摘要：为解决随着工作面深入和采掘工作面数量增加所导致的通风量与需风量不相符的问题，在对煤矿通风阻力测定的基础上分析当前通风系统所面临的的实际问题，并结合现场条件提出了8套优化方案；而后基于通风系统优化网络解算模块对不同优化方案的效果进行模拟分析，得出了在通风容易和困难时期对应的改造方案。

　　关键词：采掘交替工作面；通风系统优化网络解算模块；需风量；风井；风阻

　　一直以来，煤矿通风安全和效率是影响其生产安全性和效率的关键。尤其是对于一个煤矿而言，随着综采工作面的不断深入或者采掘工作面数量的增加，对应整个煤矿所需的通风量急剧增加[1-2]，基于设计初期的通风系统存在风量不足的问题。本文针对煤矿从东翼采区向东西两翼采区扩产后，单独依靠原南风井已经不能够满足实际生产的需风量要求，需在西翼边界增加一个风井。将针对此项目对其通风系统进行优化设计，最终达到满足安全生产的目的。

　　1矿井通风阻力的测定

　　结合本工程中的实际条件制定切实可行的通风阻力测定方案，对当前现阶段煤矿的通风阻力进行测定，为后续通风系统的优化奠定基础。本文所研究煤矿的生产能力为90万t/a，在经过最近几年的改造升级后生产能力可达180万t/a，预计可服务年限达到27 a。

　　根据该煤矿通风阻力的测定需求，可采用的通风阻力测定方法包括有气压计法和压差计法。两种测量方法相比较而言，气压计法不论从设备便携程度、测量结果的简单化以及效率等方面均优于压差计法。因此，本项目基于气压计法对煤矿通风阻力进行测定，涉及到的核心仪器为型号为CZC5的通风阻力参数测试仪和风表。

　　为确保所测量的数据可真实反应煤矿工作面的通风阻力，在现场挑选了几条最长的通风线路，包括有东九采区7199、东七采区8172综采工作面和东三采区8101炮采工作面各一条的测试路线，每条测试路线中均包含有40个监测点。各个工作面通风阻力分布测定结果，如表1所示。

　　结合表1中各工作面测定路线上通风阻力的测定结果，并参照工作面的现场条件对现阶段通风系统作出如下评价并提出相应的改造建议：

　　1）现阶段，该煤矿主井井筒的通风阻力偏大。导致上述现象的主要原因为在主井筒中，由于箕斗所占的截面积较大，导致主井的实际断面非常小，从而导致其风阻很大。此种现象对应的降阻难度较大，建议通过减少主井筒的进风量减少其通风阻力。

　　2）现阶段，该煤矿的回风段的通风阻力偏大。导致上述现象的主要原因为该煤矿目前只有一个回风井即为南风井，该风井中的风量非常大，则导致其风阻很大。解决此种现象的手段新增西风井，为整个煤矿分担西翼各采区的回风。

　　2采掘交替工作面通风系统的优化

　　针对现阶段该煤矿通风系统所存在的问题，本章结合矿井通风系统的要求和原则对其进行优化设计。

　　2.1通风系统优化的要求及原则

　　为保证优化后的通风系统可满足工作面的通风要求，要求优化后的通风系统满足如下要求：

　　1）优化后的通风系统为一个整体且相对独立的系统；

　　2）优化后的通风系统不论其正压和负压均不大于2 940 Pa，且满足《煤矿井工开采通风技术条件》的相关规定；

　　3）所新增的风井不能借助提升机和皮带输送机的井筒，必要时需要采取相应的安全措施。

　　4）优化后的通风系统可以满足各个位置的用风量，在实际优化操作中优先采用原有巷道，减少巷道施工的工作量；而且应具备长远的考虑。

　　2.2通风系统的优化

　　结合煤矿的现场条件以及其未来的生产规划提出了如下8个优化方案，此8个优化方案包含了通风容易时期和通风困难时间的综合方案，具体如下：

　　方案一：对于通风容易时期，为了确保通风机正常工况下风压较小，同时兼顾现场各处的通风量需求，现场布置如表2所示：

　　方案二：对于通风困难时期，同样为了确保通风机正常工况下风压最小，对应工作面的布置、改造以及采掘工作面调整等形成了7种优化方案。

　　1）通风困难时期现场工作面布置，如表3所示：

       2）将Ⅱ2上采区作为进风巷；

　　3）将-400轨道大巷作为进风巷；

　　4）将Ⅱ2上采区和-400轨道大巷作为进风巷；

　　5）将-740西翼皮带大巷作为进风巷；

　　6）将Ⅱ2上采区和-740西翼皮带大巷作为进风巷；

　　7）对通风困难时期采掘布局进行调整，调整如表4所示：

　　3通风系统优化方案的模拟解算

　　基于“通风系统优化网络解算”软件对上述所提出的8条优化方案进行模拟网络解算，重点对南风井和北风井所配套风机的运行工况进行模拟，判断其是否满足工作面的生产要求，最终得出适用于该煤矿的最佳优化方案。

　　不同优化方案对应的模拟网络解算结果，如表5所示：

　　分析表5中不同优化方案对应的模拟网络解算结果，得出如下结论：

　　1）在通风容易时期，采掘工作面的风量均达到要求，而且南风井和风井的通风阻力指标满足《煤矿井工开采通风技术条件》的相关要求。因此，在通风容易时期采取当前采掘布置即可。

　　2）在通风困难时期，方案二中的1）~6）6个优化方案对应的西风井的通风阻力达到了《煤矿井工开采通风技术条件》上限值；而7）中通过削减工作面后各个工作面的风量满足需风量的要求，而且通风阻力也满足要求。因此，在通风困难时期需对采掘工作面进行重新调整布置。

　　4结语

　　通风系统为煤矿生产的关键，为满足煤矿采掘深度的增加和工作面的增加的需风量要求。本文在对其通风现状进行分析的基础上提出了优化改造方案，并通过模拟网络解算得出了最佳优化方案，总结如下：

　　1）现阶段，该煤矿通风系统主要表现的问题为：主井井筒和回风段的通风阻力偏大。

　　2）最终确定的优化方案为：在通风容易时期采取当前采掘布置即可，而在通风困难时期需对采掘工作面进行重新调整布置。

      参考文献：

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