矿井通风系统改造方案研究

蒋亚伟

（平顶山天安煤业股份有限公司十矿，河南 平顶山 467000）

矿井通风系统是全矿井最重要的系统，矿井通风系统的优劣，直接影响着矿井的安全生产、灾害防治和经济效益[1]。它的不合理将直接影响矿井的正常生产和矿井的抗灾能力，导致矿井经济效益的严重滑坡[2]。为确保矿井安全生产、稳产和高产，提高矿井的抗灾能力，必须保持最佳的运行状态。矿井通风系统调整改造是一个由定性和定量相互结合、相互关联、相互制约的多因素构成的复杂系统的决策问题。目前在工程实践中，改造方案的选择往往是通过专家、技术人员对各方案进行定性分析比较，筛选出几个技术可行的方案后，再进行概要的经济比较，最终确定矿井通风系统方案。

本文选择的矿区目前共计有三个回风井，己四回风井担负二水平己四、己二采区及三水平己三采区，现有己四风机设备老化、己四风井担负系统供风能力不足、后期深部工作面需风量更大，现有己四风机担负通风系统已经不能保证矿井的安全、正常生产，必须对其进行改造。

1 矿井概况

十矿位于平顶山市东北部。矿井具备完整的独立通风系统，供风能力满足安全生产要求，采用分区抽出式通风，全矿共有五个进风井，三个回风井筒。分别担负着北翼中区、己四、己二采区、-140水平戊七采区和己组三水平采区的通风任务。实行轨道下山和运输机下山进风等通风方式，采、掘工作面均具有独立的通风系统。

2 矿井通风阻力测定及通风网络数据库建立

根据矿井通风系统的具体情况，针对矿井通风系统选择了三条主测路线，采用精密气压计基点法测定静压的方法，进行了通风阻力测定及计算。通过网络解算得到的通风机运行工况和各主要通风巷道的风量与实际测定风量对比见表1、表2。

表1 主要通风机运行工况表

表2 十矿主要地点通过风量表

由上表可以看出，解算的主要巷道的风量与实际风量比较吻合，解算结果的相对误差均小于7%，可以作为矿井通风系统改造、优化和管理的数据参数。

3 己四风井系统改造方案研究

3.1 矿井通风现状及存在问题

矿井共计有三个回风井，通风系统主要存在问题：

（1）现有己四风井担负系统供风能力不足。现己四风井风量为10755m3/min，实际需风量为15100m3/min。

（2）矿井近期生产工作面主要集中在己二和己四采区，采掘头面较为集中；三水平己-33200机、风煤巷的开工，需要再增加风量1600m3/min；此外后期深部工作面需风量更大。

（3）通风设备老化严重制约矿井安全生产。通风机倒台出现15秒钟不启动跳闸现象；风机叶片角度运行40°，无法再上调角度；主通风机轴瓦温度一直处于临界状态，存在较大的安全隐患；通风机前后流线体锈蚀严重，外壳锈蚀已脱层，强度变低。

（4）己四风井风洞现有净断面3.4m×3.4m，风道风速为15.8m/s，不满足风道最大风速不得超过15m/s”的要求。

3.2 己四风机系统改造方案研究

为保证己四风机担负系统的风量满足用风需求，提出以下两个改造方案：

方案Ⅰ：北二进风井先装备两台对旋通风机担负己三采区开发时的通风任务，后期根据矿井三水平开采进度情况，在合适的时间投运北二永久通风机，解决三水平开采的通风问题。

该方案主要解决三采区开发时的通风问题，缓解己四通风系统的压力，届时己四通风机运行角度将由40°调整为37.5°。

方案Ⅱ：更换己四主要通风机，解决三水平前期开发时的通风任务，后期根据矿井三水平开采进度情况，在合适的时间投运北二永久通风机，解决三水平开采的通风任务。

通过各通风系统改造方案的技术和经济比较，结合实际情况确定采用方案Ⅰ。

3.3 己四风机系统改造方案实施效果预测

针对方案Ⅰ，北二进风机安装风机担负己三采区开发时的通风任务，分担己四风井系统供风任务，结合采掘部署，进行了通风网络解算，得到各风机工况见表3所示。

表3 解算各风井运行状况表

由解算结果可知，北二进风机安装风机后，有效分担了己四风井系统供风任务，己四风机下调叶片角度后仍可以满足用风需求。

4 结语

通过对矿井通风技术测定建立了矿井通风网络数据库，验证通风网络数据库的可靠性；根据针对己四风机担负系统存在问题及矿井前后期生产部署，提出了两种调整改造方案，经过技术和经济经对比分析确定了系统调整方案，为煤矿生产安排提供可靠的数据，对矿井通风系统稳定有着重要的现实指导意义。