矿井通风系统优化改造的实践
1 矿井概况
东海煤矿于1958年建井，当时为农恳局所建的2对片盘斜井生产。后经1980年改扩建成集中胶带斜井生产。1989年矿井进行二次技改，分东、西区生产，分区联合通风。矿井东部区包含2个行政井区，即五采区、六采区。五、六采区走向长臂后退式开采，2个采区走向长均分别为1 800～2 400m，五采区于1989年投产，六采区于2000年3月份投产。
2 问题的提出
矿井东部区由2条2段斜井及水平主运巷（－450m二水平）联合分区入风，2个采区走向中间一集中回风立井回风。当时由于历史原因五采构二水平、上、下山已开采完，下一个生产水平又未施工，迫使二水平下山又施工联络车场继续下山开采，这样导致五采区生产工作面通风系统加长，五采区32#层组一套下山系统开采，35#、37#层组一套下山系统开采，巷道维护量大，通风阻力高。五采区高档采煤队2个、掘进队8个、硐室6个，总需风量5 160m3/min。而六采区又刚刚投产，为二水平上山开采，1个采煤队、5个掘进队，需配风少，相对通风系统又较短，通风阻力小，这样导致为2个井区综合配风极为困难。只能采用增阻法，造成通风极为不合理，主要通风机效率低，吨煤电耗大，矿井安全度差。
3 矿井通风系统优化方案
针对矿井五、六采区通风现状，提出了2个矿井通风系统优化方案。
方案Ⅰ：维持现状，采、掘工作面回风经两阶段下山（1 600m）上行后入二水平回风总排（1 200m）再至二水平回风总石门（400m）到回风立井。该方案初期投资小，仅需对回风系统进行维护。缺点：回风巷道服务年限过长，维护困难，巷道有效断面小，导致回风阻力过大。该采区2个层组同时生产，采深接近1 000m致使地压大、瓦斯涌出量高、地温高，采、掘工作面需配风量大，给实际工作带来极大困难，采、掘队组配风困难，井区难以维持高产、稳产，矿井抗、救灾能力差。
方案Ⅱ：在采区下山选一合适施工位置施工一回风上山（坡度12°、工程量800m）与回风立井直接贯通，工期6个月，这样就将五采区32#、35#层组两阶段回风上山、二水平回风总排及回风总石门全部甩掉，工作面经该回风总排直接排至回风立井。这样既解决了五采区配风问题，同时又提高了矿井安全度，通风系统更合理，主要通风机效率也得以发挥。我们最终选择了第Ⅱ方案。五、六采区通风系统改造方案如图1所示。
1.2－入风斜井；3－二水平主运巷；4－五采下山绞车道；5－五采下山回风道；6－下山工作面；7－二水平回风巷；8－二水平回风石门；9－回风立井；10－六采上山绞车道；11－六采上山回风道；12－六采上山工作面；13－新掘回风大巷；
图1 五、六采区通风系统改造前、后示意图
4 通风系统改造后的效果
（1）通风网络缩短2 400m，矿井负压原来的3 528Pa降至2 940Pa，矿井主要通风机及电机在没有更换的情况下，矿井总排风量由原来的6 700m3/min提高到8 200 m3/min，纯增加风量1 500 m3/min。
（2）由于矿井通风阻力的下降，主要通风机年耗电量由系统改造前的499.63万kW·h/a降至449.4万kW·h/a，年节省电费20万元。
（3）改变了矿井通风状态：系统改造前矿井风量耗电费为7.8元/万m3·min-1，系统改造后为5.7元/万m3·min-1。
（4）每年少维修回风巷道2 400m ,节省人工及材料费用96万元。
（5）新施工回风总排风巷800m，费用200万元不到2a时间就可节约出来。
（6）由于通风网络的优化，确保了矿井五采区稳产、高产。
（7）矿井通风系统更趋于合理，提高了矿井抗灾、救灾能力。
建议一些开采年限已较长的矿井通风系统要不断优化改造，才能使矿井更具生命力。
