“一通三防”是保證煤礦安全生產(chǎn)的核心。所謂“一通三防”指的是在有效通風(fēng)系統(tǒng)的作用下對(duì)煤礦綜采工作面中的煤塵、瓦斯以及火災(zāi)等事故起到預(yù)防作用，可見通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)于煤礦生產(chǎn)的作用性。但是，在實(shí)際生產(chǎn)中由于工作面的不斷擴(kuò)展，在設(shè)計(jì)初期設(shè)計(jì)的通風(fēng)系統(tǒng)并不能夠完全滿足實(shí)際生產(chǎn)的需求，尤其對(duì)于衰減礦井而言必須要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，保障工作面生產(chǎn)的安全性[1]。本文著重對(duì)某衰減礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，并對(duì)改造后的運(yùn)行效果進(jìn)行驗(yàn)證。

　　1 衰老礦井的界定及通風(fēng)現(xiàn)狀分析

　　1.1 衰老礦井的界定

　　所謂衰減礦井指的是其開采煤炭?jī)?chǔ)量與其當(dāng)前生產(chǎn)系統(tǒng)的能力需求不匹配，且其通風(fēng)系統(tǒng)中的通風(fēng)設(shè)備已出現(xiàn)老化、通風(fēng)距離過長(zhǎng)以及通風(fēng)阻力大等問題的礦井。總的來說，衰減礦井的特征可總結(jié)歸納如下：

　　1) 礦井生產(chǎn)能力下降;2) 礦井生產(chǎn)的安全性較差;3) 礦井所配置的生產(chǎn)系統(tǒng)布局不合理;4) 礦井的競(jìng)爭(zhēng)力弱等。

　　此外，針對(duì)衰老礦井，其通風(fēng)系統(tǒng)存在通風(fēng)路線過長(zhǎng)對(duì)應(yīng)通風(fēng)阻力過大、所配置通風(fēng)設(shè)備與通風(fēng)能力不匹配以及存在較為嚴(yán)重的漏風(fēng)現(xiàn)象等特點(diǎn)。

　　某礦井在設(shè)計(jì)初期的生產(chǎn)能力為1.5 Mt/a, 剩余可采儲(chǔ)量約為40 Mt, 對(duì)應(yīng)可開采年限小于10 年。結(jié)合衰老礦井的相關(guān)判定指標(biāo)，確定該礦屬于衰老礦井。

　　1.2 通風(fēng)現(xiàn)狀分析

　　目前，該礦井采用中央并列式通風(fēng)，其對(duì)應(yīng)進(jìn)風(fēng)口主要為主斜井和副立井兩個(gè)，對(duì)應(yīng)的回風(fēng)井分別位于該礦井的東西兩側(cè)。隨著工作面開采的不斷進(jìn)行及開采條件的日益復(fù)雜，導(dǎo)致當(dāng)前通風(fēng)條件和通風(fēng)效果處于相對(duì)較差的狀態(tài)，具體表現(xiàn)為：工作面通風(fēng)段面積較小，導(dǎo)致通風(fēng)過程中的阻力較大;在現(xiàn)有通風(fēng)條件下東側(cè)回風(fēng)井和西風(fēng)井存在嚴(yán)重的漏風(fēng)現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅著工作面的安全生產(chǎn)[2]。

　　因此，針對(duì)該礦井通風(fēng)系統(tǒng)的改造旨在降低通風(fēng)過程中的風(fēng)阻，提高工作面風(fēng)量的利用率，解決東、西兩個(gè)回風(fēng)井的漏風(fēng)現(xiàn)象。對(duì)該礦井24501工作面的風(fēng)量及風(fēng)阻進(jìn)行測(cè)量，風(fēng)量測(cè)定結(jié)果如表1所示，風(fēng)阻模擬如圖1所示。

　　2 通風(fēng)系統(tǒng)改造方案的確定

　　根據(jù)24501工作面礦井通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀綜合分析的基礎(chǔ)上并結(jié)合當(dāng)前可采用改造方案的基礎(chǔ)上，針對(duì)24501工作面特?cái)M定如下3種改造方案：

　　方案一：在現(xiàn)有西回風(fēng)井的基礎(chǔ)上，將原東回風(fēng)井進(jìn)行封閉，并將東回風(fēng)井原通風(fēng)斷面面積擴(kuò)大為8 m2,并對(duì)應(yīng)地將西風(fēng)井通風(fēng)機(jī)重新進(jìn)行選型，保證其滿足4 500 m3/min的通風(fēng)要求;

　　方案二：在現(xiàn)有西回風(fēng)井的基礎(chǔ)上，將原東回風(fēng)井進(jìn)行封閉，東回風(fēng)井原通風(fēng)斷面面積保持不變，并對(duì)應(yīng)的將西風(fēng)井通風(fēng)機(jī)重新進(jìn)行選型，保證其滿足4 500 m3/min的通風(fēng)要求;

