矿井通风系统改造的优化选择.pdf

_ 第 2 2卷第 1 期 2 O O 3年 1 月 煤炭技术 Co a l Te c h n o l o _w Vo 1 ． 2 2 ． N f ， l J 珊1 ． ． 2 o 【 3 矿 井通风 系统改造的优化选 择 张启超 ，孙俊 东2 ，王海春。 ，吴国栋。 1 ． 平庄煤 业集团公 司 六家 ．内蒙 赤峰 0 2 , 1 0 7 6 2 ． 平庄煤业集团公 司 古 山矿 ，内蒙 赤峰 0 2 , 10 7 6 3 ．1 l L 煤业集团公 司 风 水沟矿 ．内蒙 赤峰 0 2 4 0 7 6 摘要 论述 了风 水沟煤 矿一采 区通 风系统现存问题 及 造 方案 的 优化选 抒 ， 改造后 的 矿井通风 系统 取得 了 良好 的安全效 果和经济效益 。 关键词 通风 系统 改造 ；安全 ；经 济 中图分 类号 T D 7 2 文献标 识码 A 文章编号 1 0 0 8 8 7 2 5 2 0 0 3 O 1 0 0 2 9 0 2 0 前言 “ 一 通三防” 是煤矿安全生产 的重 中之重 ， 合理 的矿井通风系统是防治瓦斯 、 煤尘 、 自燃发火事故的 关键， 是实现矿井安全生产 ， 提高效 益的根本保障。 平 庄煤 业 集 团公 司风 水沟煤 矿 一采 区通过 通风 系统 改 造达 到 了矿井 通 风 网络合 理 ， 动 力与 网络 匹 配 ． 通 风压力分布适宜 ， 更新后的主要通风机高效节能， 从 而 保证 了矿 井 通风 系统 安 全稳 定 可靠 。此 次通 风 系 统 改 造为该 矿 一采 区 的长远 发 展规 划 和安 全生 产起 到了重要作用。 1 矿井基本概 况 风水沟煤矿一采 区设 计生产能力 6 万 t ／ a ， 实 际生产能力为 8 0万 t ／ a ， 矿井 相对 瓦斯 涌出量 4 ． 8 m 3 ／ t ． 属低瓦斯矿井。根据 已开采的各煤层实践证 明． 均发生不程度的火灾 ， 发火期 1 3个月， 按煤的 自燃倾向性划分属于 自燃发火煤层 。矿井通风方法 为中央并列式 ， 通风方式为抽出式 ， 改造前该矿井采 用 4 7 2一l l N 0 2 0 B离心式 主要通 风机 ， 其额定风 量 3 8 0 0 m 3 ／ m i n ； 电机功率 2 1 0 k W， 主轴转数 7 1 0 r ／ rai n ； 额定 风压 2 3 8 l P a 由于该区生产能力不断加大 ， 致使采场接续 比 较紧张， 生产工作面过早向二水平过渡 ， 矿井需风量 ． _ ．●‘． ．．．．● ． ．． ． ●h ⋯ ●” ．． ． ● ． _． ． ● ．．． ．● ． ● ． _ ． _， ●_ ，． ． ’ h _● ， ● ， ● _ ●_． ． ● ～ ‘ ● ● ‘ 一● ‘ - ． 络石门采用大联台布置， 有利于提高运输能力 ， 简化 巷道布置方 式和运输 系统 ， 改善作 业环境 ； 分煤层 群 联络石 门采用小联合 布置 ， 可以少掘岩 巷， 施 工 、 维护简单 。总之施工联络石 门是长走向工作 面 过大中型斜 切断层 的有效途径 ， 但布置方式应考 虑 断层的性质、 煤层的赋存特征 、 采区的巷道布置和运 输方式 以及断层与煤层的展布规律等。另外 ． 还要 考虑 巷道 的 用途 ． 如运 输联 络 石 门宜 集 中布置 ． 回风 联络石门宜分煤层 群 布置。联络石门应布置在断 层 外侧 ． 回采 时 可 留设 石 门煤 柱 ． 内 外侧 单 独 回采 ， 也． 可 跳采 。 断增 加 ， 通 风 系统 改造 前 矿井 所需 风量 已达 5 1 7 4 I r t ／ I n i r l ； 而 矿井 实 际 风量 仪 为 3 2 5 4 m ／ rai n ， 尚 缺 l 9 2 C m 3 ／ m i n 。为确 保矿井安 全生产 ， 对矿井通 风系 统 行 改造 已迫 在 眉捷 2 矿 井通风 系统 改造 方案 的优 化选择 2 ． 