礦井合并時的通風系統(tǒng)優(yōu)化改造
劉建和
大同煤礦集團公司大斗溝煤業(yè)公司
摘 要：介紹了大斗溝煤礦將2個通風系統(tǒng)獨立的大井和南井進行合并改造的過程，成功地將一座開采技術條件落后的小井合并到大井系統(tǒng)內，增加了大井的服務年限。
關鍵詞：礦井合并；資源整合；優(yōu)化；改造；
大斗溝煤礦有2個井：一個大斗溝大井，另一個是資源整合劃撥過的大西溝南井，二個井各自有獨立的通風系統(tǒng)，大井采用綜采工藝采煤，南井沿用炮采工藝采煤，到2007年底，大井核實開采儲量剩670萬噸，南井核實開采儲量剩293萬噸。大井繼續(xù)使用綜采工藝采煤服務年限剩5年，南井沿用炮采工藝采煤服務年限有30年。為淘汰落后的炮采工藝采煤方法，提高煤炭資源開采率，延長大井礦井服務年限，經技術改造將兩井連通，使2個獨立的通風系統(tǒng)合并為一個獨立通風系統(tǒng)，為同類資源整合礦井提供了可借鑒的經驗。
1 礦井概況
大斗溝大井于1957年由大同礦務局設計處設計，設計能力45萬t/年，1960年9月投產，1963年達產，1976年進行了技術改造，改造后1984年綜合能力達164萬t,服務至1993年末，礦井2號煤層、3號煤層儲量日漸枯竭，為此將大西溝礦礦井部分井田劃給大斗溝礦作為擴區(qū)延伸，開采11號層、14-2號、14-3號煤層，2002年同煤集團公司將大西溝南井劃歸大斗溝礦開采，2006年大井核定生產能力在185萬噸，大西溝南井核定生產能力在15萬噸。
大井礦井采用平峒單水平上下山方式開拓，壓入式通風，有2個生產盤區(qū)，分別為14#層416盤區(qū)，14#層422盤區(qū)。有7個井口，一個進風井口（東井主井）、5個回風井口（東井副井、六風井、四風井、三風井和1200平峒），AGF606－2.82—1.54—2型主要通風機安裝在東井主井，,供風能力為13300米3/分。主要運輸大巷在1200水平，開采總體規(guī)劃是盤區(qū)前進式，工作面后退式，使用的采煤工藝為綜采；掘進工藝為機掘、炮掘。
大西溝南井的通風方式中央并列式，抽出式通風。有2個井口，一個進風井口（南井主井）、一個回風井口（南井副井），FBDCZNo16型主要通風機安裝在南井副井，供風能力為2460米3/分。主要運輸大巷在1016水平，開采總體規(guī)劃是盤區(qū)前進式，工作面后退式，受原井巷斷面限制，采煤工藝沿用炮采，掘進工藝為炮掘。
2 技術改造方案的確定
2.1 技術改造方案
大西溝南井目前工作面的開采方式為刀柱式采煤，運煤系統(tǒng)全部為礦車運輸，由于采煤工藝落后，煤炭資源損失較大，為了提高煤炭回采率，須采用綜采設備，由于南井運輸能力差，為此還需從大井向南井補掘一條1400米的運煤巷道，針對南井現有的通風狀況，提出以下改造方案。1方案一：南井現有的通風系統(tǒng)不變，調整南井主扇風葉，調整主要通風機到最大風量，開掘一條大井與南井連通的運煤巷道，并使其由大井向南井供風。2方案二：從大井往南井開掘兩條供風巷道（運煤皮帶巷、材料運輸巷），停止南井主要通風機，使大井與南井合并為一個通風網絡系統(tǒng)，由大井負責南井的供風。
2.2 南井困難時期配風
綜采工作面1個，910m3/min；備采工作面1個，500m3/min；機掘工作面2個，550*2 m3/min；炮掘工作面1個，350m3/min；峒室和水倉3個，350m3/min；1016尾巷，300m3/min；合計有效風量3510 m3/min；
考慮1.25的通風系數礦井總供風量為4388m3/min
2.3 技術改造方案需做的工程
