煤矿矿井通风系统优化改造方案探讨

1、煤矿矿井通风系统优化改造方案探讨 【摘 要】通风系统是煤矿矿井开采过程中的一个关键部分，对煤矿企业的生产效率及经济利益有着重大影响。本文以某煤矿工程为例，介绍了煤矿矿井通风系统当前存在的一些问题，着重就矿通风系统优化改造方案进行探讨，并总结了系统改造后取得的效果，以供实践借鉴。 【关键词】煤矿矿井；通风系统；优化设计；改造方案 随着社会经济建设的快速发展，煤矿资源建设规模不断扩大，矿产开采企业数量也日益增加，这对煤矿矿井的生产效率及安全性也提出了新的要求。通风系统作为煤矿矿井生产系统中的重要部分，在矿井内部提供氧气、稀释有害气体和改善环境质量等方面发挥着不可替代的作用，同时也能够防止煤矿安全事

2、故的发生。但现在许多煤矿的矿井通风线路较长，通风阻力较大，现有的通风系统无法满足矿井生产的需要，若煤矿技术人员不对通风系统进行合理的优化改造，不仅会降低煤矿矿井正常的生产效率，而且也可能影响到矿井内部工作人员的健康，甚至造成不可换回的损害。因此，本文重点探讨了煤矿矿井通过系统的优化改造工作，希望对往后煤矿的安全生产有所帮助。 1 工程概况 某煤矿井下有两个生产采区，分别为一采区、二采区。共布置两个采煤工作面（二采区5206综采工作面、一采区5103综采工作面），7个掘进工作面；独立通风的硐室有中央变电所、火药库、一采区变电所、二采变电所、消防库等。 2 通风系统改造前存在问题及优化设计 2.1

3、 优化改造前矿井通风系统存在的问题 随着矿井产能提升，矿井需要风量逐渐增加，2010年前煤矿斜井使用的bdk（）-6-no18型主扇（主扇额定风量18004080m3/min）扇叶角度调节至最大（风量3850m3/min），达到该风机的最大供风量，矿井主扇已成为矿井生产力提升的瓶颈。通过通风阻力测定矿井存在以下问题：回风井筒局部通风阻力过大，风量大而通风断面小（断面6.8m2，长度90m）且有人车运行，影响通风阻力；一、二采区回风巷断面过小，矿井有效通风断面过小、风速过大、拐弯过急过多，导致局部通风阻力非常大；外部漏风量大，矿井的有效风量率低。 2.2 矿井通风系统优化设计改造方案 通过矿相关

4、部门的多次讨论研究，确定了煤矿的通风系统改造方案，方案分为两个阶段：经过周密论证后，更换矿井主要通风机；更换主扇后对风速超限巷道进行扩巷。 3 主扇选型改造及系统优化效果 3.1 主扇选型改造及通风困难时期验算 主扇选型改造：2011年计划原煤产量120万t，根据生产接续安排和实际生产能力，2011年在一、二采区布置2个综采工作面，1个备用工作面，5个综掘工作面和3个开拓工作面（三、四采区）即可满足产量和接续的要求，届时所需风量经计算合计为6000m3/min。计算过程采煤工作面。按瓦斯涌出量、工作面气候条件、工作面工作人数计算，按风速进行验算，综采工作面风量取480m3/min是合理的。所以

5、，2个综采工作面所需风量960m3/min。1个备用工作面240m3/min。采煤工作面所需总风量1200m3/min；掘进工作面。单个掘进工作面风量按瓦斯涌出量、局扇实际吸风量、工作面工作人数计算，按风速进行验算，单个掘进工作面风量取360m3/min在合理的范围内，掘进工作面所需总风量2880m3/min；硐室。中央变电所120m3/min；二采区变电所90m3/min，一采区变电所90m3/min，火药库100m3/min；消防库60m3/min，315移变60m3/min，硐室合计需520m3/min；其它用风地点经计算需配风量400m3/min。以上用风地点合计需要风量为5000m3

