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1、神华宁煤集团汝箕沟煤矿矿井通风系统优化技术,汝箕沟煤矿是由小窑起步经过多年技改而形成的年产150万t优质无烟太西煤的主力矿井之一，矿井通风系统优化改造前，采用斜井石门上下山开拓全井田，原设计全井田共划分10个采区， +1940m水平以上划分7个上山采区，以下划分3个下山采区，矿井采区分布多而散，井口分布多而广。 矿井采用分区对角抽出式通风，运行2KZD新型节能主扇及老式70B2主扇，总电机功率615KW。矿井布置4个生产采区即：上一、上三、上五、采六采区，每个采区运行主扇各1台。矿井有9个进风井即上五斜井、阴坡主皮带井、阴坡斜井、阴坡行人井、大峰平硐、西沟斜井、采六2#井、采六皮带井、采六4#
2、井；个回风井即：上一总回风井、上三总回风井、上五总回风井、采六总回风井； 2005年矿井瓦斯等级鉴定相对涌出量41.43m3/t,绝对涌出量104.38m3/min。属煤与瓦斯突出矿井，通风系统复杂，采区间角联巷道12条，最大通风流程5862m，负压2500pa,矿井等级孔1.4m2。通风系统非常复杂，属通风困难矿井，矿井瓦斯及火的灾害相当严重。 矿井总需风量9830m3/min,总进风量11048 m3/min，实际总排风量11662m3/min，矿井采用主扇反转反风，反风率大于40%。,一、优化前矿井通风系统状况,二、现状分析,（一）矿井瓦斯灾害严重,矿井曾于2001年6月24日在上五采区
3、5221风巷掘进工作面放炮时发生了一次煤与瓦斯突出事故;2003年3月30日在上五采区531风巷掘进工作面放炮时发生了一次煤与瓦斯突出事故;,2001年6月24日5221风巷掘进工作面发生煤与瓦斯突出事故,2003年3月30日531风巷掘进工作面发生煤与瓦斯突出事故,2002年2月2日1226 1#运川漏煤斗上口发生瓦斯窒息死亡1人事故,2001年9月15日在上一水仓封闭巷道内发生瓦斯爆燃事故; 2002年2月2日在1226 1运川漏煤斗上口发生瓦斯窒息死亡1人事故。,2001年9月15日上一水仓封闭巷道内发生瓦斯爆燃事故,上三采区总回风井口及部分井筒处于内蒙古拉本境内，上三采区主扇房和通风供
4、电线路时常被内蒙古拉本小窑爆破飞石破坏，给通风安全带来极大隐患。334、32210G6、上三运上区域、上三采区井筒多次被内蒙古拉本小窑掘通，通风系统遭到严重破坏，安全隐患极大。,（二）内蒙古拉本小窑侵害严重,二、现状分析,（二）内蒙古拉本小窑破坏严重,（四）通风系统复杂、抗灾能力差,二、现状分析,矿井原设计全井田10个采区，采区分布多而分散，井口分布多而广，占用人员多，生产极不集中。采用分区对角抽出式通风，运行主扇多且相互影响，主扇总功率615kW，多井筒进风，多井筒回风，角联风路多，通风系统极不稳定，可调节性差，管理复杂。 矿井漏风严重，内部漏风达860m3/min,外部漏风率4%;通风系统
5、点多、面广，战线长，角联风路太多，通风阻力分布极不平衡，上一斜井最大通风流程5862m，阻力大，采区间角联巷道12条，通风困难，通风系统受火区干扰大，抗灾能力差。 综上所述，汝箕沟煤矿必须探索出一条通风系统优化的新路子，简化采区采场的生产布局，简化通风系统、隔离火区及内蒙小窑、减少主扇运行台数、提高矿井防灾能力。,二、现状分析,（四）通风系统复杂、抗灾能力差,表二 矿井四台运行主扇技术参数表,矿井通风系统优化前通风系统示意图,矿井通风系统优化前通风网络图,三、 矿井通风系统优化目标及原则,一是简化采区、采场的生产布局，合并采区封闭闲置巷道。,二是简化优化通风系统，消除角联通风，彻底甩掉隐蔽火区
