關(guān)于召開第六屆山西省煤炭總工程師論壇暨山西省煤炭安全綠色智能開采論壇的通知

礦井合并時的通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造

劉建和

大同煤礦集團(tuán)公司大斗溝煤業(yè)公司

摘 要：介紹了大斗溝煤礦將2個通風(fēng)系統(tǒng)獨立的大井和南井進(jìn)行合并改造的過程，成功地將一座開采技術(shù)條件落后的小井合并到大井系統(tǒng)內(nèi)，增加了大井的服務(wù)年限。

關(guān)鍵詞：礦井合并；資源整合；優(yōu)化；改造；

大斗溝煤礦有2個井：一個大斗溝大井，另一個是資源整合劃撥過的大西溝南井，二個井各自有獨立的通風(fēng)系統(tǒng)，大井采用綜采工藝采煤，南井沿用炮采工藝采煤，到2007年底，大井核實開采儲量剩670萬噸，南井核實開采儲量剩293萬噸。大井繼續(xù)使用綜采工藝采煤服務(wù)年限剩5年，南井沿用炮采工藝采煤服務(wù)年限有30年。為淘汰落后的炮采工藝采煤方法，提高煤炭資源開采率，延長大井礦井服務(wù)年限，經(jīng)技術(shù)改造將兩井連通，使2個獨立的通風(fēng)系統(tǒng)合并為一個獨立通風(fēng)系統(tǒng)，為同類資源整合礦井提供了可借鑒的經(jīng)驗。

1  礦井概況

大斗溝大井于1957年由大同礦務(wù)局設(shè)計處設(shè)計，設(shè)計能力45萬t/年，1960年9月投產(chǎn)，1963年達(dá)產(chǎn)，1976年進(jìn)行了技術(shù)改造，改造后1984年綜合能力達(dá)164萬t,服務(wù)至1993年末，礦井2號煤層、3號煤層儲量日漸枯竭，為此將大西溝礦礦井部分井田劃給大斗溝礦作為擴(kuò)區(qū)延伸，開采11號層、14^-2號、14^-3號煤層，2002年同煤集團(tuán)公司將大西溝南井劃歸大斗溝礦開采，2006年大井核定生產(chǎn)能力在185萬噸，大西溝南井核定生產(chǎn)能力在15萬噸。

大井礦井采用平峒單水平上下山方式開拓，壓入式通風(fēng)，有2個生產(chǎn)盤區(qū)，分別為14^#層416盤區(qū)，14^#層422盤區(qū)。有7個井口，一個進(jìn)風(fēng)井口（東井主井）、5個回風(fēng)井口（東井副井、六風(fēng)井、四風(fēng)井、三風(fēng)井和1200平峒），AGF606－2.82—1.54—2型主要通風(fēng)機安裝在東井主井，,供風(fēng)能力為13300米³/分。主要運輸大巷在1200水平，開采總體規(guī)劃是盤區(qū)前進(jìn)式，工作面后退式，使用的采煤工藝為綜采；掘進(jìn)工藝為機掘、炮掘。

大西溝南井的通風(fēng)方式中央并列式，抽出式通風(fēng)。有2個井口，一個進(jìn)風(fēng)井口（南井主井）、一個回風(fēng)井口（南井副井），F(xiàn)BDCZNo16型主要通風(fēng)機安裝在南井副井，供風(fēng)能力為2460米³/分。主要運輸大巷在1016水平，開采總體規(guī)劃是盤區(qū)前進(jìn)式，工作面后退式，受原井巷斷面限制，采煤工藝沿用炮采，掘進(jìn)工藝為炮掘。

2  技術(shù)改造方案的確定

2.1 技術(shù)改造方案

大西溝南井目前工作面的開采方式為刀柱式采煤，運煤系統(tǒng)全部為礦車運輸，由于采煤工藝落后，煤炭資源損失較大，為了提高煤炭回采率，須采用綜采設(shè)備，由于南井運輸能力差，為此還需從大井向南井補掘一條1400米的運煤巷道，針對南井現(xiàn)有的通風(fēng)狀況，提出以下改造方案。1方案一：南井現(xiàn)有的通風(fēng)系統(tǒng)不變，調(diào)整南井主扇風(fēng)葉，調(diào)整主要通風(fēng)機到最大風(fēng)量，開掘一條大井與南井連通的運煤巷道，并使其由大井向南井供風(fēng)。2方案二：從大井往南井開掘兩條供風(fēng)巷道（運煤皮帶巷、材料運輸巷），停止南井主要通風(fēng)機，使大井與南井合并為一個通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，由大井負(fù)責(zé)南井的供風(fēng)。

2.2 南井困難時期配風(fēng) 

   綜采工作面1個，910m³/min；備采工作面1個，500m³/min；機掘工作面2個，550*2 m³/min；炮掘工作面1個，350m³/min；峒室和水倉3個，350m³/min；1016尾巷，300m³/min；合計有效風(fēng)量3510 m³/min；

