特大型矿井通风系统合理性研究

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1、特大型矿井通风系统合理性研究：随着特大型矿井煤矿规模化、机械化、集约化程度的大大提高，产生的粉尘、瓦斯等有害物质较多，对矿井灾害的控制力求通风系统简单、可靠，风量满足要求，通过对谢桥煤矿通风系统合理性的成功研究，对全国其他特大型矿井具有一定的借鉴作用。　　关键词：特大型矿井通风系统合理性　　　　1矿井概况　　谢桥煤矿是一座设计生产能力400万吨/年，服务年限为46a的特大型现代化矿井，该矿于1983年12月26日开工兴建，1997年5月14日正式投产。经近几年的改扩建，矿井生产能力大幅提升，井田范围东

2、以F22断层与张北矿井为界，南以谢桥向斜轴或17-1煤层-1000m底板等高线的地面投影线为界，西至F5断层为刘庄矿为邻，北以1煤层露头线为界。井田东西走向9.5Km，倾斜宽4.3Km，面积约41平方千米。　　2矿井通风系统确定方案　　该矿采用立井单水平上下的分区开拓（如图1）。全矿井共划分为12个采区，上山部分6个，上山部分6个，每个采区上山部分和下山部分各分为3个区段回采。上山部分年限为25a，下山部分服务年限为21a，在生产初期只有2个采区投入生产。　　2.1矿井通风方式　　根据前述矿井的地质概

3、况，开拓方式及开采方法，提出本矿井通风系统方案为：中央边界式、两翼对角式和分区对角式。表1为三者的优缺点及适用条件。　　经过上表的技术比较，考虑到本矿井为两个采区，故两翼对角式和分区对角式差别不大的原因，因此将分区对角式排除在外。　　在剩下的方案一：中央边界式；方案二：两翼对角式中做经济比较。如表2所示。　　从表2中可以看出中央边界式风流在井下的流动线路为折返式，风流线路长，阻力较大不适合现在的高产高效矿井。根据表2－2的经济比较，方案二投资成本较低，再加上本矿井煤尘有爆炸性等因素，为了使每个采区互不

4、影响，所以综上述考虑采用两翼对角式更为合理。　　2.2采区通风方式　　2.2.1确定采区的通风方式并作技术比较　　采区应该有足够的供风量，并按需分配到各个采、掘工作面。为此采区通风系统就满足以下要求：　　①一个采区，都必须布置回风巷，实行分区通风。　　②采煤工作面和掘进工作面都应采用独立通风。　　③采煤工作面和掘进工作面的进风和回风，都不得经过采空区和冒落区。　　本矿井各采区都设置两条上山即运输机上山及轨道上山。为此采区通风方式有两种方案。　　方案一、轨道上山进风，运输机上山回风　　方案二、运输机上山

5、进风，轨道上山回风　　轨道上山进风，新鲜风流不受煤炭释放的瓦斯、煤尘污染及放热影响，轨道上山的绞车房易于通风；变电所设在两上山之间，其回风口设置调节风窗，利用两上山间的风压差通风。　　输送机上山进风，由于风流方向与运煤方向相反，容易引起煤尘飞扬，煤炭在运输过程中所释放的瓦斯，可使进风流的瓦斯和煤尘浓度增大，影响工作面的安全卫生条件；输送机上山设备所散发的热量，使进风流温度升高。此外，须在轨道上山的下部车场内安设风门。为此，根据本矿井采区条件，综合考虑采用轨道上山进风，运输机上山回风比较合理，通风管理相

6、对较容易。　　2.2.2采煤工作面通风方式　　确定采煤工作面的通风方式并作技术比较　　工作面的回采顺序有前进式和后退式，前进式与后退式相比，回采时不用提前掘出回采巷道，可以边采边掘，但是回采巷道的上、下顺槽的维护费用多。并且新鲜风流首先通过采空区，漏风严重，且风流会带着采空区涌出的瓦斯进入工作面，容易使瓦斯超限。煤层本身具有自然发火危险，前进式通风使自然发火更加容易，增加通风管理难度，故考虑采用后退式回采顺序。　　由于本矿井的准备巷道是二条上山，故只能采用U型通风，再加上本矿井的煤层倾角15°~18°

7、，属于中等，并且本矿井相对瓦斯涌出量为11m3/t，属于高瓦斯矿井，由于瓦斯比空气轻，为了减少在上隅角产生瓦斯积聚，因此采用上行通风方式。　　2.3主要通风机工作方法　　主要通风机的工作方式有抽出式、压入式和压抽混合式。详细比较见表3。　　采区通风必须满足《煤矿安全规程》的规定。每一个生产水平和每一个采区，都必须布置回风道，实行分区通风。回采工作面和掘进工作面都应采用独立通风。对于煤层倾角大的回采工作面应采用上行通风。采煤工作面和掘进工作面的进风和回风，都不得经过采空区和冒落区。　　因考虑服务年限为4

8、6年故混合式不于考虑。　　抽出式：主要通风机安设在回风井口，在抽出式主要通风机的作用下，整个矿井通风系统处在低于当地大气压力的负压状态。当主要通风机因故停止运转时，井下风流的压力提高，比较安全。　　压入式：主要通风机安设在入风井口，在压入式通风机的作用下，整个矿井通风系统处在高于当地大气的正压状态。在冒落裂隙通达地面时，压入式通风矿井采区的有害气体通过塌陷区向外停止漏出。当主要通风机运转时，井下风流的压力降低。采用压入式通风时，须在矿井总进风路线上设置若