赵固一矿通风系统调整方案论证与实施_王磊(1).pdf

2020年第8期西部探矿工程 * 收稿日期 2019-10-23 第一作者简介 王磊 （1978-） ， 男 （汉族） ， 河南新蔡人， 工程师， 现从事煤矿 “一通三防” 管理工作。 赵固一矿通风系统调整方案论证与实施 王磊*， 党小涛 （焦作煤业集团赵固能源有限责任公司， 河南 新乡 453634） 摘要 赵固一矿为解决矿井风量分配紧张、 通风阻力接近临界值的问题建设了西风井， 初期作为进 风井使用， 西风井主要通风机投运后需进行通风系统调整。针对这一通风系统现状， 结合矿井北翼 地区采掘接替计划和用风需求， 论证分析了矿井通风系统方案， 确定了主要通风机运行工况， 并对矿 井通风系统进行了调整， 满足矿井各地点用风需求， 通风系统合理可靠， 取得了良好的效果。 关键词 通风系统； 通风阻力； 分析； 决策； 调整 中图分类号 TD712 文献标识码 A 文章编号 1004-5716202008-0101-04 赵固一矿位于焦作煤田东部， 隶属于河南能源化 工集团焦煤公司， 位于河南省新乡市辉县境内。矿井 核定生产能力为300104t/a， 矿井属低瓦斯矿井， 开采 煤层属Ⅲ类不易自燃煤层， 无煤尘爆炸危险。随着矿 井向北翼两侧的开拓延伸， 矿井主要采掘工作面均分 布在北翼地区， 矿井东、 西两翼风量需求不均衡， 北翼 地区需风量大， 中央并列式的通风方式已不能满足将 来矿井的生产需求。为优化矿井生产系统， 降低矿井 通风阻力， 改善矿井通风条件， 需投运西风井主通风 机， 并对矿井通风系统进行调整， 使矿井通风系统稳 定、 高效、 可靠。 1调整前矿井通风系统概况 赵固一矿通风方式为混合式， 通风方法为机械抽 出式。有3个进风井 主井、 副井、 西风井； 1个回风井 中央风井。中央风井安装有2台GAF26.6-14-1型轴 流式主要通风机， 功率为21250kW， 风机设计风量范 围100～400m3/s， 风压600～4300Pa。矿井总进风量为 10850m3/min， 有效风量为9844m3/min， 有效风量率为 90.7， 总回风量为11118m3/min， 负压为2880Pa， 矿井 等积孔为4.10m2。 2通风系统调整方案 （1） 提前在西二回风联络巷、 北翼地区轨回横贯等 地点构筑通风设施， 确保通风系统调整工作顺利进 行。具体通风设施构筑地点见表1。 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 构筑地点 西风井泵房通道 西风井管子道 西风井变电所通路 西风井主石门联络巷 北翼轨道运输大巷 （西） 北翼轨胶三横贯 16001上顺槽轨回段 16031上顺槽轨回段 设施类型 永久风门 永久风门 调节风墙 永久风门 调节风墙 永久风门 永久风门 永久风门 序号 9 10 11 12 13 14 15 16 构筑地点 西五盘区第一联络巷 15011上顺槽轨回段 15031上顺槽轨回段 西二回风联络巷 北翼轨道大巷东 北翼轨胶四横贯 西五盘区变电所 16001下顺槽 设施类型 永久风门 永久风门 永久风门 永久风门 永久风门 调节风墙 永久风门 风桥 表1西风井投运通风系统调整通风设施构筑明细 （2） 西风井主要通风机运转后， 负担北翼地区的通 风系统， 使其满足16001工作面、 16031备用工作面， 以 及该地区掘进工作面和其他通风巷道的风量需求； 中 央风井负担矿井东翼以及西二盘区的通风系统， 使其 101 ChaoXing 2020年第8期西部探矿工程 满足11291工作面、 11052工作面上、 下顺槽掘进工作 面以及西二盘区通风巷道的风量需求。 3通风系统调整方案论证 3.1通风阻力计算 根据生产计划， 矿井北翼布置1个采煤工作面、 1 个备用工作面和7个掘进工作面， 分别为16001采煤工 作面、 16031备用工作面、 15011上、 下顺槽掘进工作面、 北翼回风大巷 （东） 掘进工作面、 西八盘区胶带集中上 山掘进工作面、 西八盘区轨道集中上山掘进工作面、 北 翼回风大巷 （西） 掘进工作面、 北翼胶带运输大巷 （东） 掘进工作面， 矿井东翼布置1个采煤工作面、 1个回撤 工作面、 1 个掘进工作面、 1 个巷修工作面， 分别为 11291采煤工作面、 11112待回撤工作面、 11052上顺槽 掘进工作面、 11052下顺槽修理工作面。 3.1.1矿井需要风量计算 按照由里向外的原则计算矿井需风量， 先计算采 掘工作面、 采区、 硐室、 采区其它用风地点的需风量， 然 后计算独立通风系统硐室的需风量， 求得井下各用风 地点的需风量。然后分别计算出中央风井主要通风机 和西风井主要通风机系统担负的总回风量和主要通风 机工作风量。 矿井风量分配。根据矿井需风量计算结果， 对各 地点风量分配如表2、 表3所示。 