1 通风系统改造方案 根据现有 的通风状况和通风技术参数 ， 在满足 生产实际需要， 确保通风 系统安全 、 经济 、 技术合理 和 矿井 远 发展 规划 的前 提下 ， 拟定通 风 系统 方 案 。 并对主要通风机进行改造或更新。 第一方案 在现风井下部施工一 长为 4 4 0一 n的 回风 下 山 ， 巷 道 断面 Sl 1 ． 4 m 2 。该 回风 下 山 与 二 水平 回风 石 门连 接 ， 以达 到 减 小 矿 井 回风 段 通 风 阻 力的 目的。为保证通风能力 ， 对现有主要通 风机转 数增 加 ， 实现 矿井 所需 风 量。 第二方案 在第一方案的基础上， 更换 47 2一 l l N O 2 0 B离 心 式 主 要 通 风 机 ． 选 用 G 4 7 3 1 1 N O 2 8 D离心式主要通风机 ， 电机功 率 5 2 0 k W． 主 轴转数为 5 8 0 r ／ ra i n ， 额定风压 3 9 0 3 P a ， 额定风量 6 6 O O I n 3 ／n l i n 。 第三方案 施工 回风下 山后 ， 再开凿一长为 2 2 0 i n的风井井筒 ， 该风井与回风下山连接 ， 与现风井并 联使用 ，使矿井通风阻力进一步降低。主要通风机 ‘ ● ‘⋯ ● ‘． ．． _ ’ ． ． ● h ．． ●‘ ． ． ●． ．．●_⋯●h ． ． ． ●～ ． 3 结语 总之 ， 根据现 场 实 际 ， 针对 性 采 取 有 效 措 施 ， 最 大 限度 的减少 构 造 影 响 ， 是 柔 性 掩 护 支 架 过 构 造 异 常带开采的关键。“ 长走 向、 夫段高” 工作面增加 r 工作面可采储 量， 延长 了服务年 限， 减 少 l『采 区煤 柱 、 工作 面 区段煤 柱 及机 巷 保护煤 柱损 失 ， 为提高 采 煤工 作 面机 械化 程 度 、 保 证矿 井 稳 产 高 产 提 供 r可 能 。但工 作 面 内部 隐 伏 构 造增 多 ． 特 别 是 在 井 田边 界和 倒转 轴 附近 ， 地 质 构 造 对 工 作 面 正 常 回采 的 影 响 越来 越 突 出。 收稿 日期 2 0 0 20 9 1 6 ； 修订 日期 2 0 0 2一I I 一 0 l 作者 简介 张启超 1 9 6 7一 ． 男 ， 1 9 9 1 年毕 业 『 啄黑龙江矿业学院 采矿工援 系 ， 现在六家煤矿安榆科从 现场技 术I 理工作 一 维普资讯 第 2 2卷第 1 期 2 0 0 3年 1月 煤炭技术 Co a l Te e h n o l o r v V o 1 ． 2 2． No l J a n． ． 2 0 0 B 大采高工作面下巷沿空留巷实践 李增田，李树军 七 台河 矿业集 团有 限责任公 司，黑 龙江 七台河 1 5 4 6 0 0 摘要 介绍 了 4 5 1 工作 面运输 平毡的采 矿条 件及地质慨况 ， 总 结 了大 采高工作 丽下巷沿 空 留巷的经验 ． 并 对其 矿 压显现进行 了分析 关键词 大采高 ；码砌 ；沿 空留巷 ；矿压 中图分类号 T D 3 5 3 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 88 7 2 5 2 0 o 2 1 20 0 3 0 0 2 1 地质及采矿条件 采用沿空留巷支护技术的 4 5 1 工作面运输平巷 ， 位于富强煤矿六采区 9 8 煤层右二片， 下巷标高 一8 m左右， 地面标高为 1 7 9 m， 工作面走向长 6 4 0 l n ， 倾 选用 2 K 5 8 N O 2 8 D轴 流 主通 风机 ， 主轴 转数 6 O 0 r ／ m i n ， 电机功率 2 8 0 k W， 叶片 角度 2 5 。 时 即可满 足要 求， 风压 l 1 9 6 P a ， 风量 5 1 7 4 m 3 ／ m i n 。 2 ． 