福建省華廈能源設(shè)計(jì)研究院

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蘇二煤礦通風(fēng)系統(tǒng)安全論證與對(duì)策措施

福建省華廈能源設(shè)計(jì)研究院

曹武文

該文通過分析福建煤電股份有限公司蘇二煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的日常管理現(xiàn)狀，周邊礦井對(duì)該礦井通風(fēng)系統(tǒng)的影響，以及通風(fēng)系統(tǒng)的可靠性和難易程度，提出該礦在通風(fēng)系統(tǒng)方面存在的問題及解決問題的具體對(duì)策措施。

煤礦 通風(fēng)系統(tǒng) 安全論證 對(duì)策措施

福建煤電股份有限公司蘇二煤礦始建于1989年，1992年建成投產(chǎn)，2010年進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)改造，基本解決了周邊小窯入侵對(duì)該礦通風(fēng)系統(tǒng)破壞的問題，有效地維護(hù)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。該礦目前最低開采標(biāo)高為-245m，通過分析該礦通風(fēng)系統(tǒng)的現(xiàn)狀，提出存在的問題和具體的對(duì)策措施。

1 礦井概況

1.1 位置與交通

蘇二煤礦位于龍巖市以北，跨白沙鎮(zhèn)南部和雁石鎮(zhèn)北部的交界地帶。地理坐標(biāo)：東經(jīng)117°10′12″～117°12′36″；北緯25°19′24″～25°21′48″。行政區(qū)劃隸屬龍巖市新羅區(qū)白沙鎮(zhèn)管轄。

礦區(qū)西側(cè)為龍漳公路，北至漳平38km，南距龍巖41km，至雁石火車站10km。車站設(shè)有蘇邦礦區(qū)專用煤臺(tái)，煤炭可由雁石裝車經(jīng)龍漳鐵路輸出，公路交通也十分方便。

1.2 礦井基本情況

蘇二煤礦隸屬于福建煤電股分有限公司，主管部門為福建省能源（集團(tuán)）有限責(zé)任公司。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為21萬噸/年，設(shè)計(jì)服務(wù)年限為22.1年。2011年10月20日，蘇二煤礦白沙南井田受龍巖市大豪煤炭有限公司東方煤礦（原白沙南煤礦）井下突水影響，所有采區(qū)已經(jīng)被淹，并停止生產(chǎn)，現(xiàn)生產(chǎn)井田為蘇邦北井田，當(dāng)前實(shí)際生產(chǎn)能力為14萬噸。該礦證照齊全，企業(yè)具備合法經(jīng)營資格。

1.3 礦井生產(chǎn)系統(tǒng)基本情況

礦井采用斜井開拓方式，硐口主要有+350m主井、+330m副井、+393m排矸斜井、+395m風(fēng)井，各井口間安全距離均達(dá)200米以上?，F(xiàn)有生產(chǎn)采區(qū)為四采區(qū)和八采區(qū)、九采區(qū)，具體情況如下：

（1）四采區(qū)。該采區(qū)開采范圍為標(biāo)高+70m～-110m，主要開采童子巖組一段38#、39#煤層和童子巖組三段的20#、22#、25#、27#、28#煤層，其標(biāo)高-70m以上區(qū)域已采完，目前在-110m區(qū)段生產(chǎn)，開采童子巖組三段的20#、22#、25#、27#、28#煤層。

（2）八采區(qū)。該采區(qū)開采范圍為標(biāo)高-110m～-370m，開采童子巖組三段的20#、22#、25#、27#、28#煤層，現(xiàn)生產(chǎn)區(qū)段主要在-145m、-180m、-215m、-245m、-285m區(qū)段，最低標(biāo)高在-285m區(qū)段開拓。

（3）九采區(qū)。該采區(qū)開采范圍為標(biāo)高-110m～-370m，開采煤層為童子巖組一段煤層，現(xiàn)生產(chǎn)區(qū)段主要在-180m、-215m、-245m區(qū)段，最低標(biāo)高在-245m區(qū)段開拓。

