毛郢孜煤礦通風係統改造成果及應用

摘　要：介紹了毛郢孜煤礦通風係統的現狀及經過調查研究找出了解決通風問題的辦法，並取得了明顯的經濟效益。
關鍵詞：通風係統；風量；風壓
中圖分類號：TD724　　　文獻標識碼：B　　　文章編號：1008-8725(1999)05-0021-02

Improvement and application of the ventilation system in Maoyingzi coal mine

LIU Yan-jun, REN Hua-min

(Maoyingzi Coal Mine, Wanbei Coal Mine Bureau,Xiaoxian 235292,China)

Abstract:The state of ventilation system in Maoyingzi coal mine and solving method are introduced.It has made striking benefit.
Key words:ventilation system;　wind quantity;　wind pressure

0　前言
　　皖北礦務局毛郢孜煤礦原設計能力為21萬t/年，1978年簡易投產，經過一、二期技術改造，生產能力提高到45萬t/年，1989年達產，1993年和1994年生產原煤均超過54萬t。隨著開采深度的增加和生產能力的提高，瓦斯湧出量逐漸增大，特別是二水平投產以來，火成岩侵蝕程度越來越嚴重，火成岩區煤層瓦斯湧出量增大，礦井風量已不能滿足生產的需要。生產的日益擴大與風量不足形成一對主要矛盾。當安全與生產發生矛盾時，必須無條件地服從“安全為天”的生產方針，要發展生產，就必須首先解決通風問題。

1　通風改造的必要性
　　隨著生產的發展，開采深度的增加以及火成岩侵蝕麵積的加大，南風井1984年安裝的兩台70B2-21N0.18型軸流式155 kW的風機，負壓133 mm水柱，風量2 300 m³/min，效率45%，滿足不了生產的需要，造成礦井通風能力嚴重不足。按45萬t/年計算，欠風量達1200 m³/min，一些采掘工作麵瓦斯超限頻繁，造成掘進工作麵無法放炮，隻能采用風鎬掘進和采煤工作麵時幹時停的被動局麵，采煤與掘進相互爭風，嚴重威脅著安全生產。1991年4月12日，該礦曾在Ⅱ314掘進工作麵發生一起瓦斯爆炸02manbetx.com ，死亡4人，造成直接經濟損失20多萬元。在安全第一的前提下，采取的措施隻能是“以風定產”。因此，進行通風改造，增加風量，已是當務之急。

