郝 凱

（山西晉城煤業(yè)集團沁秀公司，山西 晉城 048006）

中小型復雜礦山通風系統(tǒng)改造

郝 凱

（山西晉城煤業(yè)集團沁秀公司，山西 晉城 048006）

文章主要針對中小型復雜礦山改造通風系統(tǒng)的過程，我們通過對改造后的通風系統(tǒng)觀察發(fā)現(xiàn)對該礦通風系統(tǒng)的改造取得了較滿意的效果，采場風量的合格率升高，由之前的48.48%上升到74.1%，使得井下的通風得到有效改善。

改造通風系統(tǒng)；通風改善；多級機戰(zhàn)

中小型礦山在通風系統(tǒng)方面都會存在的問題，使得礦山的生產力遭到制約。其中晉煤集團的中小型礦山就是其中一個比較典型的案例。

1 小型礦山通風系統(tǒng)及存在問題分析

礦山中的通風系統(tǒng)正在隨著煤礦開采不斷延伸及工作量的逐漸增加而表現(xiàn)出越來越突出的矛盾，表現(xiàn)如下：①系統(tǒng)在調節(jié)風量的能力方面表現(xiàn)較差。因為具有較多的水平，而調控風量的手段又比較缺乏，風流的狀態(tài)基本上就是自然分配，風量在礦井的上部中段處較大，而在礦井的下部中段處具有較小的風量，并且風量的分配不能做到按需分配。除此之外，主扇對各個井的控制能力方面，由于具有較多的井而呈現(xiàn)自然狀態(tài)。而主井與副井之間較大的間距造成了在主井和副井之間出現(xiàn)一個很大范圍的“微壓區(qū)”，通風較困難。而在冬季往往會有不利的自然風壓出現(xiàn)，從而導致副井出現(xiàn)結冰現(xiàn)象；②在采場沒有貫穿風流形成。采場在對礦井的上下中段進行聯(lián)系時主要通過填充井和人行井完成，而較小的上下壓以及微弱的風流，再加上大多數(shù)的采場在通風方面都是靠擴散的方式，這就導致了采場通風比較困難；③礦井具有較長的風路，較大的阻力，缺乏系統(tǒng)風量。經(jīng)測定發(fā)現(xiàn)，至少缺少42.3%的風量。東風井和北風井都已經(jīng)達到350m左右，而主井和副井已經(jīng)達到500m左右。因為歷史的原因，北風井具有過小的斷面，僅僅為4m2，具有較大的阻力，在-65m的東、北風井處以及-125m的北風井處的3臺主扇主扇風機很難直接對深部產生作用，導致深部風量的不足。特別是在自然風壓反向的夏季，深部以及主井和副井處通風變得更加困難；④井下具有較大的負壓，漏風和循環(huán)風的現(xiàn)象極易發(fā)生。多個中段的開采作業(yè)同時進行時，很難對漏風進行控制。在老礦山比較常見的就是自上而下進行多個中段的開采，這就使得礦井難以克服通風工作的困難；⑤風流在井下分布不均勻，具有較低的有效風量率。在主扇淺部和中段所通過的風量比實際需要的風量大，而距離主扇深部較遠處以及中段的風量則比實際需要的風量小。這就造成礦井具有較大的總排風量，而有效排風量卻較少。僅具有低于30%的有效風量率；⑥因為即將將-65m中段關閉，造成了在對主扇以及大巷進行維護時非常困難。根據(jù)上文可以看出，不斷延伸的礦井以及逐年增長的作業(yè)量，使得現(xiàn)在的通風系統(tǒng)對通風要求不能很好的滿足，必須改造通風系統(tǒng)。

