船窝煤矿三采区矿井通风方案的分析

2018-12-29马元平

山东煤炭科技 2018年12期

马元平

（山西曙光船窝煤业有限公司，山西河津 043300）

1 三采区瓦斯浓度分析

船窝煤矿三采区3号井2号煤层，2014年绝对CH4涌出量为2.97m3/min，相对CH4涌出量为6.77m3/t；绝对CO2涌出量1.44m3/min，相对CO2涌出量3.28m3/t；三采区2号井开采3号煤层，2014年绝对CH4涌出量为4.60m3/min，相对CH4涌出量为8.28m3/t；绝对CO2涌出量3.29m3/min，相对CO2涌出量5.92m3/t；当矿井生产能力达到1.20Mt/a时，2号煤层相对CH4涌出量按8.28m3/t（取2号煤井、3号井鉴定结果的大值），相对CO2涌出量按9.61m3/t（取2号煤井、3号井鉴定结果的大值）计算，三采区2号煤层绝对CH4涌出量为20.91m3/min，绝对CO2涌出量24.27m3/min，属低瓦斯矿井。

根据山西省煤炭工业局综合测试中心测试2013年12月和2014年1月钻孔煤芯煤样化验结果及2015年11月检验报告，2号煤层具有爆炸危险性，属于容易自燃煤层。

2 通风方式和通风系统

船窝煤矿三采区的通风方式为中央分列式，风机工作方法为抽出式。采用主斜井和副斜井进风，回风立井回风，局部通风采用局部通风机，主通风机工作方法为抽出式的通风系统。三采区当前布置有进风井2个，回风井1个。掘进工作面采用局部通风机通风，选用局部通风机为FD-INo6.3/60型。通风方式采用压入式。硐室通风采用扩散通风。

3 矿井风量、风压及等积孔计算

3.1 矿井风量计算

3.1.1 按井下同时工作的最多人数计算

根据井下每人每分钟供给风量大于4m3。

通过公式可计算Q=4×76×1.30=396m3/min。

3.1.2 按用风地点实际需要风量的总和计算

（1）回采工作面实际需要风量

① 按CH4涌出量计算：

② 按CO2涌出量计算：

③ 按气象条件计算：

④ 按工作面温度（风速）计算：

⑤ 按人数计算：Q采=4×17=68m3/min，取最大值Q采=1883m3/min。

⑥ 按风速验算，煤巷回采工作面风量应满足：

式中：

Sc-平均断面积，18.28m2。

15Sc=15×18.28=231m3/min，240Sc=240×18.28=3687m3/min，Q采=1883m3/min，计算数据符合风速要求。故ΣQ采=1883m3/min，备用工作面风量按50%计算，为Q采备=1883×50%=942m3/min。

（2）掘进工作面实际需要风量

① 按CH4涌出量计算：

② 按CO2涌出量计算：

③ 按人数计算，Q采=4×18=72m3/min。

④按局部通风机的实际吸风量计算，Q运顺=600×1+60×0.25×14.4=816m3/min ，Q回顺=600×1+60×0.25×12.8=792m3/min。

⑤ 按风速验算，煤巷、岩巷掘进工作面风量应满足：

岩巷掘进：60×0.15Sj＜Q岩掘＜60×4.00Sj

煤巷掘进：60×0.25Sj＜Q岩掘＜60×4.00Sj

式中：

Sj-断面积，m2。

2号煤层为厚煤层，掘进为煤巷掘进。则：60×0.25S运顺=15×13.68=206m3/min，60×4.00S运顺=240×13.68=3284m3/min，符合风速要求。

共布置2个掘进工作面，有1个待掘，同时工作的局部通风机为3台，故ΣQ掘=816+792+792=2400m3/min。

（3）硐室实际需要风量

（4）其他巷道需要风量

① 按CH4（CO2）涌出量计算，Q其他=133×2.43×1.3=421m3/min。

② 按实际用风地点计算，ΣQ其他=840m3/min。

矿井总风量计算：

3.1.3 风量分配

经计算，对于三采区的风量分配情况如表1所示。

表1 三采区的风量分配情况

3.2 矿井通风负压及等积孔计算

3.2.1 负压计算

对矿井阻力进行计算，三采区达产期间分别进行最易和最难的风路计算。

取局部阻力系数为0.15，通过上述公式计算所得最小负压710Pa，最大负压1590Pa。

3.2.2 等积孔计算

按以下公式对等积孔进行计算：

经计算得Amax=6.1m2，Amin=4.1m2，所以三采区的通风情况认定为容易。因此该通风设计方案是合理的，切实可行的。

4 通风设施、防止漏风及降低风阻的措施

在三采区的实践施工应用当中，发现矿井通风阻力超限。分析其原因认为是该采区主、副井进风巷、+250m回风巷巷道断面不足等因素造成的。技术部门提出了相应的技术措施。（1）对三采区北翼风井进行采掘施工作业，通过与南翼的采掘形成互通的通风系统。（2）补掘主提升上山，从而用来满足该采区主、副斜井断面的通风要求。（3）为降低+250m南翼回风巷巷道的通风阻力，将+100m水平南底板运输巷道进行相应的延伸到二采区，使+100m、+250m水平巷成为三采区南翼部分的回风巷道，从而起到降低风速的目的。