云崗礦408主扇停運及通風系統(tǒng)調整

張凱云 王振峰 楊耀霞  翁旭澤 楊德志

一、立項原因

408主扇服務區(qū)域僅為12^#層406盤區(qū)，該盤區(qū)只有8637工作面（406盤區(qū)回采煤柱工作面），已無運行價值；且8637工作面開采140m后將進入408風井保護煤柱，一旦繼續(xù)回采造成風井塌陷存在安全隱患，因此開采至100m時，必須將408主扇停運，進行通風系統(tǒng)調整，利用402主扇為8637工作面及406盤區(qū)供風。

二、成果內容及創(chuàng)新點

1、408主扇供風區(qū)域概況

408主扇主要為12^#層406盤區(qū)供風，盤區(qū)剩最后1個生產工作面（8637）、408、410煤眼繞道、408瓦斯抽放泵站及410^-1變電所等硐室配風，盤區(qū)風量5913m³/min。408風井底位于8637工作面回采范圍內，8637工作面開采140m后將進入408風井保護煤柱，因此開采至100m時，必須將408主扇停運，將408風井封閉。408風井與8637工作面平面圖和剖面圖如圖一。

2、408主扇供風區(qū)域通風系統(tǒng)

新鮮風流：

副井、材料斜井、主皮帶斜井、南翼進風井→1030大巷→五暗斜井→12^#層408皮、軌、2637^-1→8637工作面；

副井、材料斜井、主皮帶斜井→980皮帶、406^-2皮、軌→12^#層408皮、軌、2637^-1→8637工作面；

回風風流：

12^#層8637工作面→5637巷（508回）、508輔回→12^#層408風井底→408風井→地面；

3、408主扇停運的必要性

1）408主扇停運前，礦井總進、回風量分別為23251m³/min和23392m³/min。而云崗礦采掘工作主要集中在404主扇供風區(qū)域的3^#、12^#、12^-2#層404盤區(qū)，礦井總計劃風量14305m³/min，礦井富余風量近9000m³/min，通風經濟性差；同時12^#層406、410^-4盤區(qū)都僅剩最后一個綜采工作面，已無運行兩臺主扇的必要。

2）408主扇服務區(qū)域僅為12#層406盤區(qū)，該盤區(qū)只有8637工作面（406盤區(qū)回采煤柱工作面），已無采掘價值。且8637工作面開采140m后進入408風井保護煤柱，一旦繼續(xù)回采造成風井塌陷存在安全隱患，因此開采至100m時，必須將408主扇停運，進行通風系統(tǒng)調整，利用402主扇為8637工作面及406

盤區(qū)供風。

圖一  408風井與8637工作面平面圖和剖面圖

4、408主扇停運的可行性分析

全礦正常情況下，各進回風井及主扇運行情況如下表所示：

表1 進回風井情況表  單位：m³/min

序 號	進 風 井		回 風 井
	名  稱	風 量	名 稱	風 量
1	副 井	8363	402風井	7180
2	主 井	350	404風井	10228
3	材料斜井	4288	408風井	5984
4	主皮斜井	5424
5	305立井	100
6	南翼進風井	3010
7	311材料斜井	586
8	311風井進	1130
總計	總進風	23251	總回風	23392

表2 主扇運行參數表

2019年11月，本礦利用全礦性反風演練期間，對408主扇停運可行性進行實驗，并對實驗數據進行測定、收集及分析。

試驗期間，408主扇停運后，408風井成為進風井，風量510m³/min，全礦通風系統(tǒng)由八進三回變?yōu)榫胚M二回，由402、404兩臺主扇聯合運轉為礦井通風，對比408主扇停運前和停運期間兩個時期的進風量以及主扇排風量可得到以下結果：

礦井總進風量由23251m³/min降至17713m³/min；總回風量由23392m³/min降至17717m³/min。總進風量減小5538m³/min，其中副井減小5552m³/min，主皮斜井減小1608m³/min，材料斜井增大1194m³/min，311材料斜井和311風井增風406m³/min。礦井計劃風量14305m³/min，富余風量約3412m³/min。由試驗數據可知，雖然礦井總進回風量減小，仍然比計劃風量結余3100m³/min以上。具備停運主扇的條件。

5、408主扇停運方案

第一步：完成12^-2#層410^-4盤區(qū)的回收撤退以及封閉工程。

如果12^-2#層410^-4盤區(qū)封閉前停運408主扇，利用402主扇為406盤區(qū)供風，風量不足，因此需要先完成12^-2#層410^-4盤區(qū)封閉工程，封閉后402主扇暫時結余下的近2800 m³/min風量先在402主扇供風區(qū)域內自然分配。

第二步：依次啟封12^#層510^-1回尾、510回、510輔回、508北回尾四段封閉巷道（具體通風設施位置參照后附示意圖）。啟封目的為連通406盤區(qū)與410盤區(qū)，停運408主扇后可以利用402主扇為406盤區(qū)供風。

