1 問題的提出

田陳煤礦是棗莊礦業(yè)集團(tuán)公司下屬的一座現(xiàn)代化大型礦井，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力120萬t/a，現(xiàn)在實(shí)際生產(chǎn)能力為150萬t/a左右。礦井現(xiàn)采用中央并列式通風(fēng)、通風(fēng)方式為抽出式。由位于井田工業(yè)廣場(chǎng)的主、副井進(jìn)風(fēng)，中央風(fēng)井回風(fēng)。田陳煤礦隨著開采的逐步深入，礦井向北翼采區(qū)，尤其是北七采區(qū)的開拓延伸，通風(fēng)距離不斷加長(zhǎng)。同時(shí)，生產(chǎn)過分向北翼采區(qū)的集中，導(dǎo)致北翼采區(qū)用風(fēng)量過大，改造通風(fēng)系統(tǒng)將使通風(fēng)阻力增高。礦井通風(fēng)系統(tǒng)阻力過大，不僅消耗過高的風(fēng)機(jī)的能耗，而且造成礦井漏風(fēng)量增大。降低了礦井的有效風(fēng)量，不利于通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。為減輕現(xiàn)有主要通風(fēng)機(jī)井下通風(fēng)阻力，決定開掘北區(qū)回風(fēng)井，待北七采區(qū)投產(chǎn)后，采用主、副井進(jìn)風(fēng)，中央風(fēng)井和北風(fēng)井回風(fēng)的通風(fēng)方案。

2 通風(fēng)系統(tǒng)的測(cè)定與分析

礦井通風(fēng)阻力淀定是礦井通風(fēng)管理技術(shù)工作的重要內(nèi)容。通過阻力測(cè)定不僅可以了解礦井通風(fēng)系統(tǒng)的阻力分布狀況、功率消耗情況，實(shí)現(xiàn)礦井通風(fēng)的科學(xué)管理，而且為礦井通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整、設(shè)計(jì)，以及實(shí)施各項(xiàng)安全技術(shù)措施提供可靠的技術(shù)依據(jù)。采用基點(diǎn)氣壓計(jì)法對(duì)全礦井進(jìn)行了通風(fēng)系統(tǒng)阻力測(cè)定，主要測(cè)定路線為南二、北三和北五。

田陳煤礦目前由主、副井進(jìn)風(fēng)，回風(fēng)則主要由中央風(fēng)井完成；礦井當(dāng)前主要生產(chǎn)采區(qū)為北五、北三、南二采區(qū)。由于北部采區(qū)是礦井今后開拓開采的重點(diǎn)區(qū)域，因此根據(jù)礦井生發(fā)展的需要，結(jié)合下一步通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化研究工作的需要，側(cè)重對(duì)北五采區(qū)的最大通風(fēng)阻力路線分布進(jìn)行了分析，見表1。

表1 田陳煤礦518工作面通風(fēng)路線阻力分布表

類 別

進(jìn)風(fēng)段

用風(fēng)段

回風(fēng)段

總計(jì)

通風(fēng)阻力/Pa

587.61

119.58

1 590.88

2 298.07

所占比例/％

25.57

5.20

69.23

100

由表1可見，進(jìn)風(fēng)、用風(fēng)和回風(fēng)段的各自通風(fēng)阻力的比例分布不合理。回風(fēng)段阻力占最大阻力路線的69.23％，明顯過高，不僅增大了通風(fēng)機(jī)的電耗，還表明通風(fēng)系統(tǒng)的老化與失調(diào)。而且，隨著礦井向深部區(qū)域的延伸，通風(fēng)阻力必將繼續(xù)增加，因此，必須結(jié)合通風(fēng)系統(tǒng)的改造工作，采取合理、有效的措施，降低礦井的通風(fēng)阻力。

3 通風(fēng)系統(tǒng)方案的優(yōu)化分析

針對(duì)田陳煤礦的實(shí)際情況，初步擬定了4個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化方案，即方案Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。各方案簡(jiǎn)要描述見表2。

表2 各方案通風(fēng)機(jī)型號(hào)表

方案號(hào)

方案描述

通風(fēng)機(jī)型號(hào)

中央風(fēng)井

北風(fēng)井

Ⅰ

-370m水平＋單風(fēng)機(jī)

2K60-4No.28

Ⅱ

-370m水平＋雙風(fēng)機(jī)

2K60-4No.28

BDK60-8No.24

Ⅲ

-547m水平＋單風(fēng)機(jī)

2K60-4No.28

Ⅳ

-547m水平＋雙風(fēng)機(jī)

2K60-4No.28

BDK60-8No.24

礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算采用最新研制的基于windows的礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算程序Mine進(jìn)行解算，其結(jié)果如表3所示。

表3 通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化方案的計(jì)算機(jī)解算結(jié)果

方案號(hào)

名 稱

風(fēng)機(jī)參數(shù)

通 風(fēng) 機(jī) 工 況

風(fēng)量/(m³/min)

風(fēng)壓/Pa

效率/%

輔功率/kW

Ⅰ

中央風(fēng)井

θ＝39°n=600r/min

9 076

2 920

84.6