技术改造矿井通风方式的确定.pdf

2 0 0 7年第 1 期总第 3 期 陕西能源职业技术学院学报 J o u rna l o f S h x i E n e r g y I n s t i t u No ． 3 S u m． 1 2 0 0 7 技术改造矿井通风方式的确定 冯耀挺 侯文斌 陕西能源职业技术学院， 陕西 咸阳7 1 2 0 0 0 陕西苍村煤业有限责任公司， 陕西 黄陵 7 2 7 3 0 0 摘要 本文根据苍村平硐开采技术条件及生产现状， 对矿井开拓延伸通风方式方案进行了技术分析和经济 比较， 提出废弃现2号斜风井， 在姜家沟开掘新斜风井形成新的一进一回并列式通风方式。对矿井未来的安 全生产及经济效益将产生重要作用。 关键词 平硐 开拓延伸通风现状矿 井通风方式方案 中图分类号 T D 7 2 2 B 文献标识码 A 文章编号 9 4 8 1 2 0 0 7 0 1 - 0 3 - 0 3 De t e r mi n a tio n o f Ve n til a tio n W a y s i n Te c h n o l o g y Re f o r m F ENG Ya o 。t i n g HOU W e n 。 b i n S h a a n x i E n e r g y I n s t i t u t e ， X i a n y a n g 7 1 2 0 0 0 S h a a n x i C a n g c u n C o a l Mi n i n g L i mi t e d C o m p a n y ，H u a n g l i n g 7 2 7 3 0 0 S h a a n x i Ab s t r a c t Ac c o r d i n g t o mi n i n g t e c h n i c a l c o n d i ti o n s a n d p r o d u c t i o n s t a t i o n o f C an g c u n Dr i f t d e v e l o p me n t， t h e p a p e r p u t s u p t e c h n i c al an aly s i s an d e c o n o mi c c o mp a r i s o n o n t h e p l a n o f v e n t i l a ti o n wa y s i n mi n i n g d e v e l o p me n t e x t e n d i n g ， an d p u t s f o r w a r d a n e w ma r c hp a s t v e n t i l a ti o n wi t h o n e i n t a k e a i r f l o w s h a f t an d o n e r e t u rn a i r f l o w s h aft ，and № 2 i n c l i n e d a i r f l o w s h aft i s c l o s e d ．I t wi l l h a v e g r e a t i mp o r t a n c e for s afe t y p r o d u c t i o n and e c o n o mi c p rofi t i n f u - t ur e， Ke y wo r d s e x t e n d i n g i n a d i t d e v e l o p me n t ；v e n t i l a ti o n s t a ti o n；v e n ti l a t i o n wa y s ；p l an 1 矿井概况 苍村平硐位于陕西黄陇煤田黄陵矿区的东部 ， 井田走向长 6 k m， 倾斜宽 O ． 9 5～ 2 ． 8 k m， 面积9 ． 3 2 k m ， 开采 2 号煤层 ， 煤层平均厚度 1 ． 4 8 m， 倾角O ． 5 ～ 6 。 ， 矿井生产能力 3 O 万 t ／ a 。采用平硐斜井 单水平开拓。