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摘 要：经优化改造通风系统后，使立井本部区和八宝井通风阻力下降，矿井总入风量增加了910 m3/min，增加了4个掘进工作面（2个开拓工作面，2个煤掘工作面），仅增加2个煤巷掘进工作面，月增加经济效益199.92万元，同时保证了-400M改扩建工程能按计划正常施工。立井和八宝井主扇功率共下降了23kw，每年可节约主扇电费14.5万元以上。立井主扇从此再没有发生过喘振现象，使立井、八宝井主扇均能在稳定工作区内运转，保证了矿井正常生产安全。
关键词： 矿井改扩建；通风系统优化改造；主扇运行稳定；经济效益
中图分类号：TD724 文献标识码：A 文章编号：
1 概况：
1.1矿井概况：
矿井开拓方式为立井多水平开拓，延深方式为阶段斜井—分区式开拓全矿共布置四个生产采区，即－120采区、－714采区、－216采区、－218采区，生产最低标高－200M，－200M～－400M为深部扩建区，采煤方法为小阶段结合漏斗式水力采煤，全矿共布置24个采掘工作面，16个独立通风硐室，矿井通风能力为120万吨/年，矿井瓦斯等级为高瓦斯矿井，绝对瓦斯涌出量为24.68m3/min,相对瓦斯涌出量为10.39m3/t,煤层自燃类别为Ⅱ类自燃煤层，最短发火期为5～7月，煤尘指数为43.05%。
1.2矿井通风系统情况：
矿井通风方式为混合式，通风方法为抽出式，即由立井副井入风，经立井主井、八宝井各用风地点后，由主井、东风井排至地面。在立井本部区地面安装2台型号为BD－Ⅱ－8－№22，电机功率为160KW×2的扇风机，其中一台运转，一台备用。在八宝井地面安装2台型号为BD－Ⅱ－8－№24，电机功率为250KW×2的扇风机，其中一台运转，一台备用。
改造前矿井总入风量为6600 m3/min,立井入风2300 m3/min,八宝井入风4300 m3/min。矿井总排风量为7294 m3/min,其中立井排风量为2675 m3/min,八宝井排风量为4619 m3/min。共运转局扇24台，其中立井7台，八宝井17台。
2 存在问题：
由于今年我矿进行矿井深部扩建，即－200M～－400M阶段延深扩建，需增加2个开拓工作面，使矿井总需风量达到6510 m3/min,总进风量比为101%，风量富余系数低，特别是八宝井主扇风压值最高达到3390Pa（额定高效区最高风压值3411 Pa）, 立井主扇风压值最高達到2790Pa（额定高效区最高风压值2860Pa）,由此可见立井、八宝井主扇风压均已接近峰值，一旦井下发生主要入、回风道堵塞、冒顶等原因致使通风阻力增加时，就会造成主扇进入不稳定工作区，更重要的是立井主扇现已经常发生喘振现象，运行已不稳定，所以必须立即采取有效措施降低通风阻力，使主扇在稳定工作区内运行，只有这样才能保证主扇正常稳定运行、矿井正常生产（通风系统见图一,通风阻力计算见表
3 通风系统优化改造：
3.1方案确定：
第一个方案：分二步进行，第一步将八宝井±0运输巷和立井±0M～+75M原溜煤上山改为回风巷。第二步将立井+150M～+300M原东翼轨道上山（已封闭）改为回风道，使立井主井增加一条+150M～+300M并联回风道。
第二个方案：也分二步进行，第一步将八宝井±0运输巷立井±0M～+75M原溜煤上山改为回风巷。第二步将立井+150M～+300M原东翼轨道上山（已封闭）改为总入风道，使立井副井（公共入风井）增加一条+300M～+150M并联总入风道。
对比分析，如采用第一个方案，进行第一步通风系统改造时，立井、八宝井通风阻力都能减少，但进行第二步通风系统改造时，只能使立井通风阻力减少，但公共入风段通风阻力会略有增加，八宝井通风阻力也会随之有所增加，而不能减少阻力。如采用第二个方案进行第一步通风系统改造时，立井、八宝井通风阻力都能减少，而且进行第二步通风系统改造时，在公共入风段增加一条并联巷道，立井、八宝井通风阻力均会明显下降，能使立井、八宝井主扇工况点都能在稳定工作区内运行，如采用第二个方案，完全能达到最佳的改造效果，所以优先选用第二个方案进行通风系统优化改造（改后通风系统见图二,通风阻力计算见表二）。
3.2 施工组织：
3.2.1需拆除通风设施及巷道维修工程量：拆除14道永久3道永久闭，2道临时闭，清除浮货360米3，维修巷道260米。
3.2.2需增加通风设施工程量：将+150M～+300M东翼轨道+160M皮带巷之间联络巷中的2道临时风门改设2道永久铁风门，-218区轨道上山±0车场增设2道永久铁风门。
3.2.3第一步进行通风系统改造时首先将立井±0M～+75M原溜煤上山两道密闭拆除，再把八宝井018石门、016石门、±0大巷风门全部敝开，然后拆除清理干净。
3.2.4进行第二步通风系统改造时将+160M联络巷原临时风门改成永久风门后正常关闭，把+300M 2道永久闭和+150M～+300M东翼轨道上山临时闭启开拆除。把+300M 2道永久门和+150M～+300M东翼轨道上山底口2道永久门敞开，然后拆除。最后将残留的门垛、墙垛全部拆完，上述工作完成后，进行巷道维修和清理浮货。
3.3通风阻力计算：
采用计算公式：h=R·Q2 , mmH2O.
