關(guān)于召開 2024 山西省煤炭學(xué)會煤礦智能化委員會年會暨千人智庫科創(chuàng)服務(wù)站工作會的通知

     曹村煤礦原設(shè)計能力45萬噸/年，1989年礦井改擴(kuò)建后生產(chǎn)能力90萬噸/年。礦井現(xiàn)生產(chǎn)采區(qū)為二采區(qū)和十采區(qū)兩個采區(qū)，二采區(qū)開采下組10#、11#煤層，設(shè)計生產(chǎn)能力40萬噸/年，十采區(qū)開采2#煤層，設(shè)計生產(chǎn)能力60萬噸/年。

目前，十采區(qū)開采接近井田東部邊界，礦井為延長2#煤的服務(wù)年限，需要將十采區(qū)下山向前延伸，跨躍東部 高速公路保安煤柱1000米，開采高速公路東部2#煤層煤量。

一、通風(fēng)系統(tǒng)改造前現(xiàn)狀及存在問題

1、通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀

礦井通風(fēng)方式為混合式，采用軸流式主扇抽出式通風(fēng)方法，有主、副斜井、平峒三個進(jìn)風(fēng)井，陰底和尚家溝兩個回風(fēng)井，陰底風(fēng)井主要服務(wù)于二采區(qū)，尚家溝風(fēng)井主要服務(wù)于十采區(qū)，礦井總進(jìn)風(fēng)量6034m3/min，總回風(fēng)量6239m3/min，有效風(fēng)量5525m3/min，有效風(fēng)量率86.41%。

陰底風(fēng)井主、備扇均為2K60-4ANO18，電機(jī)功率250KW，風(fēng)葉角度為300，主扇排風(fēng)量3234m3/min，負(fù)壓1577Pa，主扇能力能滿足安全生產(chǎn)需要。

尚家溝風(fēng)井主扇為2K60-1ANO18,，電機(jī)功率310KW,風(fēng)葉角度為350，備扇為2K58-ANO18,電機(jī)功率215KW,風(fēng)葉角度為350,運行主扇排風(fēng)量3160m3/min，負(fù)壓2548Pa，主扇能力不能滿足近期及長期安全生產(chǎn)需要。

2、通風(fēng)系統(tǒng)存在主要問題

(1)十采區(qū)開采接近井田東部邊界，通風(fēng)流程11800米，臨近尚家溝主扇原設(shè)計通風(fēng)能力范圍，隨著十采區(qū)下山向前延伸，跨躍東部 高速公路保安煤柱開采高速公路東部煤量，這將使通風(fēng)流程加長6700米，總流程將達(dá)到19900米左右，勢必造成主扇能力不足，從而影響到礦井安全生產(chǎn)；

(2)十采區(qū)主要通風(fēng)巷道均按原30萬噸/年設(shè)計，巷道斷面小，風(fēng)速超限，03年9月份經(jīng)華北科技學(xué)院測定系統(tǒng)阻力達(dá)到2755.9Pa，礦井通風(fēng)難易程度屬中等偏難；

(3)尚家溝風(fēng)井主備扇能力不匹備，主扇老化、地基基礎(chǔ)下沉嚴(yán)重，造成主扇事故多,檢修工作量大；

(4)隨著十采區(qū)不斷的向下延伸，地溫將會有所增高，瓦斯涌出量隨時可能發(fā)生變化，給通風(fēng)安全管理造成很大困難。

二、通風(fēng)系統(tǒng)改造方案 

鑒于通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀存在的諸多問題及長期生產(chǎn)發(fā)展要求，依照煤礦安全管理規(guī)定，根據(jù)集團(tuán)公司要求，，必須對礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，從而確保安全生產(chǎn)，以滿足礦井持續(xù)發(fā)展的要求。集團(tuán)公司總工程師楊新華攜同有關(guān)處室先后多次深入曹村礦井上、下進(jìn)行現(xiàn)場辦公，本著經(jīng)濟(jì)技術(shù)可行的思路，最初提出三套方案，經(jīng)過論證最后確定如下方案：

礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造,以十采區(qū)為主二采區(qū)為輔。對十采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)，在尚家溝施工一立井作為回風(fēng)井，將原回風(fēng)井改為進(jìn)風(fēng)井，525水平施工一條總回風(fēng)巷，并進(jìn)一步優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，更換尚家溝主扇兩臺。對二采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)，施工550通風(fēng)立眼，巷修550進(jìn)風(fēng)大巷，調(diào)整500大巷進(jìn)風(fēng)量，基本實現(xiàn)二采區(qū)主進(jìn)風(fēng)為600平峒。通過對現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行徹底改造，以滿足礦井持續(xù)發(fā)展的要求。

三、通風(fēng)系統(tǒng)改造方案實施步驟 

系統(tǒng)改造方案分兩步完成。第一步：到2004年底尚家溝先安裝主扇一臺，并配套完成十采區(qū)進(jìn)風(fēng)巷、十采區(qū)回風(fēng)巷巷道刷擴(kuò)，十采區(qū)回風(fēng)補巷施工，來增大斷面，盡可能地減少系統(tǒng)阻力；在二采區(qū)皮帶巷與其上方原550水平進(jìn)風(fēng)大巷之間施工一條進(jìn)風(fēng)立眼，解決更換尚家溝主扇后，500水平進(jìn)風(fēng)大巷1500米至1900米段，由于風(fēng)量增加風(fēng)速超限問題更換。第二步：到2006年10月完成尚家溝回風(fēng)立井，總回風(fēng)巷，移主扇一臺，再更換一臺同等能力的主扇。主要工程具體情況見下表：

礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造主要工程安排表

$Page_Split$

四、通風(fēng)系統(tǒng)改造十采區(qū)風(fēng)量分配

1、前期：生產(chǎn)格局為一個綜采工作面、一個備用工作面、六個掘進(jìn) 工作面、六個峒室。

各用風(fēng)點風(fēng)量為

綜采工作面：800m3/min

備用工作面400m3/min

六個掘進(jìn)工作面6×400=2400m3/min

六個峒室100×5+150=650m3/min

礦井總風(fēng)量共計為：

Q需=（∑Q采+∑Q掘+∑Q峒+∑Q其它）×K通

=（1200+2400+650）×1.25=5313m3/min=88.6m3/S

2、中期：生產(chǎn)格局為一個綜采工作面、一個備用工作面、六個掘進(jìn)工作面、八個峒室。

各用風(fēng)地點風(fēng)量為：綜采工作面800m3/min；備用工作面400m3/min；六個掘進(jìn)工作面6×400=2400m3/min；八個峒室100×7+150=850m3/min

礦井風(fēng)量為:

Q需=(∑Q采+∑Q掘+∑Q峒室+∑Q其它)×K通

=(1200+2400+850)×1.25=5563m3/min=92.7m3/s

3、后期：生產(chǎn)格局為一個綜采工作 面、一個備用工作面、六個掘進(jìn)工作面、十二個峒室。

各用風(fēng)地點風(fēng)量為：

綜采工作面800m3/min

備用工作面400m3/min

六個掘進(jìn) 工作面6×400=2400m3/min

十二個峒室100×11+150=1250m3/min

礦井 風(fēng)量為：

Q需=(∑Q采+∑Q掘+∑Q峒室+∑Q其它)×K通

=（1200+2400+1250）×1.25=6063m3/min=101m3/s

五、十采區(qū)前、中、后期系統(tǒng)負(fù)壓和尚家溝主扇選型

1、通風(fēng)系統(tǒng)負(fù)壓

方案前、中、后期通風(fēng)流程和負(fù)壓計算結(jié)果如下：初285.86mmH2O

H中415.43mmH2O,H后506.82mmH2O

2、風(fēng)機(jī)選型

根據(jù)各種技術(shù)數(shù)據(jù)，集團(tuán)公司和礦上有關(guān)技術(shù)人員同南陽防爆集團(tuán)公司技術(shù)人員反復(fù)論證，最后選定與礦井系統(tǒng)相配套的主扇，型號為BDK65-8-ＮＯ.26型，為ＢＤＫ系列高效節(jié)能礦用防爆對旋式主通風(fēng)機(jī)，該主扇主要技術(shù)參數(shù)：電動機(jī)功率400KW、風(fēng)機(jī)最高靜壓效率85%、額定風(fēng)量60--160 m3/s、額定電壓6000V、額定負(fù)壓500--5200Pa、額定轉(zhuǎn)速740r/min、 葉輪輪轂有五個角度可調(diào)整風(fēng)量、電機(jī)定子溫度不超過120度、滾動軸承正常工作溫度不大于７０度。

該主扇主要 特點：效率高、溫度低、振動小、噪聲低、軸承溫度低、過載能力強(qiáng)等。

六、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

1、初期投資

投資估算總費用934萬元

其中：礦建784萬元（立井井筒234萬元，井筒梯子間40萬元，風(fēng)道和安全出口7.5萬元,總回風(fēng)巷350萬元,進(jìn)風(fēng)補巷72.5萬元,風(fēng)井施工巷80萬元）

機(jī)電安裝140萬元

土建10萬元

2、主扇運行費用

119.4萬元/年。

六、方案優(yōu)缺點

1、優(yōu)點

（1）無需解決征地、電源、修路等問題；

（2）施工工藝簡單法；

（3）安全系數(shù)高；

（4）投入少，工期短；

（5）整個改造期間礦井能正常生產(chǎn)；

（6）由于主要改造井巷工程均為煤巷，預(yù)計整個改造工程全部完工后，可為礦井增加2#原煤產(chǎn)量6萬噸，直接經(jīng)濟(jì)效益2400萬元 。

2、缺點

1）由于十采區(qū)后期生產(chǎn)通風(fēng)流程太長，風(fēng)量不能維持現(xiàn)有60萬噸/年需要，可采取降低生產(chǎn)規(guī)模來保證安全生產(chǎn)；

2）立井井筒需裝配梯子間；

七、系統(tǒng)改造方案結(jié)論

曹村礦擴(kuò)區(qū)勘探工作正在進(jìn)行，但至今僅施工兩個鉆孔，其中4#孔96.3米,預(yù)計1300米見煤,擴(kuò)區(qū)地質(zhì)及水文條件資料不詳,本方案僅解決擴(kuò)區(qū)約三分之一面積的通風(fēng)問題,擴(kuò)區(qū)另三分之二煤層處于欠風(fēng)水平,煤層賦存條件,地質(zhì)儲量等數(shù)據(jù)尚在調(diào)查階段,可能屬地壓大、高瓦斯區(qū)域。鑒于以上情況,經(jīng)過徹底的系統(tǒng)改造后,可滿足礦井2#煤延伸開采需要。