3.1.2矿井通风阻力及等积孔计算 类别 采煤 工作面 掘进 工作面 机电硐室 其他 用风巷道 中央风井合计 中央风井合计1.2 序号 1 2 合计 1 2 合计 1 2 3 4 5 6 7 8 9 合计 1 2 合计 用风地点 11291工作面 11112工作面 11052上顺槽掘进 11052下顺槽掘进 中央泵房 -620泵房 炸药库 东五变电所 东四变电所 东二变电所 东一无极绳绞车硐室 东一变电所 消防材料库 西二胶带 西二轨道 4570 5484 配风量 （m3/min） 960 480 1440 370 370 740 240 200 200 200 200 200 200 200 200 1840 250 300 550 表2中央风井负担主要用风地点配风表 （1） 东翼地区。中央风机最大阻力路线为11291采 煤工作面通路， 通风路线为 主、 副井→井底车场→东 翼轨道运输大巷 （东翼胶带运输大巷） →11291胶带运 输顺槽→11291工作面→11291轨道运输顺槽→东翼回 风大巷→总回风巷/东翼辅助回风巷→风井→地面。 经 计 算 中 央 风 井 回 风 量 92m3/min，通 风 阻 力 2128.57Pa。 通风等积孔 A1.19 Q h 2.47m2 102 ChaoXing 2020年第8期西部探矿工程 风阻 R h Q2 0.251Ns2/m8 （2） 北翼地区。经计算， 16001工作面通路通风阻 力 为 1858.42Pa， 16031 工 作 面 通 路 通 风 阻 力 为 2090.54Pa， 北翼轨道运输大巷 （东） 通路的通风阻力为 1807.64Pa， 西风井回风量为115m3/min。矿井北翼通 风阻力为h2090.54Pa。 通风等积孔 A1.19 Q h 2.99m2 风阻 R h Q2 0.158Ns2/m8 调整后的通风阻力北翼为 2090.54Pa、 东翼为 2128.57Pa， 满足 煤矿井工开采通风技术条件 中矿井 风量5000～10000m3/min 时， 通风阻力不大于2500Pa 的规定， 且能够解决现阶段北翼地区配风困难的问题， 并为矿井生产地区进一步扩大后的通风需求提供保 障。 3.2主要通风机工况选择 3.2.1调节依据 根据通风阻力计算结果， 两个回风井的风量和负 压分别为 西风井 Q115m3/s， h12090.54Pa； 中央风井 Q92m3/s， h22128.57Pa。 3.2.2主要通风机工况调节参数 通风机所需风量按外部漏风率5考虑， 自然风压 按100Pa考虑 西风井 Q1151.05120.75 （m3/s） ， H2090.541002190.54 （Pa） ； 中央风井 Q921.0596.6 （m3/s） ， H2128.571002228.57 （Pa） 。 查阅西风井FCZ№22.5/630 （Ⅱ） 主要通风机特性 曲线， 可以得出风机转速995r/min， 风叶角度45时， 通 风机可以满足需要。 查阅中央风井GAF26.6-14-1主要通风机特性曲 线， 预计风机运行时， 风叶角度-15， 运行频率50Hz运 行能够满足矿井风量需求。 4通风系统调整实施 4.1调整前准备工作 （1） 构筑通风设施。在16001下顺槽施工了风桥， 在西风井泵房通道、 北翼轨回三横贯、 西风井管子道、 16001上顺槽轨回段、 西风井变电所通路、 16031上顺槽 类别 采煤 工作面 掘进 工作面 机电硐室 西风井合计 西风井合计1.2 序号 1 2 合计 1 2 3 4 5 6 7 合计 1 2 3 合计 用风地点 16001工作面 16031工作面 北翼回风大巷掘进 15011上顺槽掘进 15011下顺槽掘进 西八盘区胶带集中上山掘进 西八盘区轨道集中上山掘进 北翼胶带运输大巷 （东） 掘进 北翼回风大巷 （西） 掘进 北一变电所 西五变电所 西风井泵房变电所 5740 6888 配风量 （m3/min） 1500 1000 2500 350 350 350 350 350 350 350 2450 215 215 360 790 表3西风井负担主要用风地点配风表 103 ChaoXing 2020年第8期西部探矿工程 轨回段、 西风井泄水巷、 西五盘区第一联络巷、 15011上 顺槽轨回段、 15031上顺槽轨回段构筑了永久风门， 在 北翼胶带运输大巷西、 北翼轨道运输大巷西构筑了控 风墙。 （2） 西风井主要通风机试运转。西翼风井选用 FCZ№22.5/630 （Ⅱ） 型矿用轴流通风机2台， 每台风机 配YSBPKK500-6型变频电动机1台， 功率710kW， 电 压10kV， 转数993r/min。通风系统调整前对西风井主 通风机进行了风机性能测试， 风机的各项测试均符合 要求。