h — 通风阻力，mmH2O.
R — 风阻，㎏f·s2/m8
R=ａ·L·P/S3
ａ— 摩擦阻力系数，㎏f·s2/m4
L — 巷道长度，m.
P — 巷道周长，m.
S — 巷道断面，m2
Q — 巷道风量，m3/min
通风系统改造后
主扇工况：见主扇工况附图。
3.4 通风系统改造前后主扇功率、负压、总入风量变化情况：
详见下表：
4 结论：
4.1经通风系统改造后，使立井本部区通风阻力下降了16㎜H2O，八宝井通风阻力下降了20㎜H2O，矿井总入风量增加了910 m3/min，增加了4个掘进工作面（2个开拓工作面，2个煤掘工作面），仅增加2个煤巷掘进工作面，月增加经济效益199.92万元，同时保证了-400M改扩建工程能按计划正常施工。
4.2 经通风系统改造后，立井和八宝井主扇功率共下降了23kw，每年可节约主扇电费14.5万元以上。
4.3 经通风系统改造后，立井主扇从此再没有发生过喘振现象，使立井、八宝井主扇均能在稳定工作区内运转，保证了矿井正常生产安全。
关键词： 矿井改扩建；通风系统优化改造；主扇运行稳定；经济效益
中图分类号：TD724 文献标识码：A 文章编号：
1 概况：
1.1矿井概况：
矿井开拓方式为立井多水平开拓，延深方式为阶段斜井—分区式开拓全矿共布置四个生产采区，即－120采区、－714采区、－216采区、－218采区，生产最低标高－200M，－200M～－400M为深部扩建区，采煤方法为小阶段结合漏斗式水力采煤，全矿共布置24个采掘工作面，16个独立通风硐室，矿井通风能力为120万吨/年，矿井瓦斯等级为高瓦斯矿井，绝对瓦斯涌出量为24.68m3/min,相对瓦斯涌出量为10.39m3/t,煤层自燃类别为Ⅱ类自燃煤层，最短发火期为5～7月，煤尘指数为43.05%。
1.2矿井通风系统情况：
矿井通风方式为混合式，通风方法为抽出式，即由立井副井入风，经立井主井、八宝井各用风地点后，由主井、东风井排至地面。在立井本部区地面安装2台型号为BD－Ⅱ－8－№22，电机功率为160KW×2的扇风机，其中一台运转，一台备用。在八宝井地面安装2台型号为BD－Ⅱ－8－№24，电机功率为250KW×2的扇风机，其中一台运转，一台备用。
改造前矿井总入风量为6600 m3/min,立井入风2300 m3/min,八宝井入风4300 m3/min。矿井总排风量为7294 m3/min,其中立井排风量为2675 m3/min,八宝井排风量为4619 m3/min。共运转局扇24台，其中立井7台，八宝井17台。
2 存在问题：
由于今年我矿进行矿井深部扩建，即－200M～－400M阶段延深扩建，需增加2个开拓工作面，使矿井总需风量达到6510 m3/min,总进风量比为101%，风量富余系数低，特别是八宝井主扇风压值最高达到3390Pa（额定高效区最高风压值3411 Pa）, 立井主扇风压值最高達到2790Pa（额定高效区最高风压值2860Pa）,由此可见立井、八宝井主扇风压均已接近峰值，一旦井下发生主要入、回风道堵塞、冒顶等原因致使通风阻力增加时，就会造成主扇进入不稳定工作区，更重要的是立井主扇现已经常发生喘振现象，运行已不稳定，所以必须立即采取有效措施降低通风阻力，使主扇在稳定工作区内运行，只有这样才能保证主扇正常稳定运行、矿井正常生产（通风系统见图一,通风阻力计算见表
