通风困难矿井通风系统优化挖潜探析(二)

    由表1可以看出，矿井采用中央并列式通风，通

风流程长，阻力大。在1 033Pa,总阻力中，回风段阻力

占74．1％—77．4％，阻力分布明显不合理。测定还显示，

高阻力区段主要分布在以下地点：

   1)地面风硐。地面风硐在矿井改扩建时未进行

相应改造，其布置方式是：从副井井筒南北两侧并联

布置2条斜上风硐(断面均为2．0m2)，经拐弯变坡汇

合成1条水平风硐，水平风硐与反风道连接后又拐弯

分岔分别与南北主通风机相连。由于风硐断面小

(汇合处断面仅2．97m勺、拐弯多(4处)，风速高(为

19．45m／s)，超过了规程允许的15m／s的最高风速)，

尽管全长只有18．5m(占系统长度的0．7％)，但其阻

力却高达210．46pa，占总阻力的20．4％。

   2)集中胶带输送机运输斜巷。该巷道断面为

8．4~10．4m2，距离长(1 387m)，胶带摩擦阻力大，其

阻力高达345．73pa，占总阻力的33．4％。

   3)314采区总回风巷风桥处。314采区总回风巷

正常断面为7．8m’，回风巷风桥与314采区轨道运输

平巷立体交叉处，断面缩小为4．2m2，该风桥局部阻

力为17．6Pa。

   4)314采区轨道运输平巷与314采区车场连接

处。该段巷道断面为5．0mw2，比该巷正常断面小35％，

局部阻力为4．5pa。

   5)井下中央煤仓上口“乙”字型拐弯处，风流直

角拐弯3次，且绕行50m，局部阻力达12．9pa。

2．4矿井漏风严重

   对风机性能及矿井外部漏风率测定结果表明，

两台4-72-11N020B型主通风机性能有所差异，南风

机比北风机性能略好。在改造前南、北风机单独运行

及二者联合运转时最大通风能力及外部漏风率如表

2所示。

    从表2可看出：①南风机最大抽出风量为3 500

mYmin，北风机最大抽出风量为3 390mYmin，而该型

号风机最大额定抽出风量仅为3140m3／min，说明风

机本身性能良好，只是矿井外部漏风严重，漏风率高

达14．8％，导致风机没有发挥应有的效能。②南、北风

机单独运行比联合运行时外部漏风率高，说明备用

风机反风装置漏风较大。现场检查也发现，两台风机

扩散器闸门橡胶衬垫老化脱落，闸门关闭不严密，立

闸门两侧存在较大间隙，漏风大。

   此外，矿井内部漏风严重，内部漏风率为10％。

造成内部漏风的原因：一是采区采煤工作面进、回风

巷全部平面交叉，联络巷多，风门多，且风门开关频

繁，风门密封不严；二是采区前进式开采，采区巷道

两侧保护煤柱受采动影响变形，产生大量裂隙，加重

了矿井内部漏风。

3  通风系统改造方案

3．1方案设计

   从通风系统的调查分析中不难看出，解决风量

不足的关键是减阻、堵漏和提高风机通风能力。基于

这一认识，提出了以下4个方案。

   方案1：积极采取堵漏措施。①把各采区不经常

行人的联络巷风门密闭，对各采区受压变形的密闭

墙、挡风墙、采区巷道保护煤柱用砂浆抹面或喷浆堵

漏风。②在备用风机扩散器上方增加盖板；更换通

风机扩散器闸门橡胶衬垫。③对断面为4．2m2的314

总回风巷风桥进行挑顶、刷帮，使其通风断面不小

于8m2。④在断面小于5m2，运输繁忙的314采区轨道

平巷交叉点20m段，新掘一条30m长的并联巷道，扩

大通风断面。⑤在中央煤仓上口总回风巷“乙”字型

拐弯处，并联新掘一条长70m、断面6．6m2煤巷，直接

沟通集中胶带机巷与311胶带机巷。⑥新掘140m巷

道将313风巷与总回风巷沟通，实现313采区独立通

风，使矿井通风阻力减少85Pa左右。

   方案2：改造通风系统的动力系统部分。在基本

不改变现有通风设施的前提下，更换动力电机和皮

带轮，合理确定通风机叶片角度，增加在用风机转

速。将风机叶轮转速由原来的630r／min，提高到710

r／min，低压供电系统升级为高压供电，即由原来的低

压380V供电，升级到6000V高压供电。选用t：2BC开

关为核心部件的高压综合启动柜作为通风机电机的

控制设备。

   方案3：改造地面现有风硐。掘一条单一斜上式

风硐直接与井筒相连，并使新旧风硐互相并联。当风

硐断面达到5．0m2H寸，阻力将从210．46pa降到60h。

   方案4：更换风机和电机。根据矿井通风最困难

时期生产部署和需风量计算，矿井需风量为3 750m3／

min，矿井通风阻力为2400Pa，可选择G4-73—11

N025D型风机，配备JSQl57-10电机，功率260kW。

3．2方案比较

   方案1既能维持现阶段生产所需，又是以下方