6、及内蒙古拉本小窑的侵害。,三是减少主扇运行台数，降低通风阻力，降低主扇负压。,四是封闭闲置巷道，缩短通风流程，降低通风阻力，减少漏风。,六是满足高产高效现代化矿井发展需求。,五是设置矿井专用回风巷，使井下中央变电所及井下爆破材料库有独立的通风系统。,三、 矿井通风系统优化目标及原则,（二）矿井通风系统优化的原则,1、矿井通风系统与开拓开采系统优化一并进行，使通风能力与生产能力相匹配，为矿井安全生产奠定坚实基础。 2、通风系统简单，角联风路少，风流稳定，易于控制，抗灾能力强。 3、每个生产水平和采区形成分区通风。 4、先构成基本的通风系统并形成全风压通风。 5、设置专用的回风巷。采区进、回风巷贯
7、穿整个采区，严禁一分为二，一段进风、一段回风。 6、矿井通风阻力分布合理，进风、用风和回风三段阻力比例合适。从有利于排除火灾或爆炸烟气考虑，回风段阻力不超过矿井总阻力的55%65%。 7、矿井负压控制在2940Pa以内。如果负压过高，井下漏风难以控制，容易造成煤炭的自燃发火，也不利于风门的开关。 8、多主扇并联运转，在保证矿井总风量一定的情况下，使各台主扇的工作负压趋于一致；同时尽可能降低公用风路的风阻，使其通风阻力不超过任一风机负压的20%。 9、通风设施布置合理数量减少，矿井漏风率降低，有效风量率提高到85%以上。 10、矿井具有灵活快速可靠的控风和反风系统，为矿井防灾救灾提供可靠的技术手
8、段。,1、方案的比较,四、 矿井通风系统优化方案的选择与确定，预计取得的效果。,方案1：分步优化方案。逐步优化开拓开采及通风系统，将四个采区四台主扇运行优化为两个采区两台主扇运行，通风方式不变，再将两个采区两台主扇运行优化为一个采区一台主扇运行，通风方式由分区对角式变为中央并列式。,（一）方案的选择与确定,四、 矿井通风系统优化方案的选择与确定，预计取得的效果。,（一）方案的选择与确定,方案1的优缺点：将矿井通风系统与开拓开采系统优化一并进行，在确保安全及原煤产量不变的前提下采用合并采区，封闭闲置巷道，逐步优化开拓开采系统及通风系统、缩短通风流程，降低通风阻力，减少主扇运行台数，消除角联风路，
9、设置矿井专用回风巷，逐步将四个采区四台主扇运行优化为两个采区两台主扇运行，再优化为一个采区一台主扇运行，使矿井通风系统持续简化优化。方案1由于采用分步优化通风系统与开拓开采系统，逐步将四个采区四台主扇运行优化为两个采区两台主扇运行，再优化为一个采区一台主扇运行，方案实施时间较长，但随着矿井逐步向中部和深部延伸，便于逐步集中采区布置和合并系统，减少改造施工井巷工程量，最终实现通风系统的优化；,四、 矿井通风系统优化方案的选择与确定，预计取得的效果。,方案2：集中优化方案。集中优化矿井开拓开采及通风系统，一次性将四个采区四台主扇运行优化为一个采区一台主扇运行,通风方式由分区对角式变为中央并列式。,
10、（一）方案的选择与确定,四、 矿井通风系统优化方案的选择与确定，预计取得的效果。,方案2的优缺点：将矿井通风系统与开拓开采系统优化一并进行，矿井停产，直接采用合并采区，封闭闲置巷道，优化开拓开采系统；改造优化矿井开拓开采及通风系统、缩短通风流程，降低通风阻力，减少主扇运行台数，消除角联风路，设置矿井专用回风巷，直接将四个采区四台主扇运行优化为一个采区一台主扇运行，使矿井通风系统一次性得到简化优化。方案2集中将矿井通风系统与开拓开采系统进行简化优化，直接将四个采区四台主扇运行优化为一个采区一台主扇运行，使矿井通风系统一次性得到简化优化，虽然时间短，但需停产且投资大工程量较大。,四、 矿井通风系统
11、优化方案的选择与确定，预计取得的效果。,经过对方案1和方案2的对比分析，方案1具有投资少，工程量小，不停产的优点。方案2具有时间短的优点，但投资大，工程量大，停产等缺点，经过比较我们认为方案1最合适，故选方案1。,2、方案的确定,四、 矿井通风系统优化方案的选择与确定，预计取得的效果。,（二）预计取得的效果,1、矿井开拓开采，采区、采场及巷道布置简单合理，生产集中，便于管理，可以实现减人增效。 2、通风系统简单合理可靠，通风流程短，阻力低，漏风小。 3、主扇及辅助设施、井巷均处于矿井境内，消除了隐蔽火区及内蒙小窑的破坏。 4、主扇运行台数减少，角联风路减少，设置有矿井专用回风巷，防灾抗灾能力增
