PAGE對南方低瓦斯礦井通風系統(tǒng)安全改造的幾點看法摘要：本文對煤礦通風系統(tǒng)改造前的狀況，通過礦井通風系統(tǒng)改造設(shè)計方案的選擇和通風設(shè)備的選型，精心組織按計劃施工，嚴格工程質(zhì)量管理，改造后礦井通風系統(tǒng)合理、安全、可靠，各項技術(shù)參數(shù)達到要求。關(guān)鍵詞：煤礦通風系統(tǒng)安全改造1、礦井概況××股份有限公司煤礦位于××省××市××區(qū)雁石鎮(zhèn)大吉村和××村，在××至××福三線旁，距龍（巖）漳（平）鐵路雁石站5.2公里，交通便利。礦井采用暗斜井開拓方式，礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為21萬噸/年，于1984年7月建成投產(chǎn)，現(xiàn)有的生產(chǎn)采區(qū)有十采區(qū)、北一采區(qū)、北二采區(qū)、七采區(qū)、八采區(qū)、擴八采區(qū)，其中十采區(qū)為主要生產(chǎn)采區(qū)，北一、北二采區(qū)通風系統(tǒng)不夠完善，通風能力相對不足，未達到各10萬噸的設(shè)計能力，七采區(qū)已處于收尾階段，預計2023月結(jié)束。20末可開采儲量為330.3萬噸，北塊段通過地探找煤，新增地質(zhì)儲量823萬噸，其中工業(yè)儲量為376萬噸，可采儲量為263萬噸，合計可采儲量為593.3萬噸。20末三量為：開拓煤量140萬噸，準備煤量28萬噸，回采煤量15萬噸。為減少生產(chǎn)系統(tǒng)環(huán)節(jié)，減人提效，實現(xiàn)集中聯(lián)合生產(chǎn)，2023月份經(jīng)省煤炭（集團）公司批準，礦與原東斜井礦合并。20底××省煤炭工業(yè)（集團）公司核定生產(chǎn)能力為30萬噸。礦井通風方式為兩翼對角式，通風方法為抽出式。礦井主要進風井為+295m主平峒，東區(qū)+297m主井、付井，大同溝礦+400主平峒，礦井總進風量為1915m3/min；礦井回風井為+400m和+347m回風平峒，礦井總回風量為2576m3/min。+400m西三風井安裝二臺4-72-11№16B離心式通風機，電機額定功率為37kW，東區(qū)+347m風井安裝二臺4-72-11№16B離心式通風機,電機額定功率為40kW。礦井瓦斯含量低，據(jù)20礦井瓦斯等級鑒定，絕對瓦斯涌出量為2.39m3/min，相對瓦斯涌出量為5.32m2、礦井通風系統(tǒng)改造前狀況主要通風機自1984年礦井投產(chǎn)時安裝使用至今，設(shè)備服務(wù)年限長、效率低。礦與原東斜井礦合并后，礦+400m西三風井主要通風機能力不夠。+295總回風巷，五采區(qū)通風上山，受小煤窯開采破壞，失修嚴重，維護困難，漏風量大（最多達500多m3/min）。+400m西三風井主要通風機房受小煤窯采動影響，地基下沉，墻體開裂，主要通風機難于保證正常運轉(zhuǎn)。北二采區(qū)+220回風巷、+195回風巷開采時間長，年久失修，巷道斷面?。ㄗ钚〔坏?m2），通風阻力大。進風量?。ㄗ钚H有230m2/min），通風能力不能滿足該采區(qū)設(shè)計10萬噸生產(chǎn)能力的需要。周邊小煤窯的開采，使礦井通風系統(tǒng)受到較為嚴重的破壞，礦井漏風量達661m3、礦井通風系統(tǒng)改造方案根據(jù)煤礦的實際情況，經(jīng)過認真研究和充分論證，確定煤礦通風系統(tǒng)改造方案如下：對煤礦的+400m西三風井和原東斜井煤礦+347m風井進行關(guān)閉，原東斜井煤礦副井改造為風井，在其井口新建抽風機房、安裝主要通風機(含風機供電)；新掘北二采區(qū)進風巷600米，十采區(qū)+100m回風巷500米。3.1改造后的礦井通風系統(tǒng)：礦井通風方式為中央分列式通風，通風方法為抽出式。由+295m主平峒進風→主、付暗斜井→+100m水平北運輸大巷→各采區(qū)的軌道上山（或下山）→采區(qū)區(qū)段→各用風地點→各采區(qū)的回風上山→+100m總回風巷→+100m-+295m回風上山→主要通風機抽出地面。3.2礦井風量計算和分配3.2.1礦井風量計算A．按井下同時工作的最多人數(shù)計算Q＝4NKm3/min式中：N——井下同時工作的最多人數(shù)?？紤]兩個采區(qū)的生產(chǎn)能力為20萬噸，包括原有采區(qū)為10萬噸，合計30萬噸，工效為3.5噸/人日，全年工作日330天，每天三個班作業(yè)，則需86人/班，掘進工效0.2米/人日，全年工作日330天，每天三個班作業(yè)，則需61人/班，考慮管理人員及井下后勤和準備工作面的作業(yè)人員，為50人，則井下同時作業(yè)人員為86+61+50=197人。4——按井下每人4m3/min的規(guī)定計算K=風量備用系數(shù)，中央分列式，K取1.35則：Q＝4×197×1.35＝1063.8m3/minB．