刘 晴

(潞安化工集团有限公司 能源事业部，山西 长治 046204)

1 矿井通风系统基本情况分析

1.1 改造前通风系统

隰东煤业的通风方式为中央分列式，通风方法为机械抽出式，主斜井、副立井进风，回风立井回风。本次矿井通风系统优化改造后仍开采2号煤层，矿井通风方式和方法维持现状不变。

2号煤采煤工作面采用一进一回“U”型独立通风系统，新鲜风流由工作面进风巷进入，经工作面后，乏风经工作面回风巷进入采区回风巷—回风大巷—回风立井排至地面。

掘进工作面采用局部通风机压入式通风，利用对旋轴流式局部通风机供风。

1.2 通风系统改造的必要性

现有一采区延伸区采掘工作面通风距离7 600 m，且一采区延伸区回风巷有200 m利用旧巷改造，断面偏小，现有通风路线总体转折点多，通风阻力大；二采区通风距离2 000 m，且为新掘巷道，通风阻力小，两区阻力分布极不平衡。

矿井主通风机利用两台FBCDZ-6-№17B型矿用防爆对旋轴流式风机，配备YBF型660 V、2×110 kW隔爆电动机，额定风量及配套电机功率较小，通过调节现有通风设施给两个采区供风比较困难。

矿井通风系统优化改造的目的是减短通风路线长度、降低通风阻力，保证通风系统稳定、可靠。

1.3 通风系统改造的优点

1) 目前，矿井二采区运输巷、二采区回风巷已开拓完毕，且已与一采区延伸区运输巷和回风巷贯通，进行矿井通风系统改造不需新增井巷工程，只需改变原二采区运输巷、二采区回风巷的使用功能就可以实现。

2) 在矿井通风系统改造过程中，采取相应安全技术措施，矿井的生产作业不受影响。

3) 矿井通风阻力减少，将减轻主通风机运行负荷，提高主通风机运行效率，有利于主通风机的安全运行，增加主通风机的使用年限。

4) 矿井通风系统改造完成后，通风路线将减短，矿井巷道维护工作量减小，有利于降低工人劳动强度，减少巷道维护费用。

5) 矿井通风系统改造不需要新增井巷工程量及通风设备，且主通风机运行效率的提高将减少主通风机运行费用和维护费用[1-2]。

2 通风系统调整方案及优选

2.1 通风系统线路

目前，隰东煤业一采区延伸区回采工作面通风由井田东部的12运输巷、12轨道巷、12回风巷、12机轨联巷、12回风联巷、南翼运输巷、南翼回风巷及一采区延伸区运输巷、一采区延伸区回风巷提供服务，矿井通风路线为：

新鲜风流：副立井(主斜井)—东轨道大巷(东运输大巷)—12轨道巷(12运输巷—12机轨联巷—南翼运输巷—一采区延伸区运输巷—工作面运输巷—工作面。

污风：工作面—工作面回风巷—一采区延伸巷回风巷—南翼回风巷—12回风联巷—12回风巷—东回风大巷—西回风大巷—总回风大巷—回风立井。

现通风路线共转折25次，采掘工作面通风距离约7 600 m.

2.2 通风系统改造方案

方案一：改变系统通风路线，一采区延伸区工作面主通风路线由井田东部的12运输巷、12轨道巷、12回风巷、12机轨联巷、12回风联巷、南翼运输巷、南翼回风巷及一采区延伸区运输巷、一采区延伸区回风巷提供服务改造为由集中运输巷(原二采区运输巷)和集中回风巷(原二采区回风巷)及一采区延伸区运输巷、一采区延伸区回风巷提供服务。

方案一通风路线为：

新鲜风：副立井(主斜井)—西轨道大巷(西运输大巷)—集中运输巷(原二采区运输巷)—一采区延伸区运输巷—工作面运输巷—工作面。

污风：工作面—工作面回风巷—一采区延伸区回风巷—集中回风巷(原二采区回风巷)—总回风大巷—回风立井。

方案一通风线路共转折12次，减少13次；采掘工作面通风距离约5 700 m，减短1 900 m.