1）方案一：南井通風系統(tǒng)不變，調整主要通風機風量至最大排風量3768 m3/ min，由于南井副井擔負提升人員的任務，考慮15%的外部漏風則最大供給井下供風量為3200 m3/min，為此，存在1188m3/min用風空缺，需大井往南井供風1188m3/min，大井與南井形成壓抽混合式通風。為完成該系統(tǒng)，需做的工程主要有：1調整主要通風機風葉，使主扇風量達到最大排風量；2對南井現有的進、回風巷進行擴巷，1016運輸巷由現在的2米高×3米寬擴至3米高×3.5米寬，長為1900米；1016回風巷由現在的2米高×3米寬擴至3米高×3.2米寬長為1920米；3從大井14#422盤區(qū)往南井1016運輸巷開掘一條1400米長3米高*3.2米寬的運煤皮帶巷。
2）方案二：從大井往南井開掘2條供風巷道（運煤皮帶巷、材料運輸巷），停止南井主扇，使大井與南井合并為一個通風系統(tǒng)，由大井主井主要通風機負責南井的供風。為完成該系統(tǒng)，需做的工程主要有：1從大井14#422盤區(qū)往南井1016運輸巷開掘兩條1400米長3米高×3.2米寬的運煤皮帶巷和材料運輸巷；2對南井1016回風巷的1016拐彎至新開424盤區(qū)口進行擴巷由2米高×3米寬擴至3米高×3.2米寬，該段巷長為600米；3停止南井主扇供風；4根據大井與南井生產銜接隨時調整風量，保證南井在用風困難時期時風量能達到4388 m3/min。
2.4 技術改造方案對比
在通風系統(tǒng)管理上，方案二較方案一通風系統(tǒng)簡單，因大井為正壓通風、南井為負壓通風，如采取壓抽混合，兩井通風系統(tǒng)相互影響，會造成通風系統(tǒng)不穩(wěn)定。在經濟管理上，方案二較方案一經濟，1臺主要通風機運行比2臺主要通風機運行更便于集中管理，且可降低通風成本。綜上所述，方案二較優(yōu)于方案一，因此選擇方案二。
3 技術改造過程
3.1 通風網絡模擬解算
為了保證大井與南井通風系統(tǒng)合并改造的安全可靠、技術可行和經濟合理。首先對通風系統(tǒng)改造方案進行了通風網絡模擬，經過實施網絡模擬，結果顯示，大井和南井通風系統(tǒng)貫通后，通過對南井部分巷道進行降阻，根據風機分支固定風量進行模擬得出的礦井通風系統(tǒng)工況點為風量270.6 m3/s，風壓為3120 Pa，結果表明，方案改造實施后，大井東井主扇可以滿足南井在困難時期通風要求。
3.2 技術改造實施階段
1）從大井和南井分別開口掘進大井與南井的聯通巷道，在大井與南井的聯通巷道貫通后，在南井側先構筑密閉隔離，仍保持大井與南井的各自獨立通風系統(tǒng)。
2）對南井的主要進風和回風巷道進行擴巷，減小南井通風巷道的風阻，確保兩井貫通后的礦井總阻力增高幅度不大。
3）在大井和南井構筑改風設施和備足改風物料，達到兩井通風系統(tǒng)合并時的改風需要，然后在改風的前一天，將大井與南井的隔離密閉改為風門，改風時，只利用風門開關即可實現改風，縮短改風時間。
4）改風時停止南井主要通風機，然后調整各盤區(qū)風量，調完盤區(qū)風量再調整各工作面風量，使各用風地點風量達到配風要求。
5）兩井經過技術改造合并后，礦井各盤區(qū)風量變化不大，都能滿足現有用風地點風量，礦井的主要通風路線雖比以前增長約1600米，但提前已對風阻大的巷道進行了擴巷降阻，實施改風后，礦井風壓未增加還有所減少，由未改風前的300mmH2O降到290mmH2O。
大斗溝煤礦大井與南井的合并改造是資源整合礦井技術改造的成功案例，它大幅提高煤炭資源采出率，保證了煤礦生產的安全運行，且為促進煤炭工業(yè)區(qū)域經濟發(fā)展創(chuàng)出一條新路。
作者簡介：劉建和，1965年8月生，男， 1988年7月畢業(yè)于河南焦作礦院，高級工程師，現任大同煤礦集團公司大斗溝煤業(yè)公司總工程師