1.4 礦井通風(fēng)系統(tǒng)概況

福建煤電股份有限公司蘇二煤礦采用機(jī)械抽出式通風(fēng)方法，通風(fēng)方式為中央邊界式通風(fēng)，各采區(qū)采用分區(qū)通風(fēng)。礦井通過+350m主井、+393m排矸斜井、+330m副井進(jìn)風(fēng)，+395m風(fēng)井回風(fēng)。+395m風(fēng)井主通風(fēng)機(jī)房安裝2臺(tái)同功率、同型號(hào)的FBCDZ-NO.16型軸流式通風(fēng)機(jī)（1臺(tái)使用，1臺(tái)備用），電機(jī)型號(hào)為YBFe315S-6,配備電機(jī)功率為2×75kW，通風(fēng)機(jī)的葉片安裝角為48°/40°，通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為980r/min。風(fēng)機(jī)風(fēng)量范圍為1698～3768m3/min，風(fēng)壓范圍702～2650Pa。

正規(guī)采煤工作面采用全負(fù)壓通風(fēng)，其他采煤工作面和掘進(jìn)工作面均采用局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)，使用的導(dǎo)風(fēng)筒采用阻燃性材料制作。礦井井下火工庫、井下絞車房、變電所、水泵房等機(jī)房硐室等均有獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)。

蘇二煤礦屬瓦斯礦井，礦井于2015年7月進(jìn)行瓦斯等級(jí)鑒定，絕對(duì)瓦斯涌出量為0.83m3/min，小于40m3/min；相對(duì)瓦斯涌出量為3.09m3/t，小于10m3/t；礦井絕對(duì)二氧化碳涌出量為1.72m3/min，相對(duì)二氧化碳涌出量為6.39m3/t，各采煤工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量均小于5 m3/min，各掘進(jìn)工作面的絕對(duì)瓦斯涌出量均小于3 m3/min，未發(fā)生過煤與瓦斯突出事故，鑒定結(jié)果為瓦斯礦井。

礦井可采煤層經(jīng)福建省煤炭質(zhì)量安全監(jiān)督檢驗(yàn)站鑒定，鑒定結(jié)果：無煤塵爆炸性危險(xiǎn)，煤炭自燃傾向性為Ⅲ類，屬不易自燃。礦井配有專職瓦斯檢查員，按三班制巡回檢測(cè)。礦井地溫正常。

2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全論證

2.1 通風(fēng)系統(tǒng)日常管理分析與論證

蘇二煤礦按照《煤礦安全規(guī)程》等有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)要求，安排技術(shù)人員每旬做好全礦井風(fēng)量測(cè)定工作，井下風(fēng)量基本能按照采掘工作面和機(jī)電硐室的用風(fēng)需求進(jìn)行分配，井下安裝有安全監(jiān)控系統(tǒng)，風(fēng)表、瓦檢儀等通風(fēng)檢測(cè)儀器儀表能定期送有資質(zhì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢定，風(fēng)門、調(diào)節(jié)風(fēng)門、密閉、柵欄等通風(fēng)設(shè)施均能按要求設(shè)置，各類通風(fēng)安全管理臺(tái)賬記錄較齊全，通風(fēng)系統(tǒng)日常管理工作較到位。

2.2周邊煤礦對(duì)蘇二煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的影響分析與論證

蘇二煤礦于2010年進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)改造，通過另掘+210m回風(fēng)巷，由白沙南副斜井集中回風(fēng)，更換白沙南主通風(fēng)機(jī)，封堵外部漏風(fēng)，解決了白沙南+30m以上和蘇邦北+70m以上小窯入侵造成原有的通風(fēng)系統(tǒng)受破壞問題，有效地維護(hù)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

目前周邊相鄰礦井主要有龍巖市新羅區(qū)白沙中學(xué)聯(lián)辦煤礦、龍巖市新羅區(qū)白沙鎮(zhèn)南卓村石橋坑煤礦、龍巖市大豪煤炭有限公司東方煤礦（原白沙南煤礦）、福建煤電股份有限公司蘇一煤礦等礦井（周邊關(guān)系見圖1），這些礦井基本已停產(chǎn)一年以上，周邊礦井的開采活動(dòng)對(duì)蘇二煤礦通風(fēng)系統(tǒng)造成的破壞影響較小。但礦井仍存在一定的外部漏風(fēng)，礦井應(yīng)安排技術(shù)人員定期巡查可能與其他礦井相通的巷道，及時(shí)封堵漏風(fēng)點(diǎn)。