按井下同時使用最大量計算根據(jù)礦井的實際情況，礦井每班采、掘工作面所需量為：采煤：303t/班×0.23kg/t＝69.7kg掘進：11kg/米×12.1米/班＝133.1kg開拓及采掘準備取采掘用量的三分之一（133.1+69.7）÷3＝67.6kg則井下各班使用量為270.4kg根據(jù)煤礦的實際，按經(jīng)驗數(shù)值，有四分之一的工作面未同時放炮，井下同時使用量按公式Q＝25AKm3/min計算。式中：25——每公斤爆炸后所供給風量A——井下同時使用最大量K——風量備用系數(shù)取1.35則所需風量為Q＝25×270.4×4÷23×1.35＝1587.13m3/minC．按沖淡瓦斯或二氧化碳的涌出量計算由于煤礦為低瓦斯礦井，根據(jù)近三年的礦井瓦斯等級和二氧化碳涌出量鑒定結(jié)果，相對瓦斯涌出量在2.39-5.32m3/t。則所需風量：Q＝T·q·Km3/min式中：T——礦井最大日產(chǎn)量，根據(jù)礦井規(guī)模及生產(chǎn)實際，取最大日產(chǎn)量為1000噸。q——沖淡礦井瓦斯所需風量，從表中查出為1.0k——風量備用系數(shù)，即K=K1·K2·K3·K4·K5，其中：K1為產(chǎn)量不均衡系數(shù)取1.15，K2為礦井內(nèi)部漏風系數(shù)取1.25，K3為備用工作面風量系數(shù)取1.10，K4為采區(qū)外用風量備用系數(shù)取1.10，K5為工作面溫度調(diào)整系數(shù)取1.10則K＝1.15×1.25×1.10×1.10×1.10＝1.91Q＝1000×1.0×1.91＝1910m3/min通過以上計算，采用需風量最大的1910m33.2.2礦井風量分配煤礦生產(chǎn)能力為30萬噸/年，生產(chǎn)采區(qū)有十采區(qū)、北一采區(qū)、北二采區(qū)和八采區(qū)，其它采區(qū)將陸續(xù)報廢，因此，風量分配只以這四個采區(qū)為依據(jù)。礦井獨立回風的峒室有4個，即+100水泵房、北一采區(qū)、北二采區(qū)絞車房和十采區(qū)絞車房，按經(jīng)驗數(shù)據(jù)取每個峒室60m3/min，則礦井可分配的風量為：Qrc＝Q-Qc（Qc=所有獨立回風的各硐室風量之和）。Qrc＝1910-4×60＝1670m3/min計算回采工作面日產(chǎn)一噸煤所需配給的風量：q＝Qrc/(Ta+Ta//2)式中：Ta——各個回采工作面的日產(chǎn)量之和Ta/——各個備用工作面的計劃日產(chǎn)量之和q＝1670/(800+100/2)＝1.96為此，分配給各采區(qū)的風量為：A．十采區(qū)：Q十采區(qū)＝1.96×267＝523.3m3B．北一采區(qū)：Q北一＝1.96×（267+50÷2）＝572.3m3C．北二采區(qū)：Q北二＝1.96×（267+50÷2）＝572.3m3按《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，主要進風巷架線風速不超過8m/s，則：最大為Vmax＝1910÷60÷5.3＝6m/s最小為Vmin＝1.59m/s經(jīng)驗算風速符合要求。3.2.3礦井通風阻力計算煤礦生產(chǎn)采區(qū)設(shè)計服務(wù)年限為15年，產(chǎn)量為30萬噸/年，屬小型礦井，只計算投產(chǎn)后通風困難時期通風阻力最大的風路。困難時期：+295主平硐→主、付下山→+100二水平進風巷口→+100北集中運輸大巷口→北一、二采區(qū)→+100回風巷→+100--295通風上山→+295風硐→地面。各參數(shù)詳見附表一。hfr＝αLUQ2/S3(Pa)式中：L、U、S－分別是各井巷的長度（m），周邊長（m），凈斷面積（m2），Q－分配后各井巷的風量m3/Sα－摩擦阻力系數(shù)則，各段阻力計算結(jié)果如下：A.+295主平硐：hfr1-2＝0.0052×500×12.25×27.82÷103＝24.6PaB．+295～+100軌道下山：hfr2-3＝0.0052×530×11.06×16.72÷8.43＝14.3PaC．+295～+100人行下山：hfr2-3＝0.0052×530×8.79×11.22/6.43＝11.6Pa，由于主付下山為并聯(lián)的進風巷，則實際hfr2-3＝（24.6+11.6）÷8＝4.5PaD．+100東運巷～+100二水平進風口：hfr3-4＝0.0063×200×8.13×27.82÷5.33＝53.2PaE．+100水平進風口→+100集中運輸大巷口：hfr4-5＝0.0063×1400×8.13×19.12÷5.33＝175.7PaF．+100集中運輸大巷口--+100北一采進風口：hfr5-6＝0.0063×1680×8.51×19.12÷6.03＝152.1PaG．