郝 凯

（山西晋城煤业集团沁秀公司，山西 晋城 048006）

中小型复杂矿山通风系统改造

郝 凯

（山西晋城煤业集团沁秀公司，山西 晋城 048006）

文章主要针对中小型复杂矿山改造通风系统的过程，我们通过对改造后的通风系统观察发现对该矿通风系统的改造取得了较满意的效果，采场风量的合格率升高，由之前的48.48%上升到74.1%，使得井下的通风得到有效改善。

改造通风系统；通风改善；多级机战

中小型矿山在通风系统方面都会存在的问题，使得矿山的生产力遭到制约。其中晋煤集团的中小型矿山就是其中一个比较典型的案例。

1 小型矿山通风系统及存在问题分析

矿山中的通风系统正在随着煤矿开采不断延伸及工作量的逐渐增加而表现出越来越突出的矛盾，表现如下：①系统在调节风量的能力方面表现较差。因为具有较多的水平，而调控风量的手段又比较缺乏，风流的状态基本上就是自然分配，风量在矿井的上部中段处较大，而在矿井的下部中段处具有较小的风量，并且风量的分配不能做到按需分配。除此之外，主扇对各个井的控制能力方面，由于具有较多的井而呈现自然状态。而主井与副井之间较大的间距造成了在主井和副井之间出现一个很大范围的“微压区”，通风较困难。而在冬季往往会有不利的自然风压出现，从而导致副井出现结冰现象；②在采场没有贯穿风流形成。采场在对矿井的上下中段进行联系时主要通过填充井和人行井完成，而较小的上下压以及微弱的风流，再加上大多数的采场在通风方面都是靠扩散的方式，这就导致了采场通风比较困难；③矿井具有较长的风路，较大的阻力，缺乏系统风量。经测定发现，至少缺少42.3%的风量。东风井和北风井都已经达到350m左右，而主井和副井已经达到500m左右。因为历史的原因，北风井具有过小的断面，仅仅为4m2，具有较大的阻力，在-65m的东、北风井处以及-125m的北风井处的3台主扇主扇风机很难直接对深部产生作用，导致深部风量的不足。特别是在自然风压反向的夏季，深部以及主井和副井处通风变得更加困难；④井下具有较大的负压，漏风和循环风的现象极易发生。多个中段的开采作业同时进行时，很难对漏风进行控制。在老矿山比较常见的就是自上而下进行多个中段的开采，这就使得矿井难以克服通风工作的困难；⑤风流在井下分布不均匀，具有较低的有效风量率。在主扇浅部和中段所通过的风量比实际需要的风量大，而距离主扇深部较远处以及中段的风量则比实际需要的风量小。这就造成矿井具有较大的总排风量，而有效排风量却较少。仅具有低于30%的有效风量率；⑥因为即将将-65m中段关闭，造成了在对主扇以及大巷进行维护时非常困难。根据上文可以看出，不断延伸的矿井以及逐年增长的作业量，使得现在的通风系统对通风要求不能很好的满足，必须改造通风系统。

2 通风系统的改造方案

①通风系统。用多级机战系统来代替主扇系统。采用Ⅲ级的系统，其中Ⅰ级为南风井，Ⅱ级为局部区域分区，Ⅲ级为主回风井；②框架。主进风井选用南风井，在主井与副井处减少进风，对东风井和北风井以及明天井回风进行控制；③网路。网路的形式采用上下间隔式。两个中段对回风道的使用共用一条，上中段下行回风，下中段进行上行回风，回风采用水平进风，在不进行回风的中段东北风井端进行隔断。促使压差在相邻的中间段产生，促成采场中贯穿风流的形成；④风机。将一台第Ⅲ级风机安装在-185中段的东风井和北风井处，风机为55kW，型号为k45-6-15。将一台30kW的型号为k45-6-13的Ⅰ级风机安装在-245m的南风井；⑤扩大北风井的断面，由4m2扩大到8m2。

改造后的通风系统对进风量的控制在上中部主要是采用风门进行控制，这就促使新鲜风流下行，因为南风井仅仅延伸到-245m的中段，所以在这里建立一个一级机战，等完成下部中段系统以后，将南风井下掘到-365m中段处，再在这对另一安装风机进行安装以完成一级机战的完善工作。在一级和三级机战安装完成以后，在2、3个采场进行小功率风机的安装。

3 通风效果在改造前后的比较

因为时间紧迫，设计工程还没有完全完成，比如扩大北风井的断面等，尽管是这样，也取得了比较明显的阶段性成果。①系统的总进风达到54. 61 m3/s，比改造之前增高了29.78%，而总回风达到55.68%，比改造前增加了26.48%；其中副井进风达到21. 55 m3/s、主井进风达到29. 25 m3/s、明天井进风达到2. 01m3/s、南风井进风达到1. 8m3/s；北风井出风达到14. 99 m3/s、东风井出风达到40. 59m3/s；系统的通风能力与改造前的系统相比表现出明显的增加；②对现在进行作业的34个采风场风量的测定结果显示，采风量的合格率达到74.2%，与改造前相比有明显的提升；③更换风机以后，明显增加了其能力；④打破了主、副井之间原来的“微压区”，有效改善了区间的采场通风；⑤风机的数量以及装机的容量经过改造后都大量减少。在改造之前的风机数量和装机容量分别为46台和409.7kW；改造之后则变为8台风机，而功率仅为140kW到203kW之间。除此之外，在改造系统的过程中，通过新技术的使用，远程控制主扇，在生产调度室设置控制台。这样调度员在开停机时可以根据井下的生产情况酌情进行，使电耗减少，另外开户人员减少，在工资方面就可以减少数万元的开支。通过对矿山通风系统的改造，将原来混乱的通风系统进行改善，并且在社会和经济效益上取得明显成效，值得其它复杂中小型矿山的借鉴。

［1］徐则林.中小型复杂矿山通风系统改造［J］.采矿技术，2006，（3）：396-397.

［2］黄俊歆.矿井通风系统优化调控算法与三维可视化关键技术研究［D］.中南大学，2012.

［3］胡文军，胡章地，陈龙，等.中小型磷矿井下安全避险系统建设方案［J］.武汉工程大学学报，2012，（10）：6-10.

［4］赵千里，高谦，贾进章，等.通风网络中单向回路及其控制技术的探讨［J］.矿业研究与开发.2006，26（6）：92-95.

TD724

A

1671-3818（2016）10-0090-01

郝凯（1985-），男，山西襄汾人，研究方向： 通风系统优化、瓦斯治理。