圖1 蘇二煤礦與周邊礦井位置關(guān)系圖

2.3 通風(fēng)系統(tǒng)可靠性分析與論證

根據(jù)礦井提供的資料及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定的數(shù)據(jù)，+350m主井進(jìn)風(fēng)量為810m3/min，+330m副井進(jìn)風(fēng)量為313m3/min，+393m排矸斜井進(jìn)風(fēng)量為528m3/min，+395m風(fēng)井回風(fēng)量為1836m3/min，礦井有效風(fēng)量率達(dá)89.9%。根據(jù)測(cè)定數(shù)據(jù)分析，井下仍然存在一定的外部漏風(fēng)，外部漏風(fēng)主要集中在±0m 回風(fēng)巷、±0m~+210m通風(fēng)上山、+210m 回風(fēng)巷、+395m風(fēng)井，另外+190m進(jìn)風(fēng)巷巷道有少量漏風(fēng)。礦井應(yīng)按規(guī)定每旬進(jìn)行全礦井風(fēng)量測(cè)定，定期巡查通風(fēng)在用巷道，通過風(fēng)量計(jì)算分析漏風(fēng)區(qū)域及漏風(fēng)量，及時(shí)對(duì)漏風(fēng)區(qū)域補(bǔ)缺堵漏，以保證礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

同時(shí)，蘇二煤礦開采水平較深，井下風(fēng)流到達(dá)八、九采區(qū)-245m時(shí)已經(jīng)過三道下山，井下通風(fēng)設(shè)施較多，共有26個(gè)密閉和17組風(fēng)門以及一些調(diào)節(jié)風(fēng)門和柵欄等通風(fēng)設(shè)施。在日常通風(fēng)管理時(shí)應(yīng)做好密閉及風(fēng)門的嚴(yán)密性管理，主副下山之間聯(lián)絡(luò)巷風(fēng)門應(yīng)做好風(fēng)門門框的包邊及水溝擋風(fēng)簾的設(shè)置，做好井下作業(yè)人員的培訓(xùn)教育，經(jīng)過風(fēng)門時(shí)不得同時(shí)打開兩道風(fēng)門，避免因風(fēng)流短路而造成礦井下部用風(fēng)點(diǎn)風(fēng)量不足。

2.4 通風(fēng)系統(tǒng)難易程度分析與論證

蘇二煤礦于2013年8月委托福建省煤炭工業(yè)科學(xué)研究所進(jìn)行礦井通風(fēng)阻力測(cè)定，測(cè)定水平為-110m水平，通風(fēng)阻力測(cè)定線路長(zhǎng)度為5300米。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》(2011年版)第119條規(guī)定：“新井投產(chǎn)前必須進(jìn)行1次礦井通風(fēng)阻力測(cè)定，以后每3年至少進(jìn)行1次”，蘇二煤礦應(yīng)于2016年安排一次礦井通風(fēng)阻力測(cè)定，為礦井的通風(fēng)安全管理提供參考依據(jù)。

蘇二煤礦2013年通風(fēng)阻力測(cè)定線路為：+350m～+190m主斜井→ +190m～+70m主斜井→ +70m車場(chǎng)→ +70m 車場(chǎng)→ +70m～±0m軌道下山→ ±0m～-110m軌道下山→ -110m南大巷→-110m南大巷→-110m南大巷、-110m-22#N運(yùn)巷→-110m-22#N采煤工作面→-70m-22#N 回風(fēng)巷→-70m回風(fēng)巷→-70m回風(fēng)巷、-70m～±0m通風(fēng)上山→ ±0m 回風(fēng)巷→±0m~+210m通風(fēng)上山、+210m 回風(fēng)巷、+395m風(fēng)井。

2013年通風(fēng)阻力測(cè)定測(cè)定結(jié)果為：+350m主井進(jìn)風(fēng)量865.2m3/min，+395m風(fēng)井回風(fēng)量1956m3/min；礦井通風(fēng)總阻力h=1431.65Pa，礦井自然風(fēng)壓62.35Pa，礦井等積孔A=1.025m2，該礦井通風(fēng)難易程度為中等。