　　方案三：將原通風(fēng)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的東、西兩側(cè)回風(fēng)井均封閉，同時(shí)，將工作面中的皮帶斜井作為新的回風(fēng)井，原進(jìn)風(fēng)井依然為主斜井和副立井。即，將原“二井二回”的通風(fēng)方式改進(jìn)為“二進(jìn)一回”。

　　上述三種通風(fēng)改造方案的優(yōu)缺點(diǎn)分析如下：

　　1) 方案一需對(duì)東回風(fēng)井進(jìn)行擴(kuò)巷操作，其對(duì)應(yīng)的工程量較大，該方案并未解決西回風(fēng)井漏風(fēng)現(xiàn)象嚴(yán)重的問題;但是，方案一將東回風(fēng)井封閉，節(jié)省了東側(cè)通風(fēng)機(jī)運(yùn)行的費(fèi)用，降低能耗;

　　2) 方案二與方案一相比，并未對(duì)東回風(fēng)井進(jìn)行擴(kuò)巷操作，在當(dāng)前風(fēng)量的條件下容易導(dǎo)致巷道內(nèi)風(fēng)速超過限值，從而增加工作面主通風(fēng)機(jī)的能耗;

　　3) 方案三將東西兩側(cè)回風(fēng)井均進(jìn)行封閉，啟用皮帶斜井作為新的回風(fēng)井，解決了原回風(fēng)井漏風(fēng)嚴(yán)重的現(xiàn)象;此外，采用一個(gè)回風(fēng)井可有效降低工作面的能耗。此項(xiàng)改造方案僅需將原東西兩回風(fēng)井中對(duì)應(yīng)的通風(fēng)機(jī)搬至皮帶斜井即可，工程量較小[3]。

　　因此，綜合對(duì)比上述3種通風(fēng)改造方案的優(yōu)劣勢(shì)，最終選擇方案三為最佳改造方案。需要注意的是，基于方案三對(duì)現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造需根據(jù)改造后的通風(fēng)情況對(duì)通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行重新選型。

　　3 改造方案的具體實(shí)施及效果評(píng)價(jià)

　　基于方案三對(duì)24501工作面通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，為保證改造后工作面通風(fēng)系統(tǒng)的高效性需根據(jù)改造后工作面的通風(fēng)情況對(duì)通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行選型[4]。經(jīng)數(shù)值模擬分析，對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)采用方案三進(jìn)行改造后其通風(fēng)條件如表2所示。

　　對(duì)改造后工作面礦井各個(gè)段的通風(fēng)阻力進(jìn)行測(cè)定，其對(duì)應(yīng)阻力分別如下：工作面進(jìn)風(fēng)段的阻力值為431.89 Pa; 工作面用風(fēng)段的阻力值為532.08 Pa; 工作面回風(fēng)段的阻力值為888.03 Pa。

　　根據(jù)表2中改造后工作面的通風(fēng)條件，為其配置新的通風(fēng)機(jī)的型號(hào)為BDK-2-NO.20,并結(jié)合“一用一備”的原則為其配置2臺(tái)通風(fēng)機(jī)。該通風(fēng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為940 r/min, 配置防爆電機(jī)的額定功率為160 kW。

　　此外，針對(duì)該改造方案除了選擇合適的通風(fēng)機(jī)外，為保證工作面生產(chǎn)的安全性，還需將工作面的消防材料庫(kù)、火藥庫(kù)以及變電站等移送至回風(fēng)巷道內(nèi)[5]。

　　對(duì)原通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造后，整個(gè)工作面通風(fēng)系統(tǒng)的布局更加合理、科學(xué)。經(jīng)改造后，工作面通風(fēng)阻力值由原2.511 7 kPa降低至1.940 kPa, 滿足《煤礦井工開采通風(fēng)技術(shù)條件》中所規(guī)定的風(fēng)阻小于2 kPa的要求。

　　4 結(jié)語

　　通風(fēng)系統(tǒng)為礦井“肺部”,其為工作面提供新鮮的空氣，在保證工作面安全生產(chǎn)的同時(shí)，為作業(yè)人員提供較為舒適的工作環(huán)境。隨著礦井工作面生產(chǎn)的不斷推進(jìn)，原通風(fēng)系統(tǒng)在風(fēng)量、風(fēng)阻等參數(shù)上不滿足實(shí)際生產(chǎn)的需求，且在回風(fēng)巷存在嚴(yán)重的漏風(fēng)現(xiàn)象。本文以24501工作面為例對(duì)其通風(fēng)系統(tǒng)的原回風(fēng)井進(jìn)行封閉，重新選擇皮帶斜井為新的回風(fēng)井的“兩進(jìn)一回”的通風(fēng)方式，并為其配置BDK-2-NO.20的通風(fēng)機(jī)。經(jīng)實(shí)踐表明，經(jīng)改造后工作面風(fēng)阻由2 511.7 Pa降低至1 940 Pa。

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　　《礦井通風(fēng)系統(tǒng)的改造及其效果分析》來源：《山西化工》，作者：豆小勤