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摘要：矿井通风系统是“一通三防”的基础，还直接影响着矿井的生产能力和经济效益，济宁二号煤矿地质条件复杂，又面临南翼集中生产，矿井当前风量难以满足需求，我们经认真研究分析，提出优化方案，实施后有效的保证了矿井的安全生产。
关键词：矿井通风系统、总阻力、独立通风、摩擦风阻
中图分类号: N945.15
一、课题综合说明
濟宁二号煤矿隶属兖州煤业股份有限公司，井田面积90km2，主采3上、3下煤层，设计年产400万t，服务年限67年，中央并列抽出式通风，装备两台GAF31.6-15.8-1型主扇，电机功率1600KW，矿井总排风量17600m3/min，主扇风机负压2830Pa。
该矿地质条件复杂，南北两翼生产分布严重不均，通风系统管理难度历来较大，随着矿井的开拓，以至通风路线变长，总阻力增大，并且矿井通风设施维护难度增大，通风系统稳定性降低，南翼难以满足生产的难题。
（一）现状调查
当前全矿井计划总用风量16896m3/min，南翼计划需风量9891 m3/min，北翼计划需风量7005m3/min（乘供风系数1.25）。
（二）选题理由
即将面临三个采煤工作面全部集中在南翼二水平进行生产，届时通风系统管理的难度将会进一步加大，为此我们必须提前对矿井南翼的通风系统进行优化调整，以满足生产的需求。
（三）目的意义、预期目标
1.南翼通风系统优化和调整后矿井的总阻力将会有所减小，南翼的进风量将有所增加，可以缓解目前南翼通风系统压力较大的问题。
2.南翼回风巷部分阻力集中巷道将得到有效治理，回风系统的阻力将有所降低。
3.施工南翼进风下山和南翼2#公路，南翼主要通风路线实现两进两回。
二、课题的研究与实践：
（一）通风系统优化设计的原则、方法及其依据
根据该矿的实际情况，针对目前矿井总阻力较大、南北翼采掘工作面分布严重不均以及南翼实际进风量达不到计划供风量的现状，经认真分析，提出下列通风系统优化方案：
1.施工南翼进风下山和南翼2#公路，使南翼主要通风路线全部实现两进两回，大大减少南翼通风阻力。
2.根据通风阻力测定结果得知，风井段阻力较大，高达397Pa，主要原因是由于井筒内淋水造成的，必须采取堵水措施以降低风井内的阻力。
3.调节主井下井口的通风断面，增大主井的进风量，减小副井的进风量，从而减小副井的通风阻力。
4.实现南翼回风下山和南翼皮带下山独立回风，提高矿井抗灾能力。
（二）流程分析与计算
1.南翼进风下山、南翼2#公路贯通前后风阻测算：
南翼进风下山、南翼2#公路贯通后，南翼主要通风路线全部实现两进两回，两巷道贯通后会大大缓解南翼进风系统的通风阻力。
根据摩擦风阻公式：R= aLU/S3可得：
1）贯通前：R1=0.005966*590*15.85/183=0.0095664N*s2/m
R2=0.005966*1500*15.85/183=0.024321N*s2/m
则南翼总进的通风阻力为：
h前=RQ2=（R1+ R2）（7100/60）2=0.0338876*14002.7778=474.522 Pa
2）贯通后：R1=0.005966*2100*14.597/14.93=0.055229N*s2/m
R2=0.005966*2100*15.85/183=0.0338876N*s2/m
则南翼总进的通风阻力为：h后=RQ2=R1（3500/60）2+ R2（4500/60）2
=187.932+190.618=378.548 Pa
h前-h后=474.522-378.548=95.972 Pa
可得：南翼在总进风增长900 m3/min的基础上，通风阻力却降低了95.972 Pa。
2.风井阻力测算：
风井相关参数见下表：
根据摩擦风阻公式：R= aLU/S3可得：
R=0.031*590*18.84/28.33=0.00152 N*s2/m
二月份测得风井总回风量为17869m3/min，则风井的通风阻力为：
h=RQ2=0.00152*（17869/60）2=134.8Pa
根据通风阻力测定结果，风井的实际风阻为397 Pa，由此可知因风井淋水造成的通风阻力为：397-134.8=262.2 Pa，
因此安排相关队伍对风井的淋水进行彻底治理，以降低矿井的通风阻力。
3.调整主、副井进风量技术参数对比
理论计算主副井风阻如下表：
预计主副井进风量分布情况：
若矿井总进风量为17200 m3/min时，根据计算得知，当主井进风量为3300 m3/min时，主、副井的通风阻力之和最小。
调整前后通风系统阻力变化如下：
由上表可知主井风量调整后，通风阻力可以减少
（327.18+45.12）-（295.16+70.18）=6.96Pa
4．预计实现南翼回风下山和南翼皮带下山独立回风前后的参数对比
调整前回风巷与皮带巷的阻力之和为：936.9 Pa，调整后回风巷与皮带巷的阻力之和为：884.7Pa，独立通风后阻力可以降低52.2 Pa。
三、取得的效果评价：
1.南翼二水平的总进风量由7100m3/min增加到了目前的8413m3/min，满足了九采、十一采三个采煤工作面、九个掘进工作面同时生产的要求，全矿井通风系统得到了圆满的优化调整，有效的保证了矿井的安全生产需求。
2.南翼的通风阻力减少了278Pa，矿井通风总阻力降低210 Pa，大大提高了矿井通风能力，为下一步矿井十三采、十五采的生产打下了坚实的基础。
四、下一步打算
继续研究，不断探索，结合实施中遇到的问题，总结经验，争取为优化该矿通风系统，确保该矿通防安全做出更大的贡献。
参考文献：
[1]国家安全生产监督管理总局.煤矿安全规程. 北京：煤炭工业出版社.2006
