三道沟煤矿矿井通风系统优化实践

三道沟煤矿矿井通风系统优化实践

刘立仁

国家能源集团国神三道沟煤矿陕西榆林719407

摘要：本文介绍了三道沟煤矿通风系统现状，通过优化矿井通风系统，降低矿井通风阻力，调整主扇叶片安装角度等措施，消除主扇运行不稳定现象，提高矿井抗灾、救灾能力，确保矿井安全生产。

关键词：工况点；工业利用区；驼峰区；喘振；通风系统；通风阻力

引言：

三道沟煤矿于2008年开始投产，投产初期形成两个盘区，5-2上煤布置三盘区，5-2煤布置八盘区，盘区采煤工作面布置方式使用由近及远的布置方式，经历了多年的开采，采煤工作面逐渐增多现三盘区仅剩下两个采煤工作面，三盘区通风系统达到困难时期，因三盘区大路墕风井主扇性能不足，使用年限较长，三盘区最大通风阻力路线逐年增长，盘区通风阻力逐渐增大，主扇运行工况点已接近超出主扇工业利用区。当矿井通风系统、季节性大气压、自然风压等因素发生变化，容易导致三盘区大路墕回风斜井主扇工况点进入驼峰区，使主扇发生喘振现象，严重容易造成主扇叶片损坏，威胁矿井安全生产。

1矿井概况

矿井采用平硐开拓，单水平开拓全井田，布置主平硐、副平硐、大路墕回风斜井、朴牛圪塔回风斜井四个井筒，矿井综采均采用长壁综合机械化采煤法一次采全高，后退式回采全部垮落法管理工作面顶板的采煤工艺；掘进采用连采、综掘的生产工艺。本矿井属低瓦斯矿井，开采煤层属于容易自燃煤层，煤尘均具有爆炸危险性。矿井采用分区抽出式通风，由主平硐、副平硐进风，由朴牛圪塔回风斜井、大路墕风井回风。朴牛圪塔斜井安装两台FBCDZ-10-No28型矿用对旋式防爆轴流风机，配2台YBF560M2-10型矿用隔爆电动机，负责5-2煤各采掘工作面供风；大路墕风井地面安装的主要通风机是煤矿地面矿用防爆抽出式轴流通风机，型号：FBCZ-6-№21，负责5-2上煤各采掘工作面供风。三道沟煤矿现阶段矿井采掘布局为两综一连三综掘，矿井计划需风量为12803m3/min，其中5-2上煤三盘区需风量4091m3/min，5-2煤四、八盘区需风量为8712m3/min。目前，矿井总进风量为：13665m3/min，总回风量为：13756m3/min，朴牛圪塔回风斜井回风量9586m3/min，负压为：1310pa，主扇叶片安装角度为+3°；大路墕回风斜井总回风量4170m3/min，负压为：1250pa，叶片安装角度为0°；矿井总等级孔为：7.5㎡。

2问题的提出

三道沟煤矿采用分区式的通风方式，主、辅平硐为5-2煤和5-2上煤公共进风段，大路墕回风斜井负责5-2上煤回风，朴牛圪塔回风斜井负责5-2煤回风任务。当综采工作面回撤、安装期间特种作业车辆运行较多，会影响矿井主要进风巷道有效通风断面，当公用进风段巷道阻力增加时，矿井进风井风量超出饱和状态，此时会加重两风井主扇对拉程度，因大路墕风井主扇性能不足，容易造成大路墕风井主要通风机出现喘振，风量、负压时高时低等异常情况，若临时处理不及时会造成风机叶片损害等严重现象，威胁矿井安全生产。