6、/min，若配风比按1.2计算，则矿井风量为6000m3/min。6000m3/min3850m3/min。 从以上的计算可以看出，矿井生产所需总风量为6000m3/min，大于bdk（）-6-no18主扇的最大排风量3850m3/min，原主扇已不能满足年120万t原煤产量的需要，必须更换主扇；同时根据生产接续安排，未来56年内，采掘工作面主要集中在一、二采区。通风困难时期为：二采区布置一个综采工作面，一个备用工作面，一采区布置一个综采工作面，+403轨道巷掘至1600m处时，二采区的5218工作面通风距离最长，为通风阻力最大时，因此矿井通风阻力以二采区5218工作面为通风最困难时期计算进行

7、主扇选型（按现井巷实际情况计算），阻力最大的风路为：副斜井二采区轨道巷5218进风巷5218工作面5218回风巷二采区回风巷辅助回风巷回风斜井。应分别计算出各段井巷的通风阻力，然后累加得出这个时期的井巷通风阻力，经计算合计为2321pa。 根据计算，生产期间主扇工况点应按（100、2600）点选择，主扇功率应410kw。此时，矿井等积孔2.33m2。按此参数，考虑一定富余量，选择fbcdzno24/54型风机（额定风量：43209600m3/min）及ybfe450s-8配套电机（2250kw）。 主扇选型后通风困难时期验算：开采三、四采区时采取两条大巷进风，一条回风巷回风的通风方式（不建回风

8、立井），进风大巷净断面13.1m2，回风巷净断面10.06m2，回风斜井净断面扩至10.6m2。通风容易时期为两种情况：即三采区布置一个综采工作面，一个备用工作面，一采区布置一个综采工作面；三采区布置一个综采工作面，一个备用工作面，四采区布置一个综采工作面。以上两种布置方式，通风距离相对较短，为此时的通风容易时期；通风困难时期为，三采区布置一个综采工作面，一个备用工作面，四采区布置一个综采工作面（或一采区布置一个综采工作面），其中回采三采区最远的5318工作面（暂定名）时，为通风阻力最大时，因此矿井通风阻力以三采区5318工作面为此时的通风最困难时期；阻力最大的线路为副斜井二采区轨道巷+403

9、大巷三采区轨道巷5318进风巷5318工作面5318回风巷三采区回风巷三、四采区回风巷回风斜井。分别计算出各段井巷的通风阻力，然后累加得出这个时期的井巷通风阻力为2319.08pa，小于2940pa规定，所以，开采三、四采区时，不建回风立井，开采一、二采区时所选的主扇可以满足开采三、四采区的要求。 2010年风机更换完成后，20102012年对主要回风巷道一采区回风巷（250m）、二采区回风巷（150m）回风井筒（90m）进行了扩巷。 3.2 系统优化改造后的通风效果 矿井更换主扇后扇叶角度：级49级41，主扇排风量：4950m3/min（额定风量：43209600m3/min），电机运行频率

10、：42hz（额定频率50hz），矿井负压：2.01kpa，可以满足年产120万t要求。主扇采用变频控制，在使用中通过调节供电频率即可实现改变主扇风量的目的，不再使用调节扇叶角度的方法，节省了大量人力。主扇附带刹车功能，在矿井需要反风时，节约反风时间的同时保障了矿井安全。矿井一采区回风巷扩巷前断面7.4m2，巷道风速5.2m/s，扩巷后断面11.4m2，风速3.3m/s，在满足矿井需风量的基础上，巷道风速下降1.7m/s；矿井二采区回风巷扩巷前断面6.4m2，巷道风速5.7m/s，扩巷后断面11.4m2，风速3.2m/s，在满足矿井需风量的基础上，巷道风速下降1.4m/s；回风井筒扩巷前断面6.8m2，巷道风速6.4m/s，扩巷后断面11.4m2，风速4.2m/s，在满足矿井需风量的基础上，巷道风速下降1.5m/s，同时减小了矿井通风阻力，提高了通风机工作效率。 4 结论 综上所述，通风系统的运行质量对矿井的生产有着重要的影响。因此，煤矿企业应重视通风系统的优化改造工作，确保煤矿的生产效率。本工程通过矿井通风系统优化