蘇二煤礦主要生產(chǎn)采區(qū)為八采區(qū)和九采區(qū)，兩個(gè)采區(qū)為并聯(lián)通風(fēng)，相對(duì)獨(dú)立，能夠在一定程度上減小礦井在用風(fēng)段的通風(fēng)阻力。但蘇二煤礦目前最低開采標(biāo)高為-245m，最大通風(fēng)流程約5500米，較2013年測(cè)定時(shí)開采水平更低，通風(fēng)阻力值更大。根據(jù)等積孔計(jì)算公式，在礦井風(fēng)量基本不變的情況下，蘇二煤礦通風(fēng)阻力較2013年測(cè)定時(shí)有所增大，等積孔更接近1 m2，通風(fēng)難易程度更趨近于困難。

2.5 角聯(lián)風(fēng)網(wǎng)分析與論證

角聯(lián)分支一方面具有容易調(diào)節(jié)風(fēng)向的有點(diǎn)，另一方面又有出現(xiàn)風(fēng)流不穩(wěn)定的可能性。特別是在發(fā)生火災(zāi)事故時(shí)，由于角聯(lián)分支的風(fēng)流反向可能使火災(zāi)煙流蔓延范圍擴(kuò)大。

從蘇二煤礦的通風(fēng)系統(tǒng)分析可知，蘇二煤礦目前通風(fēng)系統(tǒng)較完善，各生產(chǎn)采區(qū)采用相對(duì)獨(dú)立的分區(qū)通風(fēng)，井下存在的角聯(lián)巷道較少，僅蘇邦北主副斜井下部聯(lián)絡(luò)巷為角聯(lián)巷道，對(duì)蘇二煤礦通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性影響有限。

3 對(duì)策措施

（1）礦井目前開采水平較深，井下通風(fēng)設(shè)施較多，通風(fēng)管理較困難，應(yīng)做好通風(fēng)設(shè)施的維護(hù)管理工作，合理分配井下風(fēng)流，滿足礦井下部各用風(fēng)點(diǎn)的用風(fēng)需求。

（2）礦井仍存在一定的外部漏風(fēng)，應(yīng)定期進(jìn)行全礦井風(fēng)量測(cè)定，及時(shí)對(duì)漏風(fēng)區(qū)域補(bǔ)缺堵漏，以保證礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（3）為了避免蘇二煤礦通風(fēng)難易程度由中等轉(zhuǎn)向困難，建議礦井除了加強(qiáng)漏風(fēng)區(qū)域的堵漏工作外，還應(yīng)針對(duì)阻力主要產(chǎn)生的巷道±0m~+210m通風(fēng)上山、+210m 回風(fēng)巷、+395m風(fēng)井?dāng)嗝孢m度擴(kuò)刷并加強(qiáng)支護(hù)。在其他參數(shù)不變、通過風(fēng)量一定時(shí)，井巷斷面擴(kuò)大33%時(shí)，通風(fēng)阻力和能耗可減少一半。今后進(jìn)行井下水平開采時(shí)，對(duì)于新開拓巷道建議綜合考慮投資和長(zhǎng)期節(jié)電所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益，選用經(jīng)濟(jì)斷面，通過適當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)刷斷面以減小巷道的摩擦阻力，降低風(fēng)阻和能耗。因此對(duì)于服務(wù)年限較長(zhǎng)的主要巷道，可以采用合適的經(jīng)濟(jì)的斷面。同時(shí)，建議采用摩擦系數(shù)較小的支護(hù)形式，需要鋼支護(hù)時(shí)應(yīng)整齊支護(hù)，背好邦頂，以降低礦井通風(fēng)阻力。

4 結(jié)束語

礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，其運(yùn)行現(xiàn)狀合理與否對(duì)全礦井的安全生產(chǎn)及經(jīng)濟(jì)效益具有長(zhǎng)期而重要的影響。本文通過分析礦井的通風(fēng)日常安全管理、周邊礦井對(duì)該礦井的影響、通風(fēng)系統(tǒng)可靠性分析與論證、通風(fēng)系統(tǒng)難易分析與論證，為進(jìn)一步優(yōu)化和調(diào)整礦井通風(fēng)系統(tǒng)，提出合理可行的技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)了礦井通風(fēng)的科學(xué)管理和安全管理。

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