肥城矿区衰老矿井通风系统优化及技术改造分析

张连刚

（山东肥矿技师学院，山东 肥城 271600）

【摘　要】衰老矿井通风系统由于生产时间的加长和生产能力的提升，矿井通风系统与原设计相比发生了很大变化。针对存在较为复杂的各种问题和安全隐患，结合矿区衰老矿井通风系统分析其所具有的特点，提出优化改造的方案与解决途径。

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关键词 肥城矿区；衰老矿井；通风系统优化；改造分析

0　概 述

肥城矿区已有四十余年的开采历史，随着矿井巷道的加长和产能的增加，矿井需风量猛增、主要通风机性能等要求也相应发生了很大变化。特别是2000年以后，矿井生产量的大幅度增加，新老水平过渡衔接的同时兼顾生产，使矿井通风网络趋于复杂。边远采区和深部水平的生产、个别采区的集中生产等都加大了矿井需风量，使得局部地区出现风量分配和调节困难等问题。矿井总回风巷失修或严重失修，也导致矿井通风阻力升高，严重制约了矿井风量的有效分配。

1　矿区衰老矿井通风系统特点

1．1　通风路线长，回风巷道断面小，阻力大

衰老矿井由于开采水平深，工作面都处于矿区的边远地带。通风距离大，回风巷道的服务年限长及受采动影响，矿井的通风阻力大。

1.2　井下采场分布不合理，通风系统调控困难

由于衰老矿井采煤工作面的长度短、产量低，为了保证矿井的煤炭产量和效益，通常一个采区布置较多的采煤工作面和掘进工作面。容易引起全矿井风流调控困难、变化大、设施多、内部漏风严重的情况。

1.3　矿井生产区域集中，风量分配不合理

由于衰老矿井的生产区域有时会集中在矿井的某一采区或某一翼、某一水平，从而造成井下的供风紧张。

1.4　井下的通风设施多，通风系统复杂

衰老矿井井下的通风设施较多，利用已有的井巷实现通风目的是衰老矿井通风经常采用的方法，也使得矿井的通风系统趋于复杂，角联分支和不稳定分支大量存在，给通风管理增添了困难。

1.5　矿井主要通风机运转效率低，通风费用高

矿井主要通风机长期处于高负压状态运行，风机的效率普遍较低，耗电大。

1.6　矿井漏风严重，井下有效风量利益率低

由于采动的影响，衰老矿井大部分设施安设在回风侧，封闭的采空区、风门、风墙的裂隙都使得井下存在大量的漏风。

2　矿井通风系统优化改造解决途径

2.1　降低矿井通风阻力

通过风道扩修、增打并联风道、调整风道结构等方式，改变矿井风阻特性曲线，降低阻力，提高风量。特别是对于回风段阻力过高的风网，整修回风侧的巷道可以显著提高矿井的风量。

2.2　调整主通风机特性曲线

实施调整主要通风机特性曲线还可以获得很好的经济效益。通过风机电机调速、更换电机、改变电机功率或转数等方式，调整主通风机特性曲线，提高主通风机运行效率。

2.3　通风网络调整改造与主通风机调整相结合

改变矿井风阻特性与主通风机特性，获取通风网络与主通风机相匹配的最佳工况点，既保证矿井有足够的通风能力，又实现主通风机的高效运行。矿井通风改造一般是一个综合的过程，包括对井下通风设施的优化。

2.4　优化通风网络，更换新型高效主通风机

衰老矿井生产系统和生产布局随着生产水平延深、采场的转移，通风网络结构、风井的负荷都有很大改变。出现的问题有，一是通风网络不合理；二是主通风机运行多年，型号落后。必须进行对主通风机的更换，彻底解决存在问题。

2.5　根据矿井水平和采场变化，及时调整网络结构

在两翼风机工况不均衡情况下，肥城矿区采用了利用总回风角联巷道平衡通风的方法，使得两台风机都能发挥各自的能力，取得最佳的平衡效果。

2.6　总进风与总回风的风量调整分配

优化布置并尽量减少矿井进风大巷和回风大巷风量分配不平衡现象。采区内系统优化调整，重点解决阻力分布问题，实现采区内部均压通风，以防止自然发火和采空区瓦斯的大量涌出。

2.7　通风系统的局部地点，应因地制宜地采取有针对性优秀措施

局部地区通风困难的地点，可以采用安设辅助通风机的方法提高局部区域的风量。实施该方案时必需制定相应的辅助通风机管理措施和监测措施，使用单独的供电线路，并制定紧急停机情况下保障工作面风量，防止瓦斯积聚的措施。

3　结论

针对矿井通风系统的实际现状，有规划、有重点、按步骤、分阶段地组织各矿进行通风系统调整改造，围绕通风系统调整优化工作，近年以来全矿区共组织通风阻力测定上百次（矿），建立通风网络模型并模拟解算调整优化方案近百个；完成新掘风道，扩修改造风道，更换主通风机，更换风井的风机电机等措施。通过通风系统优化改造，提高了矿井通风能力；降低了矿井通风阻力，消灭了高负压通风矿井；减少了矿井瓦斯涌出量，为肥城矿区控制重大瓦斯事故创造了有利条件；控制了自然发火事故，保证了正常肥城矿区的安全生产。

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参考文献

［１］徐永忻.采矿学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2003.

［２］黄元平.矿井通风[M].徐州:中国矿业大学出版社，1995.

［３］王省身.矿井灾害防治理论与技术[M]..徐州:中国矿业大学出版社，1989.

［责任编辑：邓丽丽］