采煤方法为长壁普通机械化采煤法。 由于小煤窑的侵蚀开采 ， 以及因历史原因造成 矿井 开拓欠账而导致 的现已形成 的煤层巷道 系统 ， 无法对井田东北部资源进行开采 ， 矿井生产接续严 重失调。实施矿井开拓延伸成为矿井生产的当务 之急。经分析， 苍村平硐开拓延伸主要解决的关键 问题是矿井通风方式的选择和延伸大巷的布置。 矿井通风方式选择的合理与否不仅影响矿井开拓 延伸投资的成效， 而且影响矿井未来的生产安全。 2 矿井通风现状 矿井属低瓦斯矿井， 煤尘具有爆炸危险性， 煤 层不易自燃。矿井通风方式为分列式， 平硐进风， 2 号斜风井回风。通风方法 为抽 出式 ， 通风机型号为 4 7 2 一l 1 N 0 2 0 B型离心式， 电动机功率 5 5 K W。矿 井进风量 1 2 3 5 m ／ min ， 有效风量 1 0 5 0 m ／ m i n ， 负压 作者简介 冯耀挺 1 9 5 7 一 ， 男， 陕西扶风人 ， 1 9 8 3 年毕业于原西安矿业学院采矿系， 大学本科学历， 副教授， 国家注册 安全工程师， 国家注册安全评价师， 现任陕西能源职业技术学院咸阳顺安煤矿设计院总工程师 ， 主要从事矿井开拓开采、 通风 安全的教学、 设计和科研工作。 - H - 侯文斌 1 9 5 9 一 ， 男 ， 陕西定边人， 1 9 8 1 年毕业于原陕西煤炭工业学校采煤专业， 大专学历， 工程师 ， 现任陕西苍村煤 业有限责任公司副总工程师兼生产部部长 ， 主要从事矿井技术及管理工作。 维普资讯 4 陕 西 能 源职 业技 术 学 院 学 报 1 5 3 0 p 。矿井回风路线长， 多处年久失修， 通风断面 小， 最小断面仅3 m ， 通风阻力大， 矿井等积孔为0 ． 6 m ， 属通风 困难型矿井。现有矿井通风系统不能满 足矿井开拓延伸后安全生产的要求 。 3 矿井开拓延伸通风方式选择 3 ． 1 矿井通风方式方案 根据矿井现有的通风系统及井田保有煤炭资 源量的分布状况， 矿井开拓延伸通风方式有三种方 案。 方案 I 对矿井现有的6 7 0 m总回风巷进行维 修， 局部断面刷大， 新掘 1 9 3 0 m岩石大巷将延伸开 采区的煤层总回风巷与现总回风巷连接， 矿井现有 的通风方式不变 ， 平硐进风 ， 2号斜风井 回风。 方案Ⅱ 在姜家沟新开斜风井 距 2号斜风井 2 3 0 0 m 作为矿井回风井， 废弃 2 号斜风井， 平硐进 风， 新斜风井回风， 矿井形成新的分列式通风方式。 方案Ⅲ 在姜家沟新开斜风井 距 2号斜风井 2 3 0 0 m 作为矿井回风井， 对矿井现有的6 7 0 m总回 风巷进行维修， 局部断面刷大， 2号斜风井由现回 风井变更为进风井 ， 矿井形成平硐和 2号斜风井进 风， 新斜风井回风的分列式通风方式。 3 ． 2 矿井通风方式方案比选 矿井采用煤层底板岩石运输大巷穿过已采区 进入煤层布置开拓开采巷道的延伸方案后， 井下生 产区移 至井 田 的东 北部。经 计 算 ， 矿 井需 风 量 2 7 2 4 m ／ m i n ， 现使用的 4 2 1 1 N o 2 0 B型离心式 5 5 K W 通风机不能满足开拓延伸后生产的需要， 需更换电动机或另购通风机 。 方案 I 的优点 能利用现有的2号斜风井及总 回风巷； 能利用现有地面通风机房及通风机辅助设 施 ； 地面无土建 工程 ； 可通过更换 电机提高通风机 能力， 不需新购通风机。缺点 矿井通风路线长， 矿 井通风阻力大； 通风费用高； 井巷工程、 巷道维修、 维护费用大 ； 开拓延伸工期长。 方案 Ⅱ的优点 矿井 回风路线减少 3 0 0 0 m， 通 风阻力小 ， 通风费用低 ； 少掘 1 9 3 0 m岩石巷道 ， 井巷 工程费用低； 巷道维修、 维护费用小； 使通风系统变 得简单， 易于管理； 开拓延伸建设工期较方案 I 缩 短2 1 个月； 生产、 延伸互不干扰。缺点 新开斜风 井， 增加土建工程费及土地占用费； 需新购、 安装主 通风机； 不能利用现2 号斜风井。 