方案一通风系统改造需将二采区运输巷变更为集中运输巷，将二采区回风巷变更为集中回风巷，作为矿井的主要进、回风巷道。

方案二：改变通风系统路线，调整二采区回风巷使用功能，将其用于为一采区延伸区服务。

方案二通风路线：

新鲜风流：副立井(主斜井)—东轨道大巷(东运输大巷)—12轨道巷(12运输巷)—12机轨联巷—南翼运输巷—一采区延伸区运输巷—工作面运输巷—回采工作面。

污风：回采工作面—工作面回风巷—一采区延伸巷回风巷—南翼回风巷—12回风联巷—12回风巷—东回风大巷—西回风大巷—总回风大巷—回风立井。

矿井方案二与现通风路线相比，新增1条回风巷道为一采区延伸区服务，一采区延伸区服务的回风巷由1条改造为2条，将减少一采区延伸区部分回风量的回返路程，有利于降低矿井通风阻力。

方案三：改变矿井通风路线，将为一采区延伸区提供回风服务的南翼回风巷、12回风巷密闭，一采区延伸区通过二采区回风巷回风。新鲜风流仍由12运输巷、12轨道巷、12机轨联巷、南翼运输巷提供服务。

方案三通风路线：

新鲜风流：副立井(主斜井)—东轨道大巷(东运输大巷)—12轨道巷(12运输巷)—12机轨联巷—南翼运输巷—一采区延伸区运输巷—工作面运输巷—回采工作面。

污风：回采工作面—工作面回风巷—一采区延伸区回风巷—二采区回风巷—总回风大巷—回风立井。

矿井方案三通风路线与现通风路线相比，改变原回风路线，通风路线长度5 600 m，共转折15次，且新的回风巷道断面较大，与原通风路线相比，通风线路减短2 000 m，转折次数减少10次，将有效降低矿井通风阻力。

2.3 系统优化改造方案比较

2.3.1 技术比较

根据《煤矿安全规程》《煤炭工业矿井设计规范》的相关要求，对三种通风系统改造方案技术进行比较，见表1.

表1 通风系统优化三种方案优缺点对比

从表1分析可知：方案一改造后的矿井通风系统缩短了通风路线，即减少了巷道的维护长度，有利于风量控制、降低矿井总需风量及矿井通风阻力、提高矿井主通风机的运行效率等，虽改造工期较长，但不影响矿井正常生产，因此，从技术分析方面考虑，选用方案一。

2.3.2 经济比较

根据三种方案巷道布置情况，从巷道工程量、投资费用、建设工期等方面进行分析。

方案一：不需要增加井巷工程量，通风系统改造工期约20 d，但不影响矿井正常生产，通风系统改造完成后，运输系统、排水系统、消防洒水系统、压风系统、供电系统等都将优化，矿井整体生产过程中的人员成本将减少约50万元/a，通风设备、管路运行维护成本减少约5万元/a，巷道维护成本减少约3万元/a，其他费用减少约2万元/a，通风系统改造后产生经济效益约60万元/a.

方案二：不需要增加井巷工程量，通风系统改造周期约5 d，通风系统改造完成后对整体生产过程中的人员成本、设备运行维护成本不产生变化。

方案三：不需要增加井巷工程量，通风系统改造工期约25 d，通风系统改造完成后将减少巷道维护费用约1万元/a，其他费用约0.5万元/a，通风系统改造后产生经济效益约1.5万元/a.

从经济方面比较，虽然方案一前期改造工期相对较长，但通风系统改造完成后矿井生产过程产生的经济效益最大，且改造过程中不会对矿井正常生产造成影响，因此从经济方面考虑，选用方案一。

经过对比分析，最终确定矿井通风系统改造方案为方案一。

3 改造结果

经过矿井通风系统优化改造方案的设计，满足了通风要求，保证了工作面供风，为矿井安全生产创造了有利条件，主要结果如下：

1) 通风系统改造后矿井总需风量减少180 m3/min，通风阻力减少1 315 Pa，由中等阻力矿井变为小阻力矿井，通风由中等变为简单。

2) 通风系统改造主要涉及工程有：①12运输巷、12轨道巷、12回风巷、12机轨联巷、南翼运输巷、一采区延伸区运输巷和一采区延伸区回风巷东段的设备、轨道、管路、电缆等拆除。②10项密闭工程和5项风门工程。

3) 通风系统改造工期用时18 d.

4) 制定了通风系统改造过程中的各项安全技术措施，确保了改造过程的变化管控符合安全生产需要。

4 结 语

隰东煤业通过实施方案一后，通风系统得到进一步优化，通风阻力大幅度降低，保障了主通风机的安全运行，为矿井通风系统的稳定、可靠提供了支撑，保证了矿井的安全生产。