1.5 倍的通风富余系数在井巷通风断面的基础上，对现有井巷进风能力进行计算，矿井需风量为17 100 m3/min.

2.3.1 井筒通风系统

3 个进风井总进风能力为10 620 m3/min，回风立井的回风能力为12 370 m3/ min，现有进风井不能满足通风的要求;回风立井在采取封闭梯子间的措施后，风速可达到15 m/s，回风井的最大回风能力为23 193 m3/min，可满足通风要求。

2.3.2 大巷通风系统

南进风大巷最大进风能力为12 811 m3/min ＜17 100 m3/min，西区进风大巷最大进风能力为13 312 m3/min ＜17 100 m3/min，均不满足进风能力要求。回风大巷的回风能力为17 280 m3/min ＞17 100 m3/min，回风大巷能力满足要求。

通风系统示意图见图1.

3 通风系统改造方案

3.1 矿井通风系统改造方案

现有通风系统不能满足矿井生产通风需求，存在的问题是入风能力不足，进风井井筒和进风大巷风速超限，需增加进风能力。

图1 通风系统示意图

增加风井进风能力，可考虑现进风井扩巷，新建井筒，利用原有旧井。若现有风井扩巷，影响矿井正常生产，故提出利用原有旧井改造为进风井、新建进风井井筒两个方案进行比较。

方案一:新建北亩进风立井。

在井田南部北亩火车站西北方向约200 m 处新建一进风立井，位于井下西区南回风大巷以南50 m处，该井筒直径7 m，垂深301 m.

北亩进风立井留设2 个马头门，分别在11#煤和15#煤附近。高抽巷进风石门和沿11#煤顶板布置的高抽运输巷相连，满足于高抽巷施工、生产期间的用风要求;15#煤进风石门和西区轨道大巷、西区胶带大巷相连，满足用风要求。由于新建进风立井设在西区的中部，主要用风地点在西区，南进风大巷最大进风能力为12 811 m3/min，大于该矿原有的3 个进风井筒的进风能力10 620 m3/min，南进风大巷进风能力满足要求。

在满足高抽巷用风量3 780 m3/min、消防材料库用风量180 m3/min、爆炸材料库用风量180 m3/min的前提下，西区进风大巷的进风量为12 960 m3/min，西区进风大巷最大进风能力为13 312 m3/min ＞12 960 m3/min，西区进风大巷进风能力满足要求。

通风系统改造方案一示意图见图2.

方案二:利用已有封闭立井改造为进风立井、新掘进风大巷。

利用在井田中部有已封闭的立井作为专用进风井，该井筒直径3.5 m，垂深196 m. 改造后进风立井可利用已有的石门扩巷后与东区轨道、回风大巷连接，也可新掘进风石门与南轨道、胶带大巷连接。原石门巷道，年久失修，巷道冒落严重，已基本被封闭。为减少施工难度，保证安全生产，新掘进风石门与南轨道、南胶带大巷连接。

图2 通风系统改造方案一示意图

矿井正常生产时需风量为17 100 m3/min，南进风大巷最大进风能力为12 811 m3/min，西区进风大巷最大进风能力为13 312 m3/min，均不满足进风能力要求，需增加进风断面14 m2左右。为了减少施工对矿井正常生产系统的影响，确定新掘一条进风大巷与新掘进的进风石门相连，满足西区生产的通风要求。

通风系统改造方案二示意图见图3.

图3 通风系统改造方案二示意图

3.2 北亩进风立井与大巷连接方式

15#煤进风石门与西区轨道巷、胶带大巷连接可沿煤层布置，又可沿岩层布置。选用沿岩层布置进风石门，主要原因:1)进风石门服务年限同矿井服务年限，沿岩层布置可减少巷道维护量。2)沿煤层布置需穿过已施工的西区南回风大巷，需施工风桥工程，影响西区正常生产。

4 方案比选

4.1 两种方案的比较

1)方案一进风石门为331 m;方案二进风石门为511 m，另需新掘一条进风大巷2 967 m.方案一较方案二少3 147 m，少投资3 510 万元。

方案一由于通风线路较方案二减少1 634 m，容易时期通风阻力较方案二小1 016 Pa，困难时期通风阻力较方案二小926 Pa.

2)方案一需新建进风井筒，租地12 900 m2，方案二充分利用现有风井井筒，租地8 513 m2，方案一较方案二多租地4 387 m2，按每年3 元/m2租金计算，多投资17 万元(矿井服务年限13 年)。

4.2 技术经济比较

经济投入比较见表1.

表1 经济投入比较表

5 结 语

通过对两种方案的比较可以看出，方案一容易时期通风阻力较方案二小1 016 Pa，困难时期通风阻力较方案二小926 Pa，而且工程投资少3 482 万元，方案一的技术、经济比较结果优于方案二，因此，选择方案一，在井田南部北亩火车站西北方向约200 m 处新建北亩进风立井增加矿井进风量。

［1］ 朱玉宽.鑫基煤矿井田开拓方案的可行性分析［J］.山西煤干院学报，2015(1):38 -39.

［2］ 郭俊杰.晋杨煤矿井田开拓方案的可行性分析［J］.山西煤干院学报，2015(1):40 -42.