2 通风 系统改造方案优化选择 第一方案 主要是降低 了回风段的局部通 风阻 力 ， 通过增加主要通风机转数 ， 保证矿井风量使其达 到 5 1 7 4 m 3 ／ m i n以上。主要 存在 问题是 47 2一 l 】 N O 2 0 B离心式主要通风机额定转数为 7 1 0 r ／ m i n ， 通过对通风机性能测定， 增加转数和功率后 ， 风机处 于高极限作业 ， 工况位置处于极不稳定区域， 并有喘 振现象发生， 矿井通 风设备没有安 全保障。方 案二 选用 G 47 3一l 】 N O 2 8 D离心 式通风机 ， 从风压 、 风 量角度分析， 满足矿井的生产需要 ， 但根据矿井通风 阻力测 定结果表 明， 当矿井风量 增加至 5 1 7 4 m 3 ／ m i n时 ， 矿井 通风 阻 力 为 3 5 2 5 P a ， 需 克 服 较 大 的矿 井通风阻力， 回风井 断面 S6 ． 1 m 2 风速超过 规定， 又根据 “ 自燃 矿井 主扇 风压不得超过 3 0 o O P a ” 之规定 ， 亦 很难满足要求 ， 加之该 主要 通 风 机 非 节 能 型 ， 电耗 比较 高 。第 三 方 案， 降低了总回风段的通风阻力 ， 可使改造前单一风 井的通风阻力 由 1 5 2 4 P a降至改 造后并联 风井的 3 9 o P a ， 通 风 阻力 下 降 了 1 1 3 4 P a ， 全 矿 井 通 风 总 阻 力 由原来 的 3 5 2 5 P a降至为 2 3 9 1 P a 。方案三较方 案一、 二增加井巷工程量 2 2 0 m， 增加井巷工程 费用 2 2 0 X4 1 0 0 9 0 ． 2万元 ； 方案二 、 三较方案一增加更 新主扇费用 1 2 1 ． 9万元， 即通风 系统改造方案所需 费用 一方案为 2 7 0 ． 6万元 ， 二、 三 方案 为 3 9 2 ． 5万 元。经分析 比较 ， 第三方案降低 了矿井通风阻力 ， 选 斜长 1 5 6 m， 煤层 平均 倾 角 2 ， 平均 厚 度 2 ． 6 m， 工 作 面可采储量近 3 0万 t ， 煤层顶板为 0 ． 2 0 ． 6 m厚的伪 顶， 伪顶多数破碎并随着采动而垮落， 直接顶和老顶 为 1 9 m左右厚的灰白色粉细砂岩 ， 层理不发育， 煤层 直接底为 1 ． 4 1 ． 6 m灰白色粉细互层， 节理较发育 ， ● h ． ． ‘ ⋯’⋯’ ⋯ ●．⋯ ． h‘ 用节能型 2 K 5 8主通风机较一方案、 二方案每年可节 约用电费用 6 9 ． 8 9万元 ， 仅此一项 ， 通风系统改造 费 用 即 可在 5 6 a 收 回全 部 资 金 ， 故 第 三 方 案 为最 优 方 案 。通 风 系统改 造前 后示 意 圈 1如下 ‘ B J b 通风系缱 改j眚前示意 圈 通风系统改造 后示意圈 网 l 3 结语 改造 后 的矿 井 通 风 系统 于 2 0 0 2年 6月 正式 投 入运 行 ， 通 过 运 行 ， 通 风 系统 达 到 了安 全 、 可 靠 、 稳 定 、 高效节能的 目的。矿井等积孔 由原来的 1 ． 3 2 n 2 增 加至 1 ． 8 9 m 2 ， 井 巷通 风 压力 分布 治理 均衡 。2 K 5 8 主通风机的负压为 l 5 7 0 P a一1 8 5 0 P a ， 矿井风量可 达 5 6 O 0 m 3 ／ mi n以上 ， 风机效率达到 7 5 ％ 8 4 ％， 通 风系统的抗灾能力得到进一步的加强。由于通风系 统改造做到 了优 化合理 ． 降低 了通风成 本， 提 高 了 “ 一 通三防” 的安全可控程度， 投入使用后取得 了良 好 的经 济效 益和 社会 效 益。 收稿 日期 2 0 o 20 9 2 0 ； 修订 日期 2 0 o 2一l 1 一l 5 作者 简介 李增 用 1 9 6 9一 ， 男 ， 山东省 昌邑人． 助理工 程师， 现在七 台河 矿业 集团有 限责f t 公司从事矿建采 矿工作 维普资讯