（2）降低盘区局部通风阻力较大地点风阻。1）消除盘区主要回风大巷交叉地点巷道直角转弯，将三盘区集中回风巷与5-2上煤总回交叉口处直角转弯进行修复，改为3.0×3.0m抹角，减少巷道局部阻力。2）消除巷道局部超高、超宽地点，降低巷道局部通风阻力，将5-2上煤回风大巷东50m处局部超高地点重新制作顶板一座，局部超宽地点用370mm砖墙进行修复，保持巷道整体成为一条直线，降低巷道局部通风阻力，同时，大路墕回风斜井井筒巷道底板重新施工砼底板，巷道帮部重新砌宣，消除井筒底鼓、片帮及帮部鼓包现象，保证巷道的光滑度，减小巷道摩擦阻力。3）消除总回风大巷内风桥，将35101胶运顺槽风桥和85206胶运顺槽风桥落下，降低巷道局部阻力。因两处风桥距离两风井距离较近，局部通风阻力较大，落风桥要缓慢落下，防止因总回风大巷内通风阻力突然降低，打破矿井通风网络压力平衡，造成大路墕风井主扇运行曲线进入驼峰区，使主扇出现喘振现象。4）消除最大通风阻力路线上通风设施，将35107综采面回风顺槽口调节风窗拆除，同时打开35109回风顺槽绕道调节风门，通过采用降阻调节法，调整5-2上煤三盘区通风系统，降低盘区通风阻力。5）降低主要进风大巷内局部通风阻力较大地点通风阻力，通过拆除52胶运大巷4100-4500m处1-3#溜煤斗，在原85203胶运顺槽机头下料口处，重新施工顶板，巷道局部变窄地点进行扩帮，保持巷道整体成为一条直线，降低进风巷道局部通风阻力。

（3）合理调节主扇叶片安装角度，确保主扇工况点运行在合理的工业利用区内。根据通风系统优化改造后，计算矿井需风量，合理进行盘区风量分配，矿井各地点风量分配计划见表4-1和表4-2。根据5-2煤四、八盘区需风量和朴牛圪塔回风斜井主扇实际供风量，依据朴牛圪塔主扇风机性能曲线，通过采取降低朴牛圪塔回风斜井主扇叶片安装角度的方式，调整主扇工况点，降低矿井主、辅平硐总进风量，降低两风井主扇工作风压，减轻两风井主扇对拉现象，进而消除大路墕风井主扇因井下通风网络发生变化后突然出现喘振现象的隐患。朴牛圪塔回风斜井主扇叶片安装角度由+3°调整为0°后，矿井总回风量为12993m3/min，其中朴牛圪塔回风斜井回风量8290m3/min，负压为1230pa，大路墕回风斜井回风量4703m3/min，负压为1110pa，矿井各用风地点风量符合矿井风量分配计划。

5.通风系统优化改造后的效果

（1）降低矿井通风阻力，提高矿井有效风量率，朴牛圪塔回风斜井负压由原来的1310pa将至1230pa；大路墕回风斜井负压由原来的1250pa将至1110pa。（2）矿井两井通风阻力降低，朴牛圪塔回风斜井主扇叶片角度调整为0°后，有效的减轻了两台主扇的对拉的程度，两台主扇的运行工况点均在合理的工业利用区内，既提高了风机运行的稳定性同时又符合经济合理性，通风系统优化后，大路墕风井主扇至今未出现过喘振现象。（3）矿井通风阻力下降，朴牛圪塔回风斜井主扇能力调低后，减轻两主扇对拉的程度，大路墕回风斜井主扇在未做任何调整的情况下，大路墕回风斜井回风量由原来的4170m3/min增加至4703m3/min，为后期三盘区形成备用面后提后充足风量。（4）由于矿井通风阻力的下降，矿井主要通风机年耗电量由原来的511.1万kW·h/a将至437.3万kW·h/a，年节约电费37.64万元。（5）通过通风系统的优化改造，有效的避讳了大路墕风井主扇性能不足的缺点，减轻了主扇运行负荷，提高主扇服务年限，为矿井节约成本。（6）矿井通风系统更趋于合理，主要通风机运行更加稳定，提高了矿井的抗灾和救灾能力。

结束语：

三道沟煤矿矿井建井初期，采用主、辅平硐进风，后来采区增加，风量随之增加，现有两条进风井筒断面较小，不满足矿井现阶段的通风要求，无法按照要求预留一定的富余能力，根据矿井通风阻力测定报告显示，三道沟煤矿进风路线阻力消耗占总阻力的46.73%，用风段阻力消耗占总阻力的18.62%，回风段阻力消耗占总阻力的34.65%，矿井进风路线阻力较大，使矿井两处主扇能力均不能得到有效释放，不利于矿井通风系统稳定。建议新建进风斜井，改造八盘区南翼集中辅运巷，将南翼集中辅运巷改造为八盘区集中回风巷，降低矿井进、回风路线通风阻力，更换大陆墕风井主扇，选择能力较大的主扇，调整矿井通风系统，使用大陆墕风井主扇供三、四盘区通风任务，朴牛圪塔回风斜井供八盘区通风任务，届时矿井实现完全的分区通风方式，矿井通风系统更合理、更可靠，抗灾能力更强，风量更充足，确保矿井后期增加新工作面风量符合要求。

参考文献：

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