夏店煤矿北翼采区通风系统优化改造研究_王永红.pdf

响裂隙较为发育， 利于浆液扩散， 煤体自身承载力 强，注浆效果最好。因此，最佳的注浆位置为 20- 55m 范围。 4.3注浆效果 经过注浆加固后， 1307 工作面回采顺利。在通 过 100- 230m 的注浆区域时，工作面共发生小范围 的顶板事故 8 次， 较初采期间顶板事故发生次数大 幅减小， 工作面顶板、 煤壁基本稳定， 工作面能够实 现正规循环作业， 推进速度提高 45。 5结语 1） 对综采工作面进行预注浆能有效降低大采高 工作面因构造引起的片帮冒顶事故。 2） 在顶板发生冒顶的过程中， 煤壁的强度是关 键的影响因素， 决定了工作面能否对顶板形成有效 的支护， 应重点加强煤体强度。 3） 工作面预注浆应选择在工作面前方 20- 55 m 的范围内。 参考文献 [1] 雷武林， 余 岚， 焦 彪， 等．松软不稳定煤层综采工作面 煤壁片帮机理及防治研究 ［J］ ．煤炭工程， 2018， 5 （9） 67－70. [2] 张江利， 陶广美.松软煤层大采高工作面深孔注浆加固技 术 ［J］ .煤矿安全,2018， 49 （9） 175- 178. [3] 张喜传， 周玉军， 张海波.基于新型注浆材料的工作面过 破碎断层措施 ［J］ .煤矿安全,2018， 49 （9） 187- 193. [4] 陈晓祥， 吴俊鹏.断层破碎带中巷道围岩大变形机理及控 制技术研究 ［J］ . 采矿与安全工程学报,2018,35 （5） 885- 892. [5] 余孝民， 都海龙.大采高工作面端头无机注浆加固技术研 究 ［J］ .煤炭技术,2018,39 （9） 41- 43. 作者简介 张建丽， 工作单位 山西省长治经坊煤业有限公司， 男， 汉族， 出生于 1971 年 7 月， 中共党员， 大专， 采矿工程助理工 程师。（收稿日期 2018- 12- 1） 夏店煤矿北翼采区通风系统优化改造研究 王永红 （山西潞安矿业集团慈林山煤业有限公司夏店煤矿，山西 襄垣 046200 ） 摘要 通风系统的优化设计对于矿井安全生产至关重要，本文针对夏店煤矿矿井通风阻力大和供 风量小等通风系统改造难题， 结合夏店煤矿生产衔接计划及长远规划， 对北翼采区、 三一采区、 三二采 区合理衔接与通风系统优化调整方案进行了预测分析，对可能进行的北翼采区通风系统优化改造方 案进行了比较， 利用夏店煤矿矿井通风管理信息系统提出了最终的北翼采区通风系统改造实施方案。 关键词 夏店煤矿 ； 通风系统优化 ； 通风仿真 ； 方案比较 ； 实施方案 中图分类号 TD724文献标志码 A文章编号 1009- 0797 （2019 ） 03- 0012- 03 Optimization of Ventilation Aystem in North Wing Mining Area of Xia Dian Coal Mine WANG Yonghong （Xiadian coal mine ofCilinshan mine Limited Companyin Luan mine Group , Changzhi Xiangyuan 046203） Abstract The optimization design ofventilation system is veryimportant for the safetyofmine production. In this paper, the problems ofven- tilation system transation in Xia store coal mine with large ventilation resistance and small air supply are difficult. Combining with the production connection plan and long- term plan ofXia Dian coal mine, the rational adjustment and adjustment ofthe northern wing, 31 and 32 areas are optimized and the ventilation system is optimized. The case is predicted and analyzed, and the ventilation system optimization scheme for the North Wing