乌兰木伦煤矿通风系统的改造优化

神东煤炭公司通风处        王全龙

神东煤炭公司乌兰木伦煤矿  吕  波

摘  要  针对乌兰木伦煤矿通风系统存在的主要问题，通过基础数据测定，提出了通风系统的改造优化方案，提高了矿井的总风量，满足了扩大生产规模后矿井的供风量。

关键词  通风系统  改造  优化
 

乌兰木伦煤矿始建于1988年10月12日，1992年底建成投产。2001 年对矿井进行了技术改造，井型扩大到300万t/a，服务年限为75年。矿井瓦斯含量极低，据实测，瓦斯涌出量均小于0.3m³/t，属低瓦斯矿井。煤层有自燃发火倾向，最短发火期为30d，煤尘极易引起爆炸，爆炸指数为35%。

矿井采用平峒、斜井开拓方式，在工业广场布置4个井筒，即主斜井、辅运平峒、副斜井、回风斜井。通风方式为中央并列式，通风方法为抽出式，安装BDK42-8-№22对旋主要通风机2台，电机功率为2×75kW，转速740r/min。辅运平峒、副斜井、主井进风，回风斜井回风。总进风量为3160 m³/min，总回风量为3270 m³/min，负压为1053.68Pa。

1  矿井通风系统改造的必要性

2004年矿井计划产量350万t/a，采掘布局为“一综两连”，矿井需要风量为4300 m³/min，主扇的实际排风量为3270m³/min。根据生产的实际情况，矿井通风能力已不能满足现在的生产规模和日益扩大的生产能力的需求。由于现有通风系统阻力较大，要想彻底解决风量不足的问题，必须对现有通风系统进行改造优化，以满足矿井所需的风量，确保矿井安全生产。为此，改造通风系统势在必行。改造前的通风系统如图1所示。

2  通风系统优化改造方案

2.1  优化改造的技术依据

为了做好通风系统优化改造工作，达到科学、经济、合理的目的，必须对矿井通风系统阻力进行测定并对主要通风机装置性能进行鉴定，为通风系统的优化改造提供技术依据。

2004年3月18～27日，由黑龙江科技学院对该矿的通风系统阻力和主要通风机装置性能进行了测定并对通风网络进行了解算，掌握了矿井通风系统中的阻力分布情况，找出了通风阻力较大的区段和地点，为通风系统的优化改造提供了技术依据。

图1  改造前的通风系统

2.2  阻力测定结果分析

    根据黑龙江科技学院对乌兰木伦煤矿的阻力测定结果和风网解算结果分析，矿井的通风系统比较简单，全矿只布置了一个综采工作面，两个连采工作面，通风网络稳定性好，可靠性高。但由于回风段通风阻力较大，导致矿井的风量不足，阻力较高。乌兰木伦煤矿通风阻力分布如表1所示。

表1  通风阻力分布

从上表可以看出，矿井进风段的阻力为144.4Pa，占总阻力的13.7%；用风段的阻力为45.9Pa，占总阻力的4.4%；回风段的阻力为863.3Pa，占总阻力的81.9%；整个矿井的高阻段主要为回风井的风峒。这主要是因为风峒的断面较小，仅为4.5m²，个别地方断面更小，仅为3.9m²，且风量比较集中，因而风速较高，风量较大，导致井巷的通风阻力较高。除风峒的阻力较高外，回风段和通风立眼的阻力也偏高，主要是因为回风段巷道断面较进风段巷道的断面小，且因冒落等原因造成巷道摩擦阻力系数增大，致使巷道风阻较大，通风立眼与井巷连接处有多处直角弯，造成井巷通风阻力增高，在现有的条件下，不能满足矿井的供风量。

2.3  矿井通风系统改造方案及分析

1）方案一：对高阻段风峒及通风立眼进行改造，利用现有主要通风机通风。

将风峒的断面扩大到9m²，风峒的长度按25m计算，取风峒的摩擦阻力系数为0.007776NS²/m^-4，则风峒风阻降为0.0032NS²/m⁸;将回风立眼处的多处直角弯取直，则该段的风阻降为0.0064NS²/m⁸。将此数代入风网解算程序进行解算，得出如下结论：改造后利用现有主要通风机进行通风，风量将增加至3664m³/min，增加了394m³/min，风机负压下降423Pa，可以节约大量电费。但改造过程将影响矿井的正常生产，且风量增加的幅度不大，仍不能满足矿井所需的风量。

2）方案二：将现有副斜井作回风井，回风井变为进风井，并利用原主要通风机通风。

    将现在的副斜井作为回风井，回风井变为1^-2煤中央变电所的进风。改造后的通风系统如图2所示。

图2  改造后的通风系统

如果井下的其它条件都不变，且使风峒的断面扩大到9m²，保持主要通风机叶片角度不变，通过风网解算，主要通风机在现运转角时供风量为3667m³/min，风量增加约400m³/min。由于现运转的风机安装到副井后，扇风机的功率下降幅度较大，因此，可改变扇风机的叶片安装角度。将扇风机的叶片安装角度增加6°时，根据扇风机的类比曲线编制数字文件进行网络解算，结果为：在对该扇风机进行调角改造后，风量可增加1064m³/min总风量增加到4334 m³/min。

通过上述二种方案的比较，在不更换风机的前提下，方案一虽然可使主要通风机的电耗大大降低，但其改造将影响矿井的正常生产，且风量也达不到矿井的需求；方案二将副井作为回风井，原回风井变为1^-2煤中央变电所的进风巷，将大大降低矿井的通风阻力。改变主扇的叶片安装角度后，风量增加1064 m³/min，总风量增加到4334m³/min，能够满足矿井生产需要。经过比较，方案二较为合理。

3  结语