+100北一采區(qū)進風口--+100北二采區(qū)進風口：hfr6-7＝0.0063×1500×8.51×9.52÷6.03＝33.6PaH．北二采區(qū)進風口--北二采區(qū)軌上起坡點：hfr7-8＝0.0025×65×11.06×9.52÷8.43＝0.57PaI.北二采區(qū)軌上起坡點--+210階段進風口：hfr8-9＝0.0063×310×8.13×9.52÷5.33＝9.6PaJ．+210階段進風口,+210階段進風平巷～+210階段回風上山口：hfr9-10＝0.0063×450×8.13×9.52÷5.33＝14.0PaK．+210階段回風上山口～+250總回風平巷：hfr10-11＝0.0063×44×7.66×9.52÷4.33＝2.4PaL．+250總回風巷～+250總回風上山口：1hfr11-12：0.0063×1780×8.7×9.52÷5.03＝29pa2hfr11-12:0.0052×1780×8.7×9.52÷5.03＝29Pa3hfr11-12:0.0063×510/2×8.7×192÷5.03＝40.4Pa4hfr11-12:0.0052×510/2×8.7×192÷5.03＝33.3PaM．+250總回風上山口～+400總回風平巷：hfr12-13＝0.0052×160×8.7×27.82÷5.03＝104.9PaN．+400總回風平巷～風硐口：hfr12-13＝0.0052×160×8.7×27.82÷5.03＝44.8PaO．+400風硐：hfr12-13＝0.0052×20×8×（27.8×1.05）2÷4.03＝11.1Pa各段風阻累計為hfr＝(1)+～(14)＝768.9Pa礦井通風阻力最大為：Hr·max＝1.2×768.9＝922.7Pa礦井總風阻為：Rr·max＝Hr·max/Q2＝1.19N·S2/m8礦井總等積孔為：Amax＝1.19Q/(Hrmax)1/2＝1.19×27.8÷(922.7)1/2＝1.09m23.2.4礦井通風設(shè)備選型前面已計算出礦井在通風困難時期的hrmax為922.7Pa考慮到自然風壓對主要通風機的影響，則通風困難時期的靜風壓：hfrmax＝hrmax+hna(自然風壓)＝922.7+150＝1072.7PaA．主要通風機動輪的圓周速度：U2＝hF/(ρh)1/2m/s式中：hF－為主要通風機所需最大風壓Paρ－空氣密度取1.2kg/m3h－風壓系數(shù)，4-72型離心式風機取0.4，則U2＝1072.7÷（1.2×0.4）1/2＝47.2m/sB．主要通風機動輪直徑：D2＝(4Qf/лu2Q)1/2式中Q－風量系數(shù)，4－72型離心式風機取0.22，則D2＝(4×29÷3.14×47.2×0.22)1/2＝1.m根據(jù)以上計算結(jié)果，可選擇出風機型號為FBCZ-6-№18B，電動機功率為110KW。主要通風機參數(shù)表附表二型號配用電動機型號轉(zhuǎn)速r/mim風量范圍m3/s風壓范圍Pa電機功率KWFBCZ-6-№18BYBFe315L1-698027～67220～1310110井巷區(qū)段序號井巷名稱支護形式摩擦阻力系數(shù)@（N?S2/m4）巷道長度L（m）巷道周邊長U(m)斷面S(m2)風量Q2（m3/S）1—2+295主平硐砌碹0.005250012.2510.027.82—3+295—+100主軌下山砌碹0.005253011.068.416.72—3+295—+100人行下山砌碹0.00525308.796.411.23—4+100U北運巷—十采區(qū)進風口錨噴0.00632008.135.327.84—5分(1)(2)十采進風口—+100集中運輸大巷口錨噴0.006314008.135.319.15—6+100集中運輸大巷口—北一采區(qū)進風口錨噴0.006316808.516.019.16—7北一采區(qū)進風口—二采區(qū)進風口錨噴0.006315008.516.09.57—8二采區(qū)進風口—北二采區(qū)軌上起坡點砌碹0.00526511.068.49.58—9北二采區(qū)軌上起坡點—+220階段井風口錨噴0.00633108.135.39.59—10+220階段井風口—220回上山口錨噴0.00634508.135.39.510—11+220回上山口—+250總回風巷錨噴0.0063447.664.39.511—12+250總回風巷—+250總回風上山口錨噴0.006308.75.09.5砌碹0.005208.75.09.5錨噴0.00632558.75.019砌碹0.00522558.75.01912—13+250總回風上山口—+450總回風平巷砌碹0.00523758.75.027.813—14+450總回風平巷—+450風峒口砌碹0.00521608.75.027.815+450總回風平巷—+450風峒砌碹0.00252084.029