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    [沙曲矿井南翼通风系统改造] 矿井通风设施有哪些

    时间:2020-03-20 07:12:51来源:百花范文网本文已影响
    一、矿井概况
    沙曲矿井是华晋焦煤有限责任公司在离柳矿区开发建设的第一对矿井,设计生产能力3.0Mt/a。1994年12月正式开工建设,2004年11月通过了国家竣工验收委员会验收,同意3.0Mt/a工程建成投产。
    井田采用立、斜混合开拓方式,井下设置了+400m生产水平, +400m南翼大巷和+400m北翼大巷基本形成。
    南一采区内布置了三条采区上山,其内的4号煤层基本采空;
    南二采区设计年产原煤1.0Mt/a,在4号煤层中装备有一个一次采全高综采工作面正在生产;
    北一采区设计年产原煤2.0Mt/a左右,4号煤层中装备有一个一次采全高综采工作面正在生产。采煤方法均为倾斜长壁一次采全高采煤方法,全部垮落法管理顶板。
    二、矿井通风现状
    1.矿井瓦斯含量 根据山西煤田地质勘探148队提供的地质报告及煤炭科学研究总院抚顺分院编制的《华晋焦煤公司吕梁公司沙曲矿一水平煤与瓦斯突出危险性预测》,沙曲井田煤层瓦斯含量沿倾向分布规律为随着上覆基岩厚度的加大瓦斯含量线性增加,且在相同的煤层底板标高条件下,南翼煤层瓦斯含量较北翼高2~3m3/t.f。
    2004年沙曲矿井瓦斯涌出量鉴定结果为:矿井瓦斯绝对涌出量153.05m3/min,其中南翼瓦斯绝对涌出量91.03m3/min。根据矿方提供的资料,目前矿井瓦斯绝对涌出量194.97 m3/min,其中南翼瓦斯绝对涌出量106.74m3/min,南翼相对瓦斯涌出量为23.08~30.024 m3/t。
    2.矿井南翼通风现状 矿井南翼生产采区为南二采区,装备一个回采工作面、四个顺槽掘进工作面、一个大巷掘进工作面。南翼目前配风量为148.88m3/s,由主斜井、副立井、2号斜井进风,1号回风斜井回风。回采工作面采用一进两回独立通风方式。南翼综采工作面14201工作面实际风量为2600m3/min,尾巷风量1407m3/min,材料巷冲洗326m3/min。
    三、通风系统存在的问题
    1.通风网络解算 +400m水平北翼轨道大巷和+400m水平北翼胶带大巷在计算过程中分别出现了-63.70mmH2O、-64.90mmH2O负风压的情况,其原因是在解算过程中将南翼通风系统看作是独立的风网系统,+400m水平北翼轨道大巷和+400m水平北翼胶带大巷的风量设置为固定风量巷道。由于北翼回风立井的作用使得在解算过程中+400m水平北翼轨道大巷和+400m水平北翼胶带大巷出现了负风压。在实际生产过程中这两条巷道的风量可以通过通风设施来调节,从而保证南翼通风系统和北翼通风系统的独立性、稳定性。
    2.通风系统分析 (1)南翼通风系统通风线路较长,负压高达309.46mmH2O,在实际生产过程中风机喘振现象时有发生;
    (2)回风区的阻力占南翼通风系统总阻力的61.05%,显然是不合理的;
    (3)三区阻力所占比重的比例不协调,说明该通风系统不合理,这种不合理的主要原因是生产布局造成的;
    (4)该通风系统中,高阻力井巷和风速超限井巷比较多,造成通风阻力居高不下,用风点风量减少等;(5)通风构筑物数量多、质量差。数量多加大了局部阻力,质量差增加了漏风;(6)巷道中有积水存污现象和一些不必要的堆积物,有些地段断面小、通风不畅、风量过于集中,风速高甚至超限;
    (7)某些巷道支护复杂,部分巷道失修,致使局部阻力大,不利通风。(8)由于矿井属于前进倾斜长壁式开拓开采,区域采区巷道大都布置在煤层当中,因此通风线路愈来愈长,巷道形状、支护方式极不规整且随意性大,以及巷道变形垮落现象将不可避免,由此它会带来矿井通风阻力、未来井巷风阻的增大提高。
    通过上述计算可知,在目前生产条件下,以提高瓦斯抽放技术水平为前提,增大通风能力使井下用风地点有充足的、优质的风量供给是十分必要的。
    四、南翼通风系统改造方案
    1.通风系统改造的途径
    针对南翼通风系统存在的问题,可以通过如下两个途径来改善南翼的通风状况。
    (1)在维持当前巷道关系不变的情况下,刷大南一胶带上山、南一轨道上山、南一回风上山以及回风立眼等阻力大、风速高井巷的断面,通过一系列的井巷断面刷大可以有效的降低通风阻力,使井巷风速符合《煤矿安全规程》101条的规定。(2)通过新建一对井筒来彻底解决当前和今后南翼通风系统及生产系统中存在的问题。
    2.技术改造方案
    通过对南翼通风系统现状分析,设计遵循通风系统改造途径的规律,提出两个通风系统技术改造方案:
    方案一:对现通风系统进行改造
    针对当前存在的问题,适当对高阻力井巷和风速超限井巷刷大改造、掘进回风补巷、更换风机。
    方案二:新开通风井
    在主井工业场地南部约3.0km处新布置白家坡风井场地,开凿白家坡进风立井、白家坡回风立井两个井筒。简化了南翼通风系统,有效地解决当前南翼通风系统中存在的供风量不足、通风系统复杂、通风线路长、通风阻力大、风速超速巷道多等严重影响井下安全生产的问题。
    两个方案的优、缺点分析如下:
    方案一优点
    1.新增井巷、土建工程量少。2.便于减少基建投资。3.社会关系简单。
    方案一缺点
    1.技术改造对矿井正常生产干扰较大,尚可能停产一段时间。2.通风系统改造不彻底,对安全生产留有一定隐患;
    且采用本方案仅是推迟南翼风井的开工时间,后期仍需开凿南翼风井。
    方案二优点
    1.基建、生产互不干扰,为矿井适应井下瓦斯变化及扩建留有一定的余地。2.增加了矿井的开拓、准备煤量,可确保矿井采掘的正常接替。3.利于矿井安全生产。
    方案二缺点
    1.新购置白家坡风井场地需要与地方协调好社会关系。2.新增井巷、土建工程量多,基建投资高。
    经综合比较认为,方案二较方案一优点突出,结合华晋焦煤有限责任公司及沙曲矿的意见,设计推荐方案二。
    五、结论
    南翼通风系统技术改造新增工程量少,投资较低,工程易于实施,与目前的生产干扰小;
    通风系统改造后,为矿井安全生产创造了有利条件,不仅有较好的经济效益,而且可产生良好的社会效益、环保效益。项目建设不仅是必要的,而且是可行的。
                                煤炭工业太原设计研究院 裴继鹏

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