并分别对2台风机进行了不少于72h正常试运 转， 主要通风机及辅助设备、 设施具备运转条件。 4.2通风系统调整步骤 （1） 中央风井主通风机房停止2主风机运转， 开启 1主通风机， 风叶角度-15， 工频运行。 （2） 打开北翼回风大巷 （西） 、 北翼轨道运输大巷 （西） 风门。 （3） 关闭北翼轨回一横贯、 主回风石门联络巷、 西 二回风联络巷风门。 （4） 打开西轨道正前风门已全部打开。 （5） 启动西风井 1主通风机， 风叶角度 45， 频率 50Hz运行。 4.3系统调整后需实施工程 拆除北翼回风大巷 （西） 、 北翼轨道运输大巷 （西） 等处风门。 4.4通风系统调整结果 西风井主要通风机投运通风系统调整后， 矿井北 翼地区和东翼地区实现了分区通风。西风井主通风机 负压2020Pa， 回风量5407m3/min； 中央风井风机负压 2150Pa， 总回风量 6022m3/min， 符合 AQ 1028-2006 煤矿井工开采通风技术条件 中关于通风阻力要求的 限值。通风系统调整后， 井下各采掘工作面风量充足， 不存在无风、 微风、 循环风现象， 无串联通风、 扩散通风 和采空区通风。 5结语 （1） 本次矿井通风系统调整后， 矿井总进风量较调 整前增加1160m3/min， 矿井通风阻力下降， 通风能力满 足矿井中长期采掘接替要求。 （2） 通风系统调整后， 矿井东、 西两翼实现了 “两进 一回” 通风格局， 消除了北翼轨道运输大巷 （西） 、 北翼 回风大巷 （西） 存在的一段进风、 一段回风现象； 同时也 消除了北翼轨道大巷 （东） 与北翼回风大巷 （东） 两条回 风巷道之间联络巷角联通风的问题， 提高了通风系统 的可靠性， 增强了通风系统的抗灾能力。 （3） 通风系统调整前， 中央风井主通风机实际功率 为866kW； 通风系统调整后中央风井主通风机功率为 457.2kW， 西风井主要通风机功率为285.4kW。调整后 中央风井主通风机与西风井主通风机功率合计为 742.6kW， 比调整前要低123.4kW， 全年预计可节约电 费78.9万元， 经济效益显著。 参考文献 [1]刘云秋.榆家梁煤矿通风系统调整分析与决策[J].煤矿安全， 2018 （S1） . Demonstration and Implementation of Ventilation System Adjustment Scheme in Zhaogu No.1 Coal Mine WANG Lei, DANG Xiao-tao Jiaozuo Coal Industry Group Zhaogu Energy Co., Ltd., Xinxiang Henan 453634, China Abstract In order to solve the problem of tight air distribution and ventilation resistance close to the critical value in Zhaogu No.1 coal mine, the west air shaft was constructed. In the initial stage, it was used as the air inlet shaft. After the main fan of the west air shaft was put into operation, the ventilation system should be ad- justed. In view of the current situation of the ventilation system, combined with the excavation replacement plan and air demand in the north wing area of the mine, the scheme of the mine ventilation system is demonstrated and analyzed, the main fan operation condi- tions are determined, and the mine ventilation system is adjusted to meet the air demand of various places in the mine. The ventilation system is reasonable and reliable, and has achieved good results. Key words ventilation system；ventilation resistance；analysis； policy decision； adjustment 104 ChaoXing