圖二  12#層510-1回、510回等通風設施位置示意圖

12^-2#層410^-4盤區(qū)撤退完--408主扇停運前，依次完成12^#層510回、510輔回、508北回末端啟封工程。在啟封B6、B8密閉段時，對12^#層新508輔回進行封閉，隔絕402、408主扇回風系統(tǒng)，避免主扇對拉風現象出現。具體各段啟封及風量調控方案如下：

1）、啟封B1-B2過程中，首先調整12^#層510^-1回總控調節(jié)（T1）與12^-2#層410^-1皮繞調節(jié)（T2）斷面一致，風量306m³/min，然后打開510^-1回風側B1密閉30*30cm口子，再打開410軌尾B2密閉30*30cm口子，逐步放大T1調節(jié)斷面至500m³/min，觀察B1密閉墻前氣體濃度，檢查CH₄濃度低于1%、CO₂濃度低于1.5%、O₂濃度大于19%后，逐步擴大B1、B2密閉墻口，直至B2全斷面、B1打開1m*2m口子，T1調節(jié)控風至1000m³/min，通風區(qū)在510輔回交510^-1回巷口以北3m處備料，準備施工永久密閉一座（M1留口）。

2）、啟封B3過程中，先將B3密閉打開30*30cm口子，再將B4密閉前風橋（F1）打開20*50cm，然后觀察B3密閉墻前氣體濃度，當檢查CH₄濃度低于1%、CO₂濃度低于1.5%、O₂濃度大于19%后，逐步擴大B3密閉墻口，直至全斷面。

3）啟封B4、B5過程中，先將B4密閉打開30*30cm口子，再將B5密閉打開30*30cm口子，然后封閉F1風橋口，B2、M1密閉，觀察B4密閉墻前氣體濃度，當檢查CH₄濃度低于1%、CO₂濃度低于1.5%、O₂濃度大于19%后，逐步擴大B4、B5密閉墻口，直至全斷面?；謴?10二電所調節(jié)（T3），并在410^-1軌暗斜井上部車場施工兩道控風門（T4），為下一步啟封調整系統(tǒng)做準備。

4）啟封B6、B8過程中，先將B6密閉打開30*30cm口子；對新508輔回A11、A12、A15、A2段進行封閉，隔離402、408主扇供風區(qū)域，避免出現主扇對拉風情況出現；再將B8密閉打開30*30cm口子，觀察B6密閉墻前氣體濃度，當檢查CH₄濃度低于1%、CO₂濃度低于1.5%、O₂濃度大于19%后，逐步擴大B6、B8密閉墻口，直至全斷面。

5）提前在410一電所口穩(wěn)設兩臺2*15KW對旋風機，延接風筒至B9墻前。開啟風機后，啟封B9墻打開1.5*2.0m口子，采用延接風筒逐段排放的方式直至B7墻前。

6）啟封B7墻打開30*30cm口子，排放510輔回B6-B7段氣體。觀察B7密閉墻前氣體濃度，當檢查CH₄濃度低于1%、CO₂濃度低于1.5%、O₂濃度大于19%后，逐步擴大B7密閉墻口，直至全斷面。

7）對410盤區(qū)通風系統(tǒng)進行調整。調整410^-1軌控風門T4過風不大于1000m³/min，拆除510^-1回總控調節(jié)T1，將510^-4總控調節(jié)T5風量控制在3000m³/min左右，之后對410盤區(qū)各繞道調節(jié)進行調整，控制410^-1皮繞調節(jié)T2過風300m³/min、410二電所調節(jié)T3過風150m³/min、51003繞道調節(jié)T6過風800m³/min、21001繞道調節(jié)T7過風800m³/min、410一電所調節(jié)T8過風550m³/min。為將12^#層8637工作面通風系統(tǒng)并入402主扇供風區(qū)域做好準備。

8）繼續(xù)利用410一電所風機重新延接風筒至B10墻前，開啟風機后，啟封B10墻打開1.5*2.0m口子，采用延接風筒逐段排放的方式直至B11墻前。同樣繼續(xù)啟封B11墻排放瓦斯至B12墻。整個啟封排瓦斯工作完成，保留B12密閉墻，作為402、408主扇供風區(qū)域隔斷。

      第三步：停運408主扇及通風系統(tǒng)調整

主扇停運當班，8637工作面停止生產，406盤區(qū)、410盤區(qū)斷電撤人。由通風區(qū)負責通風系統(tǒng)調整工作。

1）、首先停運408主扇，打開防爆門、行人小風門，將408風井暫時變?yōu)檫M風井通過收縮風硐以下密閉的留口斷面，控制其進風量不大于500m³/min；同時開始施工風井底密閉，要求在8637工作面開采至140m前完成井筒封閉并充填20m以上粉煤灰工程、密閉墻前超高三角段假頂施工并用羅克休充填工作。

