实例浅析矿井通风系统优化改造
本文通过铁能公司晓明矿矿井通风系统优化改造的实例经验及不足进行浅析和总结，以供参考和借鉴。

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0 引言
随着矿井开拓延伸，矿井通风系统会不断复杂化，为保证安全生产和系统合理稳定，优化和改造是必不可少的。

1 矿井概况
1.1 矿井简介
晓明矿为高瓦斯矿井，为立井多水平阶段大巷（石门）开拓方式，划分为两个开采水平，现开采第一水平，一水平标高－250m，主采煤层4＃、7＃层煤；二水平标高－550m，暂未进行下水平延伸。

煤层自然发火期3～6个月，4-1煤层煤尘爆炸性指数为41.20％，7煤层煤尘爆炸性指数为45.33％，具爆炸危险性。

1.2 矿井通风系统
矿井通风方法为抽出式；通风方式为混合式通风，一个入风井两个回风井。

矿井分为N2、N3、S3、N1、S4五个采区，其中N1、S4采区由边界风井独立回风，N2、N3采区、S3采区为中央和边界两风井混合通风。

1.3 改造前N2、N3采区通风系统
N2采区、N3采区由N2轨道下山、N2皮带下山入风，N2乘人索道回风排放至中央风井、边界风井。

其中N2采区分为N2采区七层、四层通风系统，由N2轨道下山、N2皮带下山入风，风量流经至N2四层区域，N2七层区域，最终通过N2乘人索道回风排放至中央风井、边界风井。

N2四层通风系统通过N2四层皮带中巷、N2四层专用回风道入风，N2四层轨道中巷回风，通过N2四层轨道石门排入N2乘人索道，形成两进一回式通风。

N2七层通风系统通过N2七层皮带中巷、N2七层轨道中巷入风，N2七层回风中巷回风，通过N2四层轨道石门排入N2乘人索道，形成两进一回式通风。

见改造前的通风系统图以及简化的通风网络图。

（如图１、２）
2 通风系统存在的问题
2.1 矿井改造前，通风方式为中央并列及中央边界混合式通风，由于布局分布，中央系统、边界系统未实现分区通风。

2.2 改造前，礦井通风巷道较长，通风阻力大，最大通风流程达10527米，边界负压为2499Pa，中央负压2274Pa，矿井总阻力2343Pa，边界总排风量为2554m3/min，中央总排风量为5822m3/min。

通风系统复杂，矿井通风阻力路线的用风段阻力所占百分比较大，回风段的百米阻力值较大，主要原因是用风段巷道线路较长，回风段风量比较集中，中央排、边界排巷道断面积均比较小，存在多处局部通风阻力较大地点，从而加大了两风井风机的负荷能力，减弱了矿井的整体抗灾能力。

2.3 矿井通风网络复杂，风量供需紧张，通风系统不稳定，N2采区存在多处角联巷道、联络道。

首先，N2乘人索道与N2采区轨道下山、皮带下山，N2四层皮带道与N2四层轨道中巷和N2四层入风道之间，沿途均设置多处联络道风门，无效风量损失较多。

其次，由于N2采区四层区域为两进一回，专用回风道处于N2四层皮带道入风与N2四层入风道之间，而N2四层区域绝大多数采空区密闭封闭处于N2四层皮带道和N2四层轨道中巷，由于改造前N2410采空区入回风密闭、N2409入回风密闭处于正负压端，时常会因气压和通风系统发生变化，导致密闭正负压段压力随之变化，给矿井的密闭管理带来了难度。

2.4 N2乘人索道兼做N2采区总回风，N2四层轨道中巷为回风巷兼做材料运输巷。

2.5 从职业健康的角度出发。

首先，矿井未来主采区为N2、N3采区，N2乘人索道是井下作业人员主要升入井大巷。

其次，N2四层皮带道改造前为N2采区四层区域主要入风巷兼做皮带运输巷，风量较大，经常出现煤尘飞扬现象，不利于井下作业人员的职业健康。

总之，矿井随着开采水平延伸，主采区也将以N2、N3采区为主，通风网络逐渐增长，即使不扩大生产规模，通风系统也亟需改造，延伸伴随的瓦斯涌出量增加和地温地热现象也将更加严重，矿井现有的配风量将不能满足未来矿井安全
生产的需要，必须对其进行通风系统改造。

3 矿井通风系统实施方案
3.1 改造优化方案
鉴于上述晓明矿通风系统改造前存在的问题，根据矿井的实际条件，我们进行了详细的分析、论证，采取了如下的解决方案进行矿井整体通风系统改造优化。

