金芝纬

（大同煤矿集团华盛虎峰煤业有限公司，山西 运城 043300）

1 概述

晋华宫矿是大同煤矿集团有限责任公司下属的国有大型矿井之一，位于大同市以西12.5 km处,居大同煤田东北端,与举世闻名的云冈石窟隔河相望，地理位置优越，交通便利。

晋华宫矿是一个多井口的大型矿井，矿井井田位于大同煤田东北边缘,井田面积约为41 km2，由马武山井、晋华宫大井、南山井组成。马武山井因资源枯竭原因于1985年10月报废；晋华宫大井于1957年投产，原设计生产能力为0.9 Mt/a，历经多次扩建，核定生产能力为3.15Mt/a；南山井利用云冈矿报废井口进行改造，1971年开工建设，1973年投产，历经多次改造，核定生产能力为1.2 Mt/a。晋华宫矿历年瓦斯等级鉴定结果为低瓦斯矿井。

晋华宫矿大井划分为两个水平开采，一水平为斜井开拓，二水平为主斜井-副立井混合开拓方式，矿井现主要开采水平为二水平（+870 m水平），2011年，晋华宫矿大井主要开采煤层为7-3#、7-4#、11#、12-3#共四个煤层，共划分为三个生产采区和一个接续采区，生产采区分别为大井河南区域12-3#层301采区、河北区域7-3#层307采区、河北11#层307采区；接续采区为河北7-4#层307采区。大井现有三个综采工作面，8个掘进工作面 （其中有两个机掘工作面）。

晋华宫矿大井通风方式为混合分区式，通风方法为机械抽出式，目前共有七个进风井，三个回风井；进风井分别为主斜井、副斜井、副立井、行人井、中一区斜井、北二斜井、北三立井，回风井分别为麻村风井、榆涧风井和中央风井。其中大井河北区域由麻村风井和榆涧风井担负供风，大井河南区域主要由中央风井担负供风任务，大井河南区域主要生产盘区为12-3#层301盘区，盘区布置有1个综采工作面，4个掘进工作面。中央风井装有2K58II№28型主通风机两台，一台运转，一台备用，风井总回风量为7548 m3/min，通风负压为2303 Pa，主通风机排风量7880 m3/min，已达到最大通风能力。该主通风机自安装使用至今，因使用年限长，机体锈蚀严重、机型技术落后，且效率低、耗能高、噪音大、维护困难，存在较大安全隐患。

考虑到晋华宫矿大井开采向纵深进一步发展，中央风井主通风机担负河南区域12-3#层301盘区新增采掘队组、盘区产量进一步提升，区域需风量增大的要求，为解决中央风井主通风机担负大井河南区域通风路线长，巷道通风阻力大，盘区深部风量衰减严重，部分进风、回风巷道内风速超限、主通风机运行负荷加大的问题，必须对中央风井通风系统进行改造，对中央风井主通风机予以升级改造，保障矿井安全生产。

2 改造方案

通过对晋华宫矿中央风井场地多次进行现场踏勘，针对该场区旧有主通风机正在运行，场地面积有限，地面现有在建办公楼及旧有通风机房、压风机房等建筑存在的问题，对中央风井场地重新进行了整体规划；经过对多种方案仔细分析、比选、研究和论证，最终确定了最为经济实用的合理化方案，即在不影响现有中央风井旧主通风机正常运转使用、保障矿井安全生产的前提下，在中央风井垂直风井旧风硐一侧施工新风硐，安装新主通风机，完美解决新、旧主通风机更换的关系，最终解决晋华宫矿大井河南区域生产盘区用风困难的问题。关键技术方案如下：