方案H I 的优点 能利用现有 的 2号斜风井及总 回风巷进风， 减少进风阻力； 使矿井回风路线减少 3 0 0 0 m， 通风阻力小 ， 通风费用低 ； 少掘 1 9 3 0 m岩石 巷道， 井巷工程费用低； 开拓延伸建设工期较方案 I 缩短 1 7个月； 生产、 延伸影响较小。缺点 新开 斜风井增加土建工程费及土地占用费； 需新购、 安 装主通风机； 巷道维修、 维护费用大； 平硐、 2 号斜风 井同时进风， 自然风压作用风流不稳定。 对三种通风方式方案风网进行解算， 其结果参 数如表 1 。 表 1 矿井通风方式风网计算结果表 矿井通风容易时期 矿井通风困难时期 总风阻 总风量 总阻力 等积孔 总风阻 总风量 总阻力 等积孔 方案 ／N s 2 ／m。 ／m3 ／s ／pa ／m ， ， ， ， ／p a 7 方案 I 1 ． 1 2 7 4 5 ． 0 0 2 2 8 2 1 ． 1 2 1 ． 8 0 0 4 5 ． 0 0 3 6 4 7 0 ． 8 8 方案 Ⅱ 0 ． 5 3 5 4 5 ． 0 0 1 0 8 4 1 ． 6 3 1 ． 1 1 4 4 5 ． 0 0 2 2 5 6 1 ． 1 3 方案Ⅲ 0 ． 3 6 1 4 5 ． 0 0 7 3 0 1 ． 9 8 1 ． 0 3 5 4 5 ． 0 0 2 O 9 5 1 ． 1 7 从表 1 看， 矿井通风阻力方案Ⅲ最小， 方案 I 最大， 方案 Ⅱ 通风容易及困难时期阻力分别较方案 Ⅲ高4 8 ％和7 ． 7 ％。方案Ⅲ优越； 从技术的多方分 析看， 方案Ⅱ 较方案 I 和方案Ⅲ优越。 三种矿井通风方式方案的经济 比较如表 2所 示。从表3经济比较看， 方案 Ⅱ基建投资最少， 方 案 I 、 方案Ⅲ费用较方案 Ⅱ分别高 4 5 4 ％和 4 0 ％； 年通风运营费方案Ⅲ最少， 方案 I、 方案 Ⅱ较方案 Ⅲ分别高 1 2 3 ％和 1 1 ％。矿井延伸后服务年限按 6 ． 5 a 计， 方案 I 、 方案Ⅱ、 方案Ⅲ的运营费分别为 维普资讯 冯耀挺、 候文斌 技术改造矿井通风方式的确定 5 7 2 4 ． 1 7 万元、 3 5 9 ． 1 3万元和 3 2 4 ． 1 6万元。综合矿 井通风基建费用及服务期通风运营费， 方案 Ⅱ费用 最少 ， 方 案 I、 方案 Ⅲ费 用较 方 案 Ⅱ多 2 1 8 ％ 和 7 ％ 。 3 ． 3 矿井通风方式方案确定 综合上述技术分析和经济比较， 苍村平硐开拓 延伸方案选用方案Ⅱ。即平硐进风， 新开斜风井 回 风的一进一回分列式通风方式。新开斜风井井 口 坐标 X 3 9 4 9 8 9 1 ． 5 5 9 ， Y3 6 6 0 1 3 8 1 ． 4 4 6 ， Z 1 0 8 2 ． 0 0 0 m， 井 筒 方 位 角 2 3 4 。 ， 倾 角 2 3 。 ， 斜 长 2 0 9 m， 净断面积6 ． 2 9 m 。 4结 论 1 对于近水平煤层平硐开拓矿井 ， 随着开拓 的不断延伸， 当矿井原有的通风系统不能满足矿井 延伸后安全生产的需求时， 应对矿井通风系统进行 改造。矿井通风方式是矿井开拓方案选择所要考 虑的主要问题之一。矿井通风方式方案的选择应 根据矿井保有可采储量及分布范围、 井下开拓开采 现状及开拓延伸后的生产布局、 地面地形、 地貌条 件及矿井通风现状， 经技术及经济比较确定合理。 2 矿井通风方式选择的技术及经济比较要根 据不同方案的专门用于通风的井。 表 2 通风方式方案经济比较表 注 相同部分不参与比较 ； 矿井延伸后的服务年限为6 ． 5 a ， 方案 I 后期需更换功率 2 1 0 K W 的电机。巷工程 费、 风网阻力 及能耗、 通风设备购置费及矿井通风系统运行的安全性、 可靠性、 稳定性等进行综合分析。 3 苍村平硐开拓延伸工程矿井通风方式选用 新开斜风井的分列式通风方式。平硐进风， 新斜风 参考文献 [ 1 ] 黄元平． 矿井通风[ M] 徐州l 中国矿业大学出版社， 1 9 8 6 ． [ 2 ] 张荣立等． 采矿工程设计手册[ M] 北京 煤炭工业出版社， 2 0 0 3 ． 井回风。矿井通风机为 F B D C Z N o 1 6 B型通风机 5 5 K W 2 。 维普资讯