2　通風現狀的調研03manbetx 及解決方法
2.1　通風現狀
　　由於該礦原設計井型小，南風井位於主副井以南800 m，偏離儲量中心，南風井及-80 m回風巷斷麵小，隻有4 m²，風量增大後，風速超限，阻力大。
　　由於受火成岩侵蝕的影響，井田的可采範圍象一個“三角形”，而南風井位於一個角上。進入二水平以後，礦井的可采煤量均位於井田的北翼，而風井位於井田的南翼，這樣就形成了“南風北調”的不合理局麵，通風線路長，阻力大，漏風多。
　　南風井使用的兩台軸流式風機，屬淘汰產品，效率低，隻有50%左右，耗電量大，繼續使用這樣的風機是一種很大的浪費。
2.2　改造方案和改造方法
2.2.1　改造方案
　　通過調查研究提出三個改造方案：方案一：更換南風井的風機。優點是可利用現有的工業廣場，在南風井的另一側立即就可以破土動工，投資少，見效快，工期短；缺點是通風線路長，阻力大，負壓高，耗電量大；-80 m回風巷及南風井斷麵小，需要擴大，按風量3 500 m³/min計算，巷道淨斷麵不少於7.3 m²。方案二：把老副井改造為中央風井。優點是通風線路較短，阻力小，耗電量較小，可利用現有的工業廣場和老副井，風硐和機房可以立即破土動工，投資少，見效快，工期短；缺點是工業廣場內建築物多，難以布置或需要拆遷建築物，風機噪音影響工廣，進回風之間距離小，一水平沒有采完之前，老副井有提升任務。方案三：新打北風井，優點是通風線路最短，阻力最小，耗電量最小；缺點是投資大，工期長。
　　上述三個方案均是可行的，從生產需要和實際情況出發，新打北風井，傾角30°，斜長90 m，加上征地、鋪路、架線、機房的施工和安裝，工期長，需要3年多，投資大，需要300多萬元，不能及時解決風量不足的問題；該礦的剩餘範圍年限不長，隻有10年多，因此新打北風井的方案被否定了。
　　方案三被否定之後，又03manbetx 了方案一和方案二，地麵工程、工期和投資相同，方案一比方案二通風線路長800 m，而且斷麵要從4 m²擴大到7.5 m²，增加投資50多萬元；斷麵擴大以後，風阻增加67 mm水柱，僅此一項每年多耗電55.7萬度，可見方案一是不經濟的，隻能選擇方案二。
2.2.2　改造方法
　　方案確定後，就必須彌補方案二的缺陷：一是當務之急風量不足問題。二是老副井改為中央風井後一水平的提升問題。三是機房布置和噪音問題。圍繞著這三個問題進行研究解決。
　　(1)要解決當前風量不足，隻能利用現有的通風係統和設備進行改造，見效快。根據現狀，要提高風量，隻有一條路可走，即加大風葉角度，更換大功率電機，按風量3 500 m³/min計算，負壓292 mm水柱，風機的工況為Q_k=60 m³/s，H_k=300 mm水柱，η_k=0.60，β=35°，電機功率為310 kW。
　　(2)老副井改造為中央風井，必須解決一水平的提升問題。解決一水平提升問題的途徑有兩條：一是中央風井兼作提升井之用；二是利用新副井在一水平甩車提升。由於一水平即將采完，提升量小，中央風井兼作提升用，漏風大，難管理，不能做到一步到位。利用新副井提升，既可以解決運輸問題，又可以節約用電，減少漏風和服務人員。經計算新副井提升能力能滿足要求，但是由於新副井是雙鉤提升，在一水平甩車隻能是單鉤，另一個鉤頭始懸吊於井筒中間，必須加強斜井運輸管理。因此，新副井同時服務於一、二水平的方案是可行的。
　　(3)機房位置的解決。根據《設計規範》的要求，進回風之間距離不小於40 m，機房位置隻能向西移，拆除井口倉庫及修理庫，有一條公路和高壓線路需要改道，就能滿足要求。
　　(4)為了減輕工廣內噪音的影響，提高風機效率，經調查研究，選用了G4-73-11係列風機。根據計算風量和風壓，在風機特性曲線上查到，該風機直徑為2 m，配備電機功率為240 kW，轉速730 r/min。由於風機噪音小，再加上消音處理，對工廣的影響很小。

3　通風改造成果及應用
　　(1)為了盡快地解決風量不足問題，於1992年3月份該礦把南風井主扇電機由155 kW更換為310 kW，風葉角度由30°調到35°，增加風量600 m³/min，礦井總排風量達到2 900 m³/min，負壓為290 mm水柱，在一定程度上緩解了當時礦井風量緊張的局麵，但是造成電力浪費嚴重。
　　(2)把老副井改造為中央風井，新安裝兩台G4-73-12N0.20D型風機。1993年12月12日中央風井投入運轉。排風量3 380 m³/min，負壓234 mm水柱，效率82%。
　　(3)加快一水平回采速度，1995年8月30日，把-150 m運輸大巷並入回風係統，實現了雙巷回風，礦井總回風量達到3 780 m³/min，負壓降到175 mm水柱。

4　結語
　　毛郢孜礦通風改造在實踐中得到證明是正確的，已取得明顯的經濟效益和社會效益，隨著影響安全生產的主要矛盾的解決，扭轉了安全生產的被動局麵，有效地控製了瓦斯超限，杜絕了瓦斯02manbetx.com ，創造了好的安全環境，保證了礦井的安全生產。前後共增加風量1 480 m³/min，負壓降低115 mm水柱。每年節約用電71.8萬度，節約電費22萬元。

作者簡介：劉延俊(1964-)，男，工程師，安徽省肖縣人，1988年畢業於淮南礦業學院采礦係，現從事礦井設計，采掘現場管理和技術管理工作。

作者單位:皖北礦務局 毛郢孜煤礦，安徽 肖縣 235292