浅析榆家梁煤矿52煤通风系统技术改造

摘要：榆家梁煤矿地处陕西省神木县店塔镇，是神东煤炭集团所属生产矿井之一。文章对榆家梁煤矿通风系统现在及将来可能存在的问题提出改造方案，并通过风量、风压计算对改造后的通风效果及效益进行了分析。

关键词：榆家梁煤矿；52煤；通风系统；风量计算；风压计算；通风阻力计算 文献标识码：A

中图分类号：TD724 文章编号：1009-2374（2015）29-0038-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.29.019

1 榆家梁煤矿基本情况

1.1 矿井现状

榆家梁煤矿地处陕西省神木县店塔镇，是神东煤炭集团所属生产矿井之一。矿井核定生产能力1630万吨/年，井田面积56.34km2，地质储量5.04亿吨，可采储量3.84亿吨。井田煤层赋存稳定、结构简单，属于平缓单斜构造。井田内煤质优良，具有特低灰、特低硫、特低磷、高发热量等特点，属于长焰不黏煤，是优质动力、化工、工业和民用煤。矿井属低瓦斯矿井。

榆家梁矿正在开采的煤层为3层，52煤、42煤及43煤。各煤层均是独立的通风系统。52煤采用中央并列式通风，两进一回，52煤辅运平硐和主斜井进风，52煤回风平硐回风。42煤采用中央并列式通风，一进一回，42煤辅运平硐进风，42煤回风平硐回风；43煤采用中央并列式通风，一进一回，43煤辅运平硐进风，43煤回风平硐回风。42煤于2012年10月综采已开采完毕，只留下一个连采工作面回收剩余煤柱。

1.2 矿井通风系统存在问题及改造的必要性

原52煤生产系统布置了一个综采面、一个连采面，由于井田面积较大，52煤大巷长度达到8150m左右，辅运大巷进风量10931m3/min，通风阻力达2000Pa，而且52煤回风大巷风速达9m/s，超过了煤矿安全规程的允许值。根据生产接续计划，42煤于2012年10月综采开采完毕后，综采面将搬至52煤四盘区开采。届时，52煤将布置两个综采面、三个连采面，需风量达12660m3/min。而且52煤辅运平硐井口在井田西部，据四盘区综采面平均距离达8150m左右，通风距离长，通风阻力大。经计算，若采用原有通风系统，通风阻力将达7300Pa，因此必须对通风系统进行改造。

2 主要技术方案的确定

2.1 提出可行性方案

要保证矿井正常生产，通风系统正常运行，降低通风阻力，必须解决以下问题：（1）52煤辅运平硐、主斜井据四盘区综采面平均距离达8150m左右，根据通风阻力公式，风阻与通风距离成正比，因此降低通风距离可以有效降低通风阻力；（2）52煤后期需风量12660m3/min，若只采用目前的两进一回，则52煤辅运平硐、主斜井及回风平硐风流必超速，因此必须增加新的进回风口。

针对以上问题，提出以下两个方案：方案一：在井田东部，靠近四盘区地区施工新的进回风立井，为52煤四盘区提供进回风服务，实现分区通风；方案二：42煤综采工作已结束，只剩下一个连采面回收煤柱，用风量仅约为2750m3/min，因此主扇将有部分剩余能力。42煤辅运平硐在井田中部，据52煤四盘区平均水平距离在2200m左右，极大地缩短了通风距离。因此可以考虑利用42煤主扇剩余能力为52煤四盘区服务，而52煤二盘区则利用原通风系统。

现计算52煤、42煤需风量。按采煤、掘进、硐室、备用工作面、稀释无轨胶轮车废气和其他用风地点需风量等风量的总和计算：

式中：

——采煤工作面需风量总和，m3/min

——备用工作面需风量总和，m3/min

——掘进工作面需风量总和，m3/min

——独立通风硐室实际需风量总和，m3/min

?——稀释无轨胶轮车尾气需风量之和，m3/min

他——除了采煤、掘进、备采工作面和硐室地点外，其他井巷需风量之和，m3/min

——矿井通风系数，取1.10

经计算，榆家梁矿52煤需风量为12660m3/min，42煤需风量为2749.8m3/min。矿井两层煤总计共需15409.8m3/min。

52煤和42煤主扇参数如表1所示。

2.2 工程实施

具体改造工程如下：（1）在52煤101联巷至42煤辅运平硐之间施工一个直径4m的进风暗立眼（长90m），使部分风流可以从42煤辅运平硐进入52煤层；（2）52煤三盘区局部施工一段2#回风巷（长1500m，断面5m×2.8m），在2#回风巷正对42煤回风大巷的位置施工一个直径为4m的回风暗立眼。

通过以上工程，可实现将52煤二盘区及四盘区的进回风线路分开，实行分区通风。二盘区的风流主要从52煤现有的辅运平硐、辅运大巷及主斜井、主运大巷进入各用风点，回风由52煤回风大巷及52煤回风平硐完成；四盘区工作面的进风由42煤辅运平硐经过新建进风暗立眼进入52煤，回风由52煤回风大巷、回风暗立眼、42煤回风平硐排出。

2.3 计算结果

根据榆家梁矿采掘计划安排，当52煤同时回采52216工作面及52408工作面时，矿井通风阻力最大，因此将此时作为矿井通风困难时期。通风困难时期矿井通风阻力计算结果如表2所示。

由表2可知，在通风困难时期，52煤及42煤风机工作状态均处在合理工作范围内。52煤矿井等级孔为3.81m，42煤矿井等级孔为3.87m，两层煤均通风容易。

3 通风技术改造效果及经验

3.1 通风技术改造的效果

榆家梁煤矿于2012年9月完成了所有通风系统的技术改造工程，各项参数与设计相符合，改造达到了预期目的。

3.2 通风技术改造的经验

矿井随着开采的不断延伸，通风线路必然随之加长，而且通风系统也会日趋复杂。为了满足正常的生产需要及安全要求，有必要进行适当的通风系统技术改造。从榆家梁矿的通风系统改造结果分析，可总结出以下三项通风系统改造的经验：（1）矿井通风系统改造必须利用通风优化理论对通风系统进行充分调查和分析，提出技术改造方案，对各方案从技术可行性、安全可靠性、经济实用性等方面的综合比较选优，确定最优方案。（2）风井位置的选取：一般是选在后期开采区域中心或边界附近，通过缩短通风线路长度，简化通风系统复杂程度，来达到降低矿井通风阻力的目的。同时还要考虑安全出口的设置，方便人员逃生。（3）从经济角度考虑，在符合上述条件的前提下，应尽量减少土地占用，避免重新进行征地，可减少相关的费用，同时还能缩短技改工期。各项改造工程应首先考虑利用现有的井巷系统和通风设备，充分发掘其潜力，在其基础上进行合理调整。尽量减少开拓工程和基本建设项目，减少新设备的投入，以达到经济、高效的目的。

参考文献

[1] 张国枢，等.通风安全学[M].北京：中国矿业大学出版社，2000.

[2] 姚尔义.生产矿井的通风技术改造[J].煤矿安全，2003，（1）.

作者简介：郭跃龙（1987-），男，山西太原人，神东设计公司助理工程师。

（责任编辑：陈 倩）