2）、通過縮小南翼進風井口調節(jié)斷面的方法，控制其進風量不大于500m³/min，逐步全斷面啟封508北回尾（煤眼繞道以北）密閉墻B12，將8637工作面帶入402主扇供風區(qū)域；

3）、通過縮小調節(jié)過風斷面的方法降低51003（T6）、21001（T7）、410一電所調節(jié)（T8）風量至150m³/min，重新調整410、408煤眼共用繞道調節(jié)（T9）風量至500m³/min，確保8637工作面風量不低于1000m³/min，其余用風地點風量滿足需要。

4）、系統(tǒng)調整結束后，等待30分鐘，通風區(qū)負責對全礦井進行風量測定，確定無無風、微風區(qū)域。

408主扇停運前、后及停運試驗期間1030大巷各段風量及風向如圖所示：

三、應用情況及經濟社會效益

1、408主扇停運后，全礦通風系統(tǒng)由“八進三回”變?yōu)椤鞍诉M二回”，由402、404兩臺主扇聯合運轉為礦井通風，408主扇停運后礦井總進風量由23059m³/min降至16241m³/min，降風6818m³/min；總回風量由23746m³/min降至16533m³/min，降風7213m³/min。同時由于總進風風量降低，風阻減小，402、404主扇風量基本不變，但負壓各下降100pa左右，達到了超預期的效果。

2、通過對南翼進風井上、下部調節(jié)控風；主皮帶斜井繞道和清灑斜井下部調節(jié)控風；510^-4回風總控調節(jié)控風；410、406、410^-1盤區(qū)12個硐室配風點調節(jié)的控風，保證了8637工作面以及1030大巷整體風量符合規(guī)程要求，其它地點也沒有微風、無風區(qū)域，實現礦井采掘接替的安全過渡。

3、408主扇停運后，全礦井僅剩兩臺主扇供風，通風系統(tǒng)得到了簡化，更加方便管理的同時，還進一步降低了礦井能耗和成本投入。408主扇房和風機停運后，能夠降低礦井能耗372.3萬KW/a，減少主扇運營費用409.53萬元/a，同時還降低了主扇房冬季供暖、南翼進風井供熱量、看主扇人工等工作量，產生極為可觀的經濟效益。

四、總體性能指標與國內外、集團公司內其他單位技術的比較

由于我礦目前儲量少，需精采、殘采，且盤區(qū)大范圍收縮，部分回采工作面為回采煤柱工作面，運行主扇逐漸減少，不可避免的面臨主扇停運和風井封閉。此次408主扇停運及系統(tǒng)調整工程一方面408風井底位于工作面回采區(qū)域，停運及封閉與一般主扇停運差異較大；另一方面利用全礦性反風演練期間進行408主扇停運試驗，為正式停運提供了寶貴數據支撐。這兩方面均可為我礦及其他礦井停運主扇提供參考性指導。

五、推廣應用前景

    針對停運主扇風井位于回采工作面區(qū)域和跨盤區(qū)調整通風系統(tǒng)的極復雜通風系統(tǒng)調整，通過與實際情況相似度極高的試驗進行預測，可以達到提前預測系統(tǒng)改變情況，提前發(fā)現無風微風區(qū)域，從而指導現場實施，可操作性強，指導意義大，有極大的推廣前景。

經濟社會效益證明

 

項目名稱（云崗礦408主扇停運及通風系統(tǒng)調整）

（一）、社會效益

1、408主扇停運后，全礦通風系統(tǒng)由“八進三回”變?yōu)椤鞍诉M二回”，由402、404兩臺主扇聯合運轉為礦井通風，408主扇停運后礦井總進風量由23059m³/min降至16241m³/min，降風6818m³/min；總回風量由23746m³/min降至16533m³/min，降風7213m³/min。同時由于總進風風量降低，風阻減小，402、404主扇風量基本不變，但負壓各下降100pa左右，達到了超預期的效果。

2、通過對南翼進風井上、下部調節(jié)控風；主皮帶斜井繞道和清灑斜井下部調節(jié)控風；510^-4回風總控調節(jié)控風；410、406、410^-1盤區(qū)12個硐室配風點調節(jié)的控風，保證了8637工作面以及1030大巷整體風量符合規(guī)程要求，其它地點也沒有微風、無風區(qū)域，實現礦井采掘接替的安全過渡。

（二）、經濟效益

1、408主扇停運后，全礦井僅剩兩臺主扇供風，通風系統(tǒng)得到了簡化，更加方便管理的同時，還進一步降低了礦井能耗和成本投入。408主扇房和風機停運后，能夠降低礦井能耗372.3萬KW/a，減少主扇運營費用409.53萬元/a，同時還降低了主扇房冬季供暖、南翼進風井供熱量、看主扇人工等工作量，產生極為可觀的經濟效益。

 

 

作者：晉能控股煤業(yè)集團云崗礦 張凱云

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