[2]张国枢.通风安全学.徐州:中国矿业大学出版社.2000
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：矿井通风系统、总阻力、独立通风、摩擦风阻
中图分类号: N945.15
一、课题综合说明
濟宁二号煤矿隶属兖州煤业股份有限公司，井田面积90km2，主采3上、3下煤层，设计年产400万t，服务年限67年，中央并列抽出式通风，装备两台GAF31.6-15.8-1型主扇，电机功率1600KW，矿井总排风量17600m3/min，主扇风机负压2830Pa。
该矿地质条件复杂，南北两翼生产分布严重不均，通风系统管理难度历来较大，随着矿井的开拓，以至通风路线变长，总阻力增大，并且矿井通风设施维护难度增大，通风系统稳定性降低，南翼难以满足生产的难题。
（一）现状调查
当前全矿井计划总用风量16896m3/min，南翼计划需风量9891 m3/min，北翼计划需风量7005m3/min（乘供风系数1.25）。
（二）选题理由
即将面临三个采煤工作面全部集中在南翼二水平进行生产，届时通风系统管理的难度将会进一步加大，为此我们必须提前对矿井南翼的通风系统进行优化调整，以满足生产的需求。
（三）目的意义、预期目标
1.南翼通风系统优化和调整后矿井的总阻力将会有所减小，南翼的进风量将有所增加，可以缓解目前南翼通风系统压力较大的问题。
2.南翼回风巷部分阻力集中巷道将得到有效治理，回风系统的阻力将有所降低。
3.施工南翼进风下山和南翼2#公路，南翼主要通风路线实现两进两回。
二、课题的研究与实践：
（一）通风系统优化设计的原则、方法及其依据
根据该矿的实际情况，针对目前矿井总阻力较大、南北翼采掘工作面分布严重不均以及南翼实际进风量达不到计划供风量的现状，经认真分析，提出下列通风系统优化方案：
1.施工南翼进风下山和南翼2#公路，使南翼主要通风路线全部实现两进两回，大大减少南翼通风阻力。
2.根据通风阻力测定结果得知，风井段阻力较大，高达397Pa，主要原因是由于井筒内淋水造成的，必须采取堵水措施以降低风井内的阻力。
3.调节主井下井口的通风断面，增大主井的进风量，减小副井的进风量，从而减小副井的通风阻力。
4.实现南翼回风下山和南翼皮带下山独立回风，提高矿井抗灾能力。
（二）流程分析与计算
1.南翼进风下山、南翼2#公路贯通前后风阻测算：
南翼进风下山、南翼2#公路贯通后，南翼主要通风路线全部实现两进两回，两巷道贯通后会大大缓解南翼进风系统的通风阻力。
根据摩擦风阻公式：R= aLU/S3可得：
1）贯通前：R1=0.005966*590*15.85/183=0.0095664N*s2/m
R2=0.005966*1500*15.85/183=0.024321N*s2/m
则南翼总进的通风阻力为：
h前=RQ2=（R1+ R2）（7100/60）2=0.0338876*14002.7778=474.522 Pa
2）贯通后：R1=0.005966*2100*14.597/14.93=0.055229N*s2/m
R2=0.005966*2100*15.85/183=0.0338876N*s2/m
则南翼总进的通风阻力为：h后=RQ2=R1（3500/60）2+ R2（4500/60）2
=187.932+190.618=378.548 Pa
h前-h后=474.522-378.548=95.972 Pa
可得：南翼在总进风增长900 m3/min的基础上，通风阻力却降低了95.972 Pa。
2.风井阻力测算：
风井相关参数见下表：
根据摩擦风阻公式：R= aLU/S3可得：
R=0.031*590*18.84/28.33=0.00152 N*s2/m
二月份测得风井总回风量为17869m3/min，则风井的通风阻力为：
h=RQ2=0.00152*（17869/60）2=134.8Pa
根据通风阻力测定结果，风井的实际风阻为397 Pa，由此可知因风井淋水造成的通风阻力为：397-134.8=262.2 Pa，
因此安排相关队伍对风井的淋水进行彻底治理，以降低矿井的通风阻力。
3.调整主、副井进风量技术参数对比
理论计算主副井风阻如下表：
预计主副井进风量分布情况：
若矿井总进风量为17200 m3/min时，根据计算得知，当主井进风量为3300 m3/min时，主、副井的通风阻力之和最小。
调整前后通风系统阻力变化如下：
由上表可知主井风量调整后，通风阻力可以减少
（327.18+45.12）-（295.16+70.18）=6.96Pa
4．预计实现南翼回风下山和南翼皮带下山独立回风前后的参数对比
调整前回风巷与皮带巷的阻力之和为：936.9 Pa，调整后回风巷与皮带巷的阻力之和为：884.7Pa，独立通风后阻力可以降低52.2 Pa。
三、取得的效果评价：
1.南翼二水平的总进风量由7100m3/min增加到了目前的8413m3/min，满足了九采、十一采三个采煤工作面、九个掘进工作面同时生产的要求，全矿井通风系统得到了圆满的优化调整，有效的保证了矿井的安全生产需求。
2.南翼的通风阻力减少了278Pa，矿井通风总阻力降低210 Pa，大大提高了矿井通风能力，为下一步矿井十三采、十五采的生产打下了坚实的基础。
四、下一步打算
继续研究，不断探索，结合实施中遇到的问题，总结经验，争取为优化该矿通风系统，确保该矿通防安全做出更大的贡献。
参考文献：
[1]国家安全生产监督管理总局.煤矿安全规程. 北京：煤炭工业出版社.2006
[2]张国枢.通风安全学.徐州:中国矿业大学出版社.2000
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。