东曲煤矿通风系统优化调整及应用

高 毓

（山西焦煤集团有限责任公司东曲煤矿，山西 古交 030200）

1 工程概况

矿井采用分区通风方式、机械抽出式通风方法，构成“八进五回”的通风系统。进风井有东平硐、西平硐、矸石斜井、黄台峰进风井、小沙岩立井、明斜井、局家洼立井、羊圈港进风斜井，共8 个；回风井有黄台峰回风井、长峪沟回风井、小沙岩回风井、局家洼回风井、羊圈港回风井，共5 个。调整矿井采掘衔接，优先对四采区最后一个14403 工作面进行回采，14403 工作面已封闭结束。近期完成了+973 水平二采区14218、12226 工作面，四采区2 号、4 号煤的优化封闭，共施工密闭49 道。

小沙岩回风系统负担+973 水平二采区、四采区的通风工作。计划封闭14218 工作面和12226、14412、14414 备用面，四采区2 号、4 号煤封闭结束后，剩余二采区辅助运输巷和四采区4 号煤西翼辅运巷以及四采区2 号煤辅助运输巷一部分。+973 水平二采区、四采区暂时没有工作面、备用面，计划停运小沙岩回风井主要通风机，由局家洼回风系统和长峪沟回风系统负担。

2 数据对比分析

2.1 主要进风井模拟结果与实测数据对比分析

总进风量实测数据比模拟数据大1 859 m3/min，其中，东平硐、西平硐、黄台峰进风斜井、羊圈港进风井实测数据比模拟数据大，明斜井、矸石斜井、小沙岩进风立井、局家洼进风立井实测数据比模拟数据小。原因是：东平硐、西平硐、黄台峰进风斜井、羊圈港进风井三维仿真模拟系统建模时摩擦阻力系数取值为0.0084（计算值），实际摩擦阻力系数为0.0073，取值偏大，导致模拟数据偏小。

2.2 主要回风井模拟结果与实测数据对比分析

总回风量实测数据比模拟数据小195 m3/min，其中，长峪沟回风井实测数据比模拟数据小87 m3/min，黄台峰回风井实测数据比模拟数据大602 m3/min，局家洼回风井实测数据比模拟数据大250 m3/min，羊圈港回风井实测数据比模拟数据小960 m3/min。原因如下：

1）羊圈港回风井实测数据比模拟数据小960 m3/min，是由于风机倒机所引起的实际变化。

2）三维仿真模拟系统建模所采用巷道尺寸等参数均为设计参数，在矿井回风巷内布置有抽采管路（如在长峪沟、羊圈港回风系统内布置有抽采管路），缩小了巷道实际断面，导致回风实测结果比模拟结果小。

3）三维仿真模拟系统模拟过程未能如实反映18304 轨顺、18304 瓦斯治理巷等个别巷道风量变化情况，经实际调整后造成实测数据与模拟数据存在差别。

4）在对三维仿真模拟系统主扇建模时所采用的参数与实际运行参数不一致，各运行角度数据不全（如局家洼回风井实际有5 个运行角度，模拟系统只有2 个，正在与厂家沟通，增加所有主要通风机的运行角度），无法满足主要通风机角度调整后的数据模拟。

5）在对三维仿真模拟系统后续巷道更新时无法按坐标法延伸、缩减巷道长度（实际为人工操作拉伸、缩减），与实际巷道坡道变化不相符，导致模拟巷道节点增多，风量变小。

6）模拟系统中各回风井模拟风量结果与实际风量相差不大，各风流方向变化情况与实际情况相接近，按目前模拟软件的功能，先确定各回风井数据后，系统自动模拟各进风井情况，再根据实际情况进行调整，导致各进风井风量数据与实际情况有出入[3-4]。

3 通风系统优化方案的对比与确定

3.1 方案对比

3.1.1 方案Ⅰ：+973 水平二采区由长峪沟回风井负担

小沙岩回风井主要通风机停运后，将小沙岩回风斜井行人小风门施工为调节风门，封闭防爆门，拆除1 号、3 号密闭风门，施工2 号密闭风门，重新施工4 号调节风门。

施工顺序为，通风科提前施工2 号密闭风门，留0.5 m2通风口，拆除1 号、3 号密闭风门后封堵2 号密闭风门并重新施工4 号调节风门。

若14218 工作面回采，则通风阻力预计867 Pa，通风路线5 553 m，如表1 所示。

表1 方案Ⅰ14218 工作面阻力计算表

3.1.2 方案Ⅱ：+973 水平二采区由局家洼回风井负担

局家洼主要通风机现运行角度30°～25°，回风井风量8 575 m3/min，有效风量7 846 m3/min，有效风量率92.86%，由于通风路线增大，需上调局家洼主要通风机运行角度至35°～30°。

小沙岩回风井主要通风机停运后，将小沙岩回风斜井行人小风门施工为调节风门，封闭防爆门，拆除3 号密闭风门，保留1 号密闭风门，重新施工4 号调节风门。

若14218 工作面回采，则通风阻力预计1 079 Pa，通风路线8 409 m，如表2 所示。

表2 方案Ⅱ14218 工作面阻力计算表

3.2 方案的确定

综上所述，根据通风阻力、通风路线数据，采用方案Ⅰ较为合理，即14218 工作面回采由长峪沟回风井负担较为合理。

4 通风系统调整后的应用效果

2020 年，将矿井通风能力核定为485.57 万t/年，小沙岩回风井通风系统无采掘工作面布置，小沙岩回风井风机停运后，二分区总回风巷北段（2 号密闭以北）由长峪沟回风井负担，二分区总回风巷南段（2 号密闭以南）四采区西翼由局家洼回风井负担，四采西翼下组煤将来与十采区合并，布置大工作面，由羊圈港回风井负担。

目前，羊圈港主要通风机为FBCDZ-8-№30 煤矿地面用防爆对旋轴流通风机，现运行角度为30°/25°（最大运行角度为45°/40°），风机功率为2×500 kW。主要通风机排风量为8 753 m3/min，通风机负压为2 030 Pa，系统进风量为8 538 m3/min，回风井风量为8 657 m3/min，有效风量为8 018 m3/min，有效风量率为93.91%。该FBCDZ-8-№30 煤矿地面用防爆对旋轴流通风机负担+860 水平八采区、九采区的通风。将来与四采区西翼下组煤合并后，八、九采区回采结束，只剩余十采区，经核算通风能力可以满足矿井需要。

5 结论

小沙岩回风井主要通风机停运后，优化了矿井通风系统，将“八进五回”通风系统调整为“八进四回”通风系统，缩小了矿井安全管理半径，降低了矿井通风及队组巷道维护等日常运行安全管理难度，年节约主要通风机运行电费、维护保养费、人工工资等费用共计469.72 万元。