12、强。 5、能够满足高产高效现代化矿井发展需求。,五、矿井通风系统优化方案的实施,（一）四个采区优化为两个采区，四台主扇运行优化为两台主扇运行，分区对角式通风方式不变。,1、2005年6月将受火区威胁的上五采区、采六采区在现有采掘活动结束后停止，将采掘布置在上一采区及上一下山采区，上一下山采区的通风纳入上一采区大系统，矿井产量基本不变。针对上五采区存在火区隐患及煤与瓦斯突出危险，停止上五采区采掘活动，停止上五采区主扇运行，封闭上五采区的部分巷道，即5211联巷、5213联巷等，上五采区并入上三采区通风系统。系统调整方案如下：,(1)上五采区采掘活动停止后，受火区影响区域的巷道立即封闭，并将上五采
13、区进风量控制在600m3/min以下，根据上五采区瓦斯涌出情况，确定上五采区并入上三采区通风系统后进风流中的瓦斯浓度不超过0.5%，实际值0.34%。,(2)上五采区采掘活动停止，主扇停运，上五采区安排注浆注氮等防灭火工作，安排瓦斯抽采工作，在近五年内不安排采掘活动，待火区隐患及煤与瓦斯突出隐患消除后进行采掘活动。,五、矿井通风系统优化方案的实施,2、针对采六采区由小窑起步而建，存在严重的火灾隐患及通风能力不足隐患，决定在采六采区现有采掘活动停止后停止采六采区的主扇运行，采六采区主扇停运，系统调整方案如下：,(4) 停运采六采区主扇，封闭进回风井筒，对采六区域进行注浆灭火。,(3) 封闭采六采
14、区停止采掘活动区域，关闭采六采区;,(1)将采六区域的所有设备材料全部撤出，封闭采六区域埋设注浆管路。,(2) 在采六采区与上一采区联络巷设置永久防火墙隔绝两个采区;,五、矿井通风系统优化方案的实施,3、2006年3月将上一采区、上三采区主扇搬迁至矿井地面中部位置；更换大功率大风量对旋轴流节能主扇满足矿井安全生产需求；施工专用回风巷，系统调整方案如下：,(1)直接利用上一斜井作为上一回风斜井，将上一采区主扇移至上一斜井井口，利用上五运输斜井作为上五回风斜井，将上三采区主扇移至上五运输斜井井口。 (2) 废弃上一回风斜井，上三回风斜井，封闭上一采区1982水平以上区段原所有通风井巷、上三采区西翼
15、3227集中运输巷以上区段所有通风井巷； (3)施工专用回风巷及必要联巷，形成两台主扇运行，分区对角式通风。 (4) 新做1240m 1905m运输大巷，接通12212运输上山与主井煤仓，并做反石门，完成上三采区东翼与上一采区东翼下山采区的原煤集中运输及辅助提升任务； (5) 原阴坡皮带主斜井、阴坡副斜井、阴坡行人斜井继续作为矿井的皮带主斜井、副斜井、行人斜井； (6)矿井采用分区对角抽出式通风，综采工作面均采用“U”型通风上行通风。,五、矿井通风系统优化方案的实施,通过上述方案实施，成功地将四个采区优化为两个采区，四台主扇运行优化为两台主扇运行，分区对角式通风方式不变，改造后的通风系统运行技
16、术参数见表三。,表三 改造后的通风系统运行技术参数表,五、矿井通风系统优化方案的实施,（二）两个采区优化为一个采区，两台主扇运行优化为一台主扇运行，通风方式由分区对角式优化为中央并列式。,在矿井分区对角抽出式通风的基础上，利用现有井筒，并新作一条阴坡新副井，作为主进风井筒，将原阴坡斜井作为矿井中央风井，原阴坡行人井保留并进风。将上一、上三采区合并为中央采区，布置3个进风井筒即：阴坡皮带主斜井、阴坡副斜井、阴坡行人斜井。1个回风井即：中央风井。将现有分区对角抽出式通风改为中央并列抽出式通风。新设辅助运输及排水系统，取消综放及炮采工艺，将现有“一综采一炮采”两个面生产改为一个综采面生产；最终形成“一井一面”现代化矿井生产格局。实施方案如下：,四个采区优化为两个采区矿井通风系统示意图,四个采区优化为两个采区矿井通风网络图,停运主扇,停运主扇,停运主扇,停运主扇,新投用 主扇,