mining area is compared, and the final ventilation system transation scheme is proposed by using the mine ventilation management ination systemin the Xia store coal mine. Key words Xiadian coal mine ; Ventilation systemoptimization ; Ventilation simulation ; Scheme comparison ; Implementation plan 0引言 矿井通风系统优化改造可分为两个类型一是 对通风网络进行优化改造， 实现通风系统降阻， 提高 矿井有效风量率； 二是对通风动力进行改造， 结合通 风网络优化改造， 满足矿井安全生产、 通风可靠[1]。夏 店煤矿随着采区衔接带来的通风系统调整， 即随着北 翼采区的开拓和回采， 将面临北翼采区、 三二采区和 目前的三一采区同时存在的情况， 按目前的通风系统 将不能满足以上开拓和回采需要。 煤矿现代化2019 年第 3 期总第 150 期 12 ChaoXing 本文在对矿井通风阻力测定数据进行分析整理和 进行相关计算的基础上[2]， 应用夏店煤矿矿井通风管理 信息系统软件， 进行了通风系统现状分析。 对现有通风 系统进行分析，对可能进行的北翼采区通风系统各种 优化改造方案进行了比较， 最终得出了最优方案。 矿井通风管理信息系统是具有实时仿真功能的专 业化通风软件[3]， 通过建立数学模型进行复杂的通风网 络调节， 具有通风日常管理和控风决策的功能[4]。 2矿井阻力分布分析 利用夏店煤矿矿井通风管理信息系统软件， 对 东风井和西风井的最大阻力路线进行分析，对于东 风井而言， 进风区段所占阻力分别为 28.8， 而用风 区段所占阻力只有 2， 用风区阻力占比较小， 原因 是准备阶段， 没有生产； 回风区段所占阻力为 69.2， 回风区阻力 2351Pa， 回风区阻力太大， 原因是回风巷 道断面面积小， 路线长， 约为 6000m， 所以降低回风 段阻力是通风系统改造首要考虑的问题。 对于西风井而言，进风区段所占阻力分别为 44.3， 而用风区段所占阻力只有 7.3， 回风区段 所占阻力为 48.4。总体来看， 比例较合理， 但是回 风区阻力 1063.9Pa 中， 西风井井筒阻力占 829.7Pa， 是造成回风区阻力较大的主要原因。 矿井阻力分布图如图 1 所示， 图中数据单位为 Pa。 图 1矿井阻力分布图 3矿井通风系统改造方案仿真 3.1方案一 东风井负担北翼采区， 扩巷， 新掘并联 回风巷 1） 系统布置。北翼采区通风方式， 两进一回， 北 翼轨道巷、 北翼皮带巷进风， 北翼回风巷回风， 工作面 采用 U型通风方式通风。增加相应的调节设施、 拆除 北翼专回调节、 三五采区轨道平巷、 皮带平巷、 回风平 巷进行扩巷（至少两条回风巷断面面积 15m2以上 ） 、 新掘一条东风井上部并联回风巷 （断面面积 ＞12m2） 。 2） 方案仿真分析。根据以上采掘布置， 进行通 风 系 统 调 整 后 仿 真 [5]。 东 风 井 总 回 风 量 为 10310m3/min， 通风阻力为 3630Pa， 入风井口至东风 井下山底消耗阻力为 2710Pa， 东风井总回风巷阻力 920Pa。最大阻力路线在北翼采区。 如 风 机 能 达 到 运 行 工 况 Q10800m3/min， h3630Pa， 则该方案可行； 如目前风机不能达到该工况， 则需要更换相应 的风机， 方案也可行。 3.2方案二 东风井负担北翼采区， 扩巷， 三二采区 由西风井负担 1） 系统布置。在方案一基础之上调整三二采区 通风系统， 由西风井负担， 密闭 3116 工面以减少三一 采区用风， 启用北翼回风大巷作为北翼采区进风巷。 2） 方案仿真分析。根据以上采掘布置， 以满足 以上采掘生产要求， 进行通风系统调整后仿真[6]。东 风井总回风量为 8240m3/min，通风阻力为 2870Pa， 入风井口至东风井下山底消耗阻力为 2300Pa， 东风 井总回风巷阻力 570Pa。 最大阻力路线在北翼采区。 如 风 机 能 达 到 运 行 工 况 Q8520m3/min， h2870Pa， 则该方案可行； 如目前风机不能达到该工况， 则需要更换相应 的风机， 方案也可行。 3.3方案三 东风井负担北翼采区， 关闭三二采区， 调整东风井风机叶片运行角度 1） 系统布置。