3.1.1 将N2专用回风道由原来的入风变回风。

3.1.2 N2四层轨道中巷、原N2四层回风石门、N2乘人索道由原来的回风巷变成入风道；N2七层回风中巷的风量通过N2七层改造回风以及N2四层专用回风道回风并联进入N2专用回风道，所有N2采区的风量通过N2改道回风道进入中央风井排出。

3.1.3 S3采区通风系统的风量由S3排、S1排经N1调风道、N1排由边界风井排出，最终形成中央通风系统、边界通风系统分区通风，N2、N3采区风量由中央系统回风，S3、S4、N1采区由边界系统回风（如图3）。

3.2 方案实施步骤
矿井通风系统调整是一个复杂、微观的调整过程，与采空区瓦斯、自然发火、通风阻力、通风巷道等诸多因素息息相关，必须采取谨慎、严密的实施方案和安全措施，确保安全稳定的进行通风系统调整。

3.2.1 系统改造前设施的构筑
矿井在进行通风系统调整前做了大量的准备工作：分别施工了N2七层回风改造道、N2改造回风道、N2专用回风道（如图所示位置），并对井下整个通风设施进行简化、维修以及喷浆处理，新建风门18道，挡风墙8道，拆除风门26道，拆除挡风墙1道，并对N2四层皮带中巷、N2四层专用回风道巷道重新维修，扩大巷道断面积，降低通风阻力。

3.2.2 矿井通风系统调整过程
①第一次矿井通风系统调整，将N2专用回风道由原来的入风巷道调整为回风巷道。

其中关闭风门2组4道（N2708车场风门、N2403回风新建风门）；敞开并拆除风门3组6道（N2专用回风道上平盘处风门、N2708回联及N2四层专用回风道风门）。

②第二次矿井通风系统调整，将N2四层轨道中巷、N2七层回风石门、N2乘人索道由原来的回风巷道调整为入风巷道；使N2采区、S3采区分别由中央风井和边界风井回风，形成独立通风系统。

其中关闭风门5组10道（N2708回联
风门、N2四层回联反向风门、N2418风机前、N2713回风上山上平、N2412回联）；敞开并拆除风门10组20道（N2七层专用回风道、N2候车上部、下部永久风门、Ｎ２四层轨道石门通皮带、Ｎ２四层轨道石门通轨道下山、Ｎ２四层轨道巷一小川、N2412运联、S1排、N2七层改造道、N2四层轨道与专用回风小川反向风门）改造后的通风系统图以及简化的通风网络图（如图3、图4）。

4 效果检验
4.1 中央、边界系统形成独立通风系统，N2采区形成专用回风道，矿井实现分区通风，进一步保证了矿井通风系统合理、稳定，提高了矿井整体抗灾能力。

4.2 N2采区风速超速地点相比通风系统调整前明显减少，由原来的12处减少到现在的4处风速超限地点，降低了矿井通风阻力。

4.3 此次调整，新建风门18道，挡风墙8道，拆除风门26道，拆除挡风墙1道，风门漏风地点相对减少，使N2采区风门漏风量相对减少399m3/min。

4.4 中央系统有效风量率相比提高
5.49%，从而有效解决了我矿N2采区风量不足问题，优化了N2采区通风系统。

4.5 通风系统调整后，原N2四层轨道由入风道调整为回风道，促使N2410、N2409采空区入、回风密闭均处于入风侧，有效的降低了矿井采空区密闭自然发火、瓦斯涌出的隐患，提高了采空区密闭稳定性。

4.6 优化巷道布置，将N2乘人索道由回风巷变为入风巷，风量由3712m3/min 降至1150m3/min，风速由原来的6.31m/s降至1.95m/s；N2四层皮带道改造后风量由1599m3/min降至762m3/min，断面积由原来的
5.3m3扩大至9.5m3，风速由原来的5.03m/s降至1.34m/s，有效降低煤尘飞扬现象和通风阻力。

4.7 消除了N2四层轨道、N2乘人索道兼做回风道的通风机电运输隐患。

4.8 加大了通风设施的质量建设，对新建设通风施均进行喷浆处理，保证了通风设施的严密性，从而也将对今后矿井的通风设施管理施工提供了可行有效的手段。

矿井通风系统调整前后主要技术参数对比表
5 结束语
5.1 矿井通风系统优化改造，是一个涉及井下各个系统的复杂的、微观的工程，所以通风系统改造必须利用通风优化理论和科技对通风系统进行充分调查和分析，提出可行方案进行论证，从技术及管理、安全角度来选择最优方案。

5.2 矿井通风系统优化改造后,确保了矿井通风系统稳定、安全可靠,满足了
矿井通风需求,确保了采区接替,取得了良好安全效果;也可对其它类似矿井,处理矿井采区多、老巷道多、通风系统复杂、通风设施多等问题,提供了宝贵经验,为矿井通风系统优化工作提供合理技术路线。

参考文献：
[1]陈开岩.矿井通风系统优化理论及应用，中国矿业大学.2003.
[2]黄元平.矿井通风，中国矿业大学，1990.。