考慮1.25的通風(fēng)系數(shù)礦井總供風(fēng)量為4388m³/min

2.3 技術(shù)改造方案需做的工程

1）方案一：南井通風(fēng)系統(tǒng)不變，調(diào)整主要通風(fēng)機風(fēng)量至最大排風(fēng)量3768 m³/ min，由于南井副井擔(dān)負(fù)提升人員的任務(wù)，考慮15%的外部漏風(fēng)則最大供給井下供風(fēng)量為3200 m³/min，為此，存在1188m³/min用風(fēng)空缺，需大井往南井供風(fēng)1188m³/min，大井與南井形成壓抽混合式通風(fēng)。為完成該系統(tǒng)，需做的工程主要有：1調(diào)整主要通風(fēng)機風(fēng)葉，使主扇風(fēng)量達(dá)到最大排風(fēng)量；2對南井現(xiàn)有的進(jìn)、回風(fēng)巷進(jìn)行擴(kuò)巷，1016運輸巷由現(xiàn)在的2米高×3米寬擴(kuò)至3米高×3.5米寬，長為1900米；1016回風(fēng)巷由現(xiàn)在的2米高×3米寬擴(kuò)至3米高×3.2米寬長為1920米；3從大井14^#422盤區(qū)往南井1016運輸巷開掘一條1400米長3米高*3.2米寬的運煤皮帶巷。

2）方案二：從大井往南井開掘2條供風(fēng)巷道（運煤皮帶巷、材料運輸巷），停止南井主扇，使大井與南井合并為一個通風(fēng)系統(tǒng)，由大井主井主要通風(fēng)機負(fù)責(zé)南井的供風(fēng)。為完成該系統(tǒng)，需做的工程主要有：1從大井14^#422盤區(qū)往南井1016運輸巷開掘兩條1400米長3米高×3.2米寬的運煤皮帶巷和材料運輸巷；2對南井1016回風(fēng)巷的1016拐彎至新開424盤區(qū)口進(jìn)行擴(kuò)巷由2米高×3米寬擴(kuò)至3米高×3.2米寬，該段巷長為600米；3停止南井主扇供風(fēng)；4根據(jù)大井與南井生產(chǎn)銜接隨時調(diào)整風(fēng)量，保證南井在用風(fēng)困難時期時風(fēng)量能達(dá)到4388 m³/min。

2.4  技術(shù)改造方案對比

    在通風(fēng)系統(tǒng)管理上，方案二較方案一通風(fēng)系統(tǒng)簡單，因大井為正壓通風(fēng)、南井為負(fù)壓通風(fēng)，如采取壓抽混合，兩井通風(fēng)系統(tǒng)相互影響，會造成通風(fēng)系統(tǒng)不穩(wěn)定。在經(jīng)濟(jì)管理上，方案二較方案一經(jīng)濟(jì)，1臺主要通風(fēng)機運行比2臺主要通風(fēng)機運行更便于集中管理，且可降低通風(fēng)成本。綜上所述，方案二較優(yōu)于方案一，因此選擇方案二。

3   技術(shù)改造過程

3.1 通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)模擬解算

為了保證大井與南井通風(fēng)系統(tǒng)合并改造的安全可靠、技術(shù)可行和經(jīng)濟(jì)合理。首先對通風(fēng)系統(tǒng)改造方案進(jìn)行了通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)模擬，經(jīng)過實施網(wǎng)絡(luò)模擬，結(jié)果顯示，大井和南井通風(fēng)系統(tǒng)貫通后，通過對南井部分巷道進(jìn)行降阻，根據(jù)風(fēng)機分支固定風(fēng)量進(jìn)行模擬得出的礦井通風(fēng)系統(tǒng)工況點為風(fēng)量270.6 m³/s，風(fēng)壓為3120 Pa，結(jié)果表明，方案改造實施后，大井東井主扇可以滿足南井在困難時期通風(fēng)要求。

3.2 技術(shù)改造實施階段

1）從大井和南井分別開口掘進(jìn)大井與南井的聯(lián)通巷道，在大井與南井的聯(lián)通巷道貫通后，在南井側(cè)先構(gòu)筑密閉隔離，仍保持大井與南井的各自獨立通風(fēng)系統(tǒng)。

2）對南井的主要進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)巷道進(jìn)行擴(kuò)巷，減小南井通風(fēng)巷道的風(fēng)阻，確保兩井貫通后的礦井總阻力增高幅度不大。

3）在大井和南井構(gòu)筑改風(fēng)設(shè)施和備足改風(fēng)物料，達(dá)到兩井通風(fēng)系統(tǒng)合并時的改風(fēng)需要，然后在改風(fēng)的前一天，將大井與南井的隔離密閉改為風(fēng)門，改風(fēng)時，只利用風(fēng)門開關(guān)即可實現(xiàn)改風(fēng)，縮短改風(fēng)時間。

4）改風(fēng)時停止南井主要通風(fēng)機，然后調(diào)整各盤區(qū)風(fēng)量，調(diào)完盤區(qū)風(fēng)量再調(diào)整各工作面風(fēng)量，使各用風(fēng)地點風(fēng)量達(dá)到配風(fēng)要求。

5）兩井經(jīng)過技術(shù)改造合并后，礦井各盤區(qū)風(fēng)量變化不大，都能滿足現(xiàn)有用風(fēng)地點風(fēng)量，礦井的主要通風(fēng)路線雖比以前增長約1600米，但提前已對風(fēng)阻大的巷道進(jìn)行了擴(kuò)巷降阻，實施改風(fēng)后，礦井風(fēng)壓未增加還有所減少，由未改風(fēng)前的300mmH₂O降到290mmH₂O。

大斗溝煤礦大井與南井的合并改造是資源整合礦井技術(shù)改造的成功案例，它大幅提高煤炭資源采出率，保證了煤礦生產(chǎn)的安全運行，且為促進(jìn)煤炭工業(yè)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展創(chuàng)出一條新路。

作者簡介：劉建和，1965年8月生，男， 1988年7月畢業(yè)于河南焦作礦院，高級工程師，現(xiàn)任大同煤礦集團(tuán)公司大斗溝煤業(yè)公司總工程師