在方案一基础之上关闭三二采 区， 密闭 3116 工作面以减少三一采区用风， 启用北 翼回风大巷为进风巷， 北翼通风方式为两进一回。 2） 方案仿真分析。根据以上采掘布置， 为满足 采掘生产要求， 进行通风系统调整后仿真。西风井 总回风量为 15120m3/min， 通风阻力为 2660Pa， 入风 井口至西风井底消耗阻力为 2170Pa。 最大阻力路线 在北翼采区。 通过方案分析， 并结合实际情况， 选择实施方 案三。 4矿井通风系统改造具体实施 根据对以上三个方案的模拟结果， 结合实际情 况并反复论证后形成了以下分阶段的改造措施。 1）第一阶段 调整三五采区轨道平巷、 皮带平 煤矿现代化2019 年第 3 期总第 150 期 13 ChaoXing 巷 为 回 风 巷 。 仿 真 结 果 是 北 翼 风 量 净 增 加 630m3/min， 达 到 4030m3/min； 东 风 井 负 压 降 低 350Pa， 为 3050Pa， 东风井总风量为 6350m3/min， 增 加 650m3/min。 2）第二阶段 启用东风井 2 专回， 并扩巷至断 面面积大于 15m2。北翼风量再净增加 540m3/min， 达 到 4570m3/min； 东 风 井 负 压 再 降 低 490Pa 至 2560Pa，总风量增加为 7010m3/min，再增加 660 m3/min。工作面风量能够达到 2180m3/min， 并能满足 一个掘进面的配风 1800m3/min，北翼采区在此阶段 将不能满足采掘要求。 3）第三阶段扩大三五采区皮带平巷断面面积 大于 15m2， 长度约为 1270m。同第二阶段相比， 北翼 风量再净增加 100m3/min， 达到 4670m3/min， 东风井负 压再降低 40Pa 至 2520Pa， 总风量增加为 7060m3/min， 系统变化较小。北翼风量能够满足一采一掘， 采煤工 作面 2230m3/min， 掘进面配风 1800m3/min。 4）第四阶段 新掘东风井并联总回。新掘东风 井并联回风巷约 350m，东风井负担北翼回风量为 5110m3/min； 同第二阶段相比， 北翼采区总风量再增 加 440m3/min。东风井总回风量为 7570m3/min， 通风 阻力为 2090Pa， 通风阻力再降低 430Pa； 采煤工作面 配风能达到 2440m3/min，北翼总风量能满足一个掘 进工作面 1800m3/min。 此次东风井总阻力较小， 减小掘进工作面用风 量， 增加工作面用风量， 能够实现。 图 2第六阶段实施完毕后仿真系统图 5）第五阶段 改变北翼回风大巷作为北翼采区 进风巷， 封闭三二采区。东风井负担北翼回风量为 6490m3/min； 东风井总回风量为 7290m3/min， 通风阻 力为 2340Pa； 北翼总风量 6490m3/min； 北翼采区工 作面配风能达到 2890m3/min。能满足两个掘进 1600m3/min 和 800m3/min 的供风要求。 6） 第六阶段 东风井全部负担北翼采区。调整 东风井风机叶片运行角度为 6。风井负担北翼回 风量为 6750m3/min； 东风井总回风量为 7530m3/min， 通风阻力为 2480Pa； 北翼总风量 6770m3/min； 工作 面配风 3080m3/min。能满足两个掘进 1600m3/min 和 800m3/min 供风要求。 通过以上六个阶段的施工实施， 北翼采区能够 满足生产需要， 即采煤工作面风量达到 3000m3/min， 两个掘进工作面满足 1600m3/min 和 800m3/min 风量 要求。 5结论 1） 利用通风管理信息系统对夏店煤矿进行了 通风系统分析， 为通风系统优化改造提供了依据。 2） 对通风系统可能进行的改造方案进行了比 较分析， 选择了东风井负担北翼采区， 关闭三二采 区， 调整东风井风机叶片运行角度的方案。 3） 提出了夏店煤矿通风系统北翼采区六个阶 段的改造措施，最终实现了北翼采区生产需要， 即 采煤工作面风量达到 3000 m3/min， 两个掘进工作面 满足 1600 m3/min 和 800 m3/min 风量要求。 参考文献 [1] 李宗翔, 贾进章, 周志林. 工作面反风时采空区场量分布 变动的数值模拟 [J]. 北京科技大学学报, 2010,32 （06） 691- 696. 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