2 通風系統(tǒng)的改造方案

①通風系統(tǒng)。用多級機戰(zhàn)系統(tǒng)來代替主扇系統(tǒng)。采用Ⅲ級的系統(tǒng)，其中Ⅰ級為南風井，Ⅱ級為局部區(qū)域分區(qū)，Ⅲ級為主回風井；②框架。主進風井選用南風井，在主井與副井處減少進風，對東風井和北風井以及明天井回風進行控制；③網(wǎng)路。網(wǎng)路的形式采用上下間隔式。兩個中段對回風道的使用共用一條，上中段下行回風，下中段進行上行回風，回風采用水平進風，在不進行回風的中段東北風井端進行隔斷。促使壓差在相鄰的中間段產生，促成采場中貫穿風流的形成；④風機。將一臺第Ⅲ級風機安裝在-185中段的東風井和北風井處，風機為55kW，型號為k45-6-15。將一臺30kW的型號為k45-6-13的Ⅰ級風機安裝在-245m的南風井；⑤擴大北風井的斷面，由4m2擴大到8m2。

改造后的通風系統(tǒng)對進風量的控制在上中部主要是采用風門進行控制，這就促使新鮮風流下行，因為南風井僅僅延伸到-245m的中段，所以在這里建立一個一級機戰(zhàn)，等完成下部中段系統(tǒng)以后，將南風井下掘到-365m中段處，再在這對另一安裝風機進行安裝以完成一級機戰(zhàn)的完善工作。在一級和三級機戰(zhàn)安裝完成以后，在2、3個采場進行小功率風機的安裝。

3 通風效果在改造前后的比較

因為時間緊迫，設計工程還沒有完全完成，比如擴大北風井的斷面等，盡管是這樣，也取得了比較明顯的階段性成果。①系統(tǒng)的總進風達到54. 61 m3/s，比改造之前增高了29.78%，而總回風達到55.68%，比改造前增加了26.48%；其中副井進風達到21. 55 m3/s、主井進風達到29. 25 m3/s、明天井進風達到2. 01m3/s、南風井進風達到1. 8m3/s；北風井出風達到14. 99 m3/s、東風井出風達到40. 59m3/s；系統(tǒng)的通風能力與改造前的系統(tǒng)相比表現(xiàn)出明顯的增加；②對現(xiàn)在進行作業(yè)的34個采風場風量的測定結果顯示，采風量的合格率達到74.2%，與改造前相比有明顯的提升；③更換風機以后，明顯增加了其能力；④打破了主、副井之間原來的“微壓區(qū)”，有效改善了區(qū)間的采場通風；⑤風機的數(shù)量以及裝機的容量經(jīng)過改造后都大量減少。在改造之前的風機數(shù)量和裝機容量分別為46臺和409.7kW；改造之后則變?yōu)?臺風機，而功率僅為140kW到203kW之間。除此之外，在改造系統(tǒng)的過程中，通過新技術的使用，遠程控制主扇，在生產調度室設置控制臺。這樣調度員在開停機時可以根據(jù)井下的生產情況酌情進行，使電耗減少，另外開戶人員減少，在工資方面就可以減少數(shù)萬元的開支。通過對礦山通風系統(tǒng)的改造，將原來混亂的通風系統(tǒng)進行改善，并且在社會和經(jīng)濟效益上取得明顯成效，值得其它復雜中小型礦山的借鑒。

［1］徐則林.中小型復雜礦山通風系統(tǒng)改造［J］.采礦技術，2006，（3）：396-397.

［2］黃俊歆.礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化調控算法與三維可視化關鍵技術研究［D］.中南大學，2012.

［3］胡文軍，胡章地，陳龍，等.中小型磷礦井下安全避險系統(tǒng)建設方案［J］.武漢工程大學學報，2012，（10）：6-10.

［4］趙千里，高謙，賈進章，等.通風網(wǎng)絡中單向回路及其控制技術的探討［J］.礦業(yè)研究與開發(fā).2006，26（6）：92-95.

TD724

A

1671-3818（2016）10-0090-01

郝凱（1985-），男，山西襄汾人，研究方向： 通風系統(tǒng)優(yōu)化、瓦斯治理。