1）在保证晋华宫矿中央风井现有旧有主通风机持续运转，最小限度影响矿井井下现有正常生产的前提下，平面位置垂直中央风井旧风硐施工主风硐（新风硐），主风硐（新风硐）与中央风井原有风硐段对接（原有风硐段为早期形成，巷道断面较小，长度约为5～6 m），主风硐倾角45°，设计净断面16.1 m2，长度27.2 m，采用C30钢筋混凝土砌碹支护；由于对接原有风硐段断面较小，因此同时施工辅助风硐以解决风硐风速超限问题，设计辅助风硐倾角1°左右，设计净断面12.3 m2，长度18.2 m，采用C30钢筋混凝土砌碹支护。

本次研究方案，为保证工程施工时不影响矿井正常生产，在辅助风硐与中央风井原有旧风硐接口位置、新掘主风硐与中央风井井筒接口位置分别预留3 m间距，先进行主风硐和辅助风硐的施工，当两者均施工到位后，按制定的相关安全技术措施将中央风井服务区域作业人员全部撤出地面，停止主要通风机运转，再当班完成中央风井原有主风硐与辅助风硐、新掘主风硐与中央风井井筒的对接。同时砌筑永久密闭墙对中央风井旧风硐进行隔绝封闭。中央风井风硐布置平面见图1。

同时对晋华宫矿大井河南区域301盘区井下通风系统作进一步的优化：对部分回风巷道杂物、浮矸进行清理，对部分回风巷补打锚杆、锚索，架工字钢棚加强支护，对部分回风巷断面进行刷大改造，刷大巷道长度合计约为460 m，解决了河南区域回风巷风速超限问题，进一步降低了区域通风阻力，保证了矿井正常生产衔接接替要求，保障了矿井安全生产。

2）经过比选，中央风井主要通风机新选择AGF606-2.82-1.58-2型轴流通风机2台，1台工作，1台备用，异步电机型号为Y6302-8型，电机功率1250 kW，电压6 kV，矿井通风机前、后期静压效率达74%～85%，节能效果好。通风机采用先进、可靠的传感器及计算机技术实现了主通风机性能及状态的在线实时监测。能够满足晋华宫矿大井河南区域井下生产风量要求。

3）经过多次现场考察，对已有中央风井工业场地进行整体规划，结合地势、地形合理布置中央风井新主风硐、辅助风硐、地面风道、新建通风机房、配电室等建（构）筑物，拆除、优化、集中整合利用部分小型建筑物，整修场内道路，尽量减少土石方工程量和基础工程费用；整体设计经济合理，有利生产、方便生活，便于管理。

3 效果分析

1）中央风井通风系统改造方案在最小限度影响矿井正常生产的前提下，克服现有风井场地平面空间狭小，地下已有旧风硐等通风建构筑设施情况不甚明朗的特点，精心进行设计，合理规划，中央风井新施工一条主风硐和一条辅助风硐，并在施工过程中很好地解决了井下新、旧风硐对接，新、旧主通风机安装，新、旧地面配套系统替换等一系列问题，本次改造于2012年底完成后，中央风井总回风量增加为9648 m3/min，而通风负压仅为2350 Pa，解决了矿井大井河南区域风量紧张、局部通风阻力大的问题，为矿井产能的进一步提升提供了有力的保证，保障了矿井的安全生产。

2）新选中央风井通风机能够在生产过程中掌握主通风运行参数和状态，通风机电动机具有电压、电流、功率、风量、风速、负 压、效率、振动、电动机定子和轴承温度监测，且温度超限时报警；监测系统可动态显示运转风机的风量、负压、效率曲线，具有故障自诊断功能。改变了传统的设备管理方式，提高了主通风机设备的自动化管理水平，有力地保证了主通风机设备的经济、可靠运行。

3）利用中央风井场地现有地面空间，新建主通风机房、配电室等地面建（构）筑物，结构紧凑，布局合理，在满足基本生产及工艺要求的同时，节约了大量资金。

4 结语

晋华宫矿中央风井通风系统改造后，在满足晋华宫矿大井河南区域风量使用要求的同时，有效地解决了部分回风巷风速超限问题，进一步降低区域通风阻力，保证了矿井正常衔接接替和稳产增效要求，保障了矿井安全生产。