东海煤矿于1958年建井，当时为农恳局所建的2对片盘斜井生产。后经1980年改扩建成集中胶带斜井生产。1989年矿井进行二次技改，分东、西区生产，分区联合通风。矿井东部区包含2个行政井区，即五采区、六采区。五、六采区走向长臂后退式开采，2个采区走向长均分别为1 800～2 400m，五采区于1989年投产，六采区于2000年3月份投产。
2 问题的提出
矿井东部区由2条2段斜井及水平主运巷（－450m二水平）联合分区入风，2个采区走向中间一集中回风立井回风。当时由于历史原因五采构二水平、上、下山已开采完，下一个生产水平又未施工，迫使二水平下山又施工联络车场继续下山开采，这样导致五采区生产工作面通风系统加长，五采区32#层组一套下山系统开采，35#、37#层组一套下山系统开采，巷道维护量大，通风阻力高。五采区高档采煤队2个、掘进队8个、硐室6个，总需风量5 160m3/min。而六采区又刚刚投产，为二水平上山开采，1个采煤队、5个掘进队，需配风少，相对通风系统又较短，通风阻力小，这样导致为2个井区综合配风极为困难。只能采用增阻法，造成通风极为不合理，主要通风机效率低，吨煤电耗大，矿井安全度差。
3 矿井通风系统优化方案
针对矿井五、六采区通风现状，提出了2个矿井通风系统优化方案。
方案Ⅰ：维持现状，采、掘工作面回风经两阶段下山（1 600m）上行后入二水平回风总排（1 200m）再至二水平回风总石门（400m）到回风立井。该方案初期投资小，仅需对回风系统进行维护。缺点：回风巷道服务年限过长，维护困难，巷道有效断面小，导致回风阻力过大。该采区2个层组同时生产，采深接近1 000m致使地压大、瓦斯涌出量高、地温高，采、掘工作面需配风量大，给实际工作带来极大困难，采、掘队组配风困难，井区难以维持高产、稳产，矿井抗、救灾能力差。
方案Ⅱ：在采区下山选一合适施工位置施工一回风上山（坡度12°、工程量800m）与回风立井直接贯通，工期6个月，这样就将五采区32#、35#层组两阶段回风上山、二水平回风总排及回风总石门全部甩掉，工作面经该回风总排直接排至回风立井。这样既解决了五采区配风问题，同时又提高了矿井安全度，通风系统更合理，主要通风机效率也得以发挥。我们最终选择了第Ⅱ方案。五、六采区通风系统改造方案如图1所示。
1.2－入风斜井；3－二水平主运巷；4－五采下山绞车道；5－五采下山回风道；6－下山工作面；7－二水平回风巷；8－二水平回风石门；9－回风立井；10－六采上山绞车道；11－六采上山回风道；12－六采上山工作面；13－新掘回风大巷；
图1 五、六采区通风系统改造前、后示意图
4 通风系统改造后的效果
（1）通风网络缩短2 400m，矿井负压原来的3 528Pa降至2 940Pa，矿井主要通风机及电机在没有更换的情况下，矿井总排风量由原来的6 700m3/min提高到8 200 m3/min，纯增加风量1 500 m3/min。
（2）由于矿井通风阻力的下降，主要通风机年耗电量由系统改造前的499.63万kW·h/a降至449.4万kW·h/a，年节省电费20万元。
（3）改变了矿井通风状态：系统改造前矿井风量耗电费为7.8元/万m3·min-1，系统改造后为5.7元/万m3·min-1。
（4）每年少维修回风巷道2 400m ,节省人工及材料费用96万元。
（5）新施工回风总排风巷800m，费用200万元不到2a时间就可节约出来。
（6）由于通风网络的优化，确保了矿井五采区稳产、高产。
（7）矿井通风系统更趋于合理，提高了矿井抗灾、救灾能力。
建议一些开采年限已较长的矿井通风系统要不断优化改造，才能使矿井更具生命力。