斜沟矿采区瓦斯通风系统优化改造

陈永辉

摘 要：随着煤矿开采规模增大，井下用风地点数量增加，合理调配各用风地点的风量，提高矿井有效风量利用率显得尤为重要。本文针对斜沟矿日常生产过程中风量分配不当造成局部巷道风速超限及矿井有效风量利用率低等问题进行分析，针对采区通风系统进行优化设计，以保证矿井的通风安全。

关键词：煤矿矿井;通风系统;调整优化

煤矿井下开采过程中选择合理的矿井通风系统非常重要。在日常矿井生产过程中解决一些通风系统出现的问题，选择合理的方法是关键。矿井通风系统对于工作面顺利掘进、巷道供风有重要作用，一旦通风系统发生故障，对于矿井生产以及工作人员的生命安全都构成一定程度的威胁。

1 矿井概况

斜沟矿于山西兴县魏家滩镇黄家沟村，井田南北长22 km，东西宽3～4km，设计生产能力15.00Mt/a，面积为88.64 km2，地质储量21.64亿t，可采储量14.15亿t，主采8#、13#煤层。目前斜沟矿井田范围内共布置有5个井筒，其中有3个进风井（即白家焉主斜井、白家焉副立井、郭家山副立井）;2个回风井（郭家山回风立井、白家焉回风立井），构成“三进两回”通风系统。矿井通风方式采用分区式，通风方法为机械抽出式通风。井下回采工作面采用全风压U型通风，掘进工作面使用局部通风机压入式供风，通风系统独立。

2 通风系统调整的必要性

2.1 目前矿井通风系统存在的问题

①井下部分预抽面、系统巷道配风量较大，有效风量利用率低，不经济;

②井下三采区西轨道进风大巷风量大，巷道内风速超限。

2.2 调整优化的目的

针对以上问题，通过局部调整合理分配部分预抽面、系统巷道风量使有效风量利用率增加，同时利用三采配风巷分流西轨道进风量，降低三采西轨道进风大巷风速，保证矿井的通风安全。

3 矿井通风系统调整（优化）方案

3.1 优化前矿井通风系统配风情况

3.2 优化前三采区各地点风量核算

三采区采掘工作面及硐室布置、风量分配核算情况：

1个回采工作面、4个预抽工作面、2个综掘工作面、2个炮掘工作面、5个硐室、其他7个巷道用风桥。

①三采区33（4）13回采工作面需风量：∑Q回采=1800m3/min;

②三采区预抽23（4）15预抽面、33（4）14预抽面、33（4）15预抽面、33（4）16预抽面需风量：∑Q预抽=1000× 4=4000m3/min;

③33（4）18抽采巷、33（4）19抽采巷回风联巷综掘工作面需风量500m3/min：∑Q综掘=500×2=1000m3/min;

④三采区炮掘工作面33（4）21底抽巷、区域瓦斯治理底抽巷需风量500m3/min：∑Q炮掘=500×2=1000m3/min;

⑤硐室有二采变电所、三采1#变电所、郭家山中央变电所、三2#采变电所、三采爆破材料库共需风量1000m3/min：∑Q硐室=200×5=1000m3/min;

⑥其他巷道配风：三采区其他巷道风量按照风速不小于0.25m/s计算，联巷巷道平均断面为14.28m2;计算：60×

0.25×14.28=214.2m3/min;取220m3/min，故巷道用风按220m3/min能满足巷道用风需求。7个巷道用风（33（4）13运巷风桥、33（4）14材联巷、33（4）16运联巷、33（4）17运巷风桥、33（4）18运巷风桥、33（4）21运巷风桥、33（4）21抽采巷风桥）：∑Q其他巷道=220×7=1540m3/min，∑Q二采=

（∑Q回采+∑Q预抽+∑Q综掘+∑Q炮掘+∑Q硐+

∑Q其他）×K备=（1800+4000+1000+1000+1000+1540）×1.5=15510m3/min。

3.3 通风系统调整（优化）方案

根据以上风量核算情况及目前的配风情况，计划对三采区通风系统進行调整（优化），主要包括三采区预抽工作面、三采轨道西段、三采配风巷通风系统进行调整（优化），然后对郭家山主扇风叶角度进行调整，根据2017年主扇性能测定报告，结合H=RQ2，经过计算，将主扇风叶角度0°/+3°下调为0°/0°，风叶角度调整后主扇排风量下降至18383 m3/min。

3.4 通风系统调整（优化）实施步骤

煤矿安全规程6m/s，而斜沟矿通风系统优化前三采轨道巷西段进风量为8349m3/min，风速为8.1m/s，超过煤矿安全规定的2.1m/s。

三采轨道巷西段进风大巷主要担负33414等三个预抽面和33418等四个掘进面抽采巷回风联巷，33416五个运巷风桥的用风。因此，要解决三采西轨道风速超限问题，必须将三采西轨道风量调整降低。根据风量核定情况，三采区预抽工作面实际风量较大，需根据实际情况对预抽工作面通风系统进行调整（优化），主要地点包括33（4）14预抽面、33（4）15预抽面、33（4）16预抽面，在调整（优化）的过程中利用各个预抽面的通风设施采用增阻法降低预抽面供风量。同时利用三采配风巷将33（4）14预抽面、33（4）15预抽面、33（4）16预抽面进风量进行分流，通过以上两种方式三采区总风量降低，之后调整郭家山主扇风叶角度，使主扇排风量降低，负压下降。

3.5 通风系统调整（优化）实施效果

通过上述调整（优化），三采区预抽面33（4）14预抽面、33（4）15预抽面、33（4）16预抽面配风量调整为800m3/min，总配风量为2400m3/min比调整前总风量下降600m3/min;同时利用33（4）11运联巷将33（4）14预抽面、33（4）15预抽面、33（4）16预抽面进风通过三采配风巷分配至各预抽面，使三采轨道巷西段进风量降低至5349m3/min，风速为5.18m/s。

4 结论

通过分析斜沟矿局部通风系统存在的问题，根据井下通风系统实际情况对存在问题的局部通风系统制定合理的调整（优化）方案进行局部通风系统调整，降低用风地点的无效风量，提高局部通风系统的有效风量利用率，同时合理利用配风巷道，分流三采轨道巷西段进风量，使其总风量降低，解决三采轨道巷西段进风大巷风速超限的问题。

参考文献：

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