3 通风系统优化改造：
3.1方案确定：
第一个方案：分二步进行，第一步将八宝井±0运输巷和立井±0M～+75M原溜煤上山改为回风巷。第二步将立井+150M～+300M原东翼轨道上山（已封闭）改为回风道，使立井主井增加一条+150M～+300M并联回风道。
第二个方案：也分二步进行，第一步将八宝井±0运输巷立井±0M～+75M原溜煤上山改为回风巷。第二步将立井+150M～+300M原东翼轨道上山（已封闭）改为总入风道，使立井副井（公共入风井）增加一条+300M～+150M并联总入风道。
对比分析，如采用第一个方案，进行第一步通风系统改造时，立井、八宝井通风阻力都能减少，但进行第二步通风系统改造时，只能使立井通风阻力减少，但公共入风段通风阻力会略有增加，八宝井通风阻力也会随之有所增加，而不能减少阻力。如采用第二个方案进行第一步通风系统改造时，立井、八宝井通风阻力都能减少，而且进行第二步通风系统改造时，在公共入风段增加一条并联巷道，立井、八宝井通风阻力均会明显下降，能使立井、八宝井主扇工况点都能在稳定工作区内运行，如采用第二个方案，完全能达到最佳的改造效果，所以优先选用第二个方案进行通风系统优化改造（改后通风系统见图二,通风阻力计算见表二）。
3.2 施工组织：
3.2.1需拆除通风设施及巷道维修工程量：拆除14道永久3道永久闭，2道临时闭，清除浮货360米3，维修巷道260米。
3.2.2需增加通风设施工程量：将+150M～+300M东翼轨道+160M皮带巷之间联络巷中的2道临时风门改设2道永久铁风门，-218区轨道上山±0车场增设2道永久铁风门。
3.2.3第一步进行通风系统改造时首先将立井±0M～+75M原溜煤上山两道密闭拆除，再把八宝井018石门、016石门、±0大巷风门全部敝开，然后拆除清理干净。
3.2.4进行第二步通风系统改造时将+160M联络巷原临时风门改成永久风门后正常关闭，把+300M 2道永久闭和+150M～+300M东翼轨道上山临时闭启开拆除。把+300M 2道永久门和+150M～+300M东翼轨道上山底口2道永久门敞开，然后拆除。最后将残留的门垛、墙垛全部拆完，上述工作完成后，进行巷道维修和清理浮货。
3.3通风阻力计算：
采用计算公式：h=R·Q2 , mmH2O.
h — 通风阻力，mmH2O.
R — 风阻，㎏f·s2/m8
R=ａ·L·P/S3
ａ— 摩擦阻力系数，㎏f·s2/m4
L — 巷道长度，m.
P — 巷道周长，m.
S — 巷道断面，m2
Q — 巷道风量，m3/min
通风系统改造后
主扇工况：见主扇工况附图。
3.4 通风系统改造前后主扇功率、负压、总入风量变化情况：
详见下表：
4 结论：
4.1经通风系统改造后，使立井本部区通风阻力下降了16㎜H2O，八宝井通风阻力下降了20㎜H2O，矿井总入风量增加了910 m3/min，增加了4个掘进工作面（2个开拓工作面，2个煤掘工作面），仅增加2个煤巷掘进工作面，月增加经济效益199.92万元，同时保证了-400M改扩建工程能按计划正常施工。
4.2 经通风系统改造后，立井和八宝井主扇功率共下降了23kw，每年可节约主扇电费14.5万元以上。
4.3 经通风系统改造后，立井主扇从此再没有发生过喘振现象，使立井、八宝井主扇均能在稳定工作区内运转，保证了矿井正常生产安全。