麥垛山煤礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化方案淺析

（國家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)有限責(zé)任公司，寧夏 銀川 750011）

一、概況

根據(jù)礦井2019～2024年采掘接續(xù)計(jì)劃，從目前至2021年9月，礦井在13采區(qū)布置一個(gè)綜采工作面生產(chǎn)，礦井生產(chǎn)能力在4.10～4.65Mt/a之間。2021年9月11采區(qū)110207綜采工作面投產(chǎn)，與13采區(qū)130610工作面同采，形成兩個(gè)采區(qū)兩個(gè)工作面生產(chǎn)的局面。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》（2016）第147條：新建高瓦斯礦井、突出礦井、煤層容易自燃礦井及有熱害的礦井應(yīng)當(dāng)采用分區(qū)式通風(fēng)或者對(duì)角式通風(fēng)；初期采用中央并列式通風(fēng)的只能布置一個(gè)采區(qū)生產(chǎn)。麥垛山煤礦各煤層為容易自燃煤層，多采區(qū)同時(shí)生產(chǎn)時(shí)應(yīng)形成分區(qū)式或者對(duì)角式通風(fēng)方式。礦井2021年9月之后，11采區(qū)與13采區(qū)同時(shí)生產(chǎn)，礦井目前通風(fēng)系統(tǒng)為中央并列式，不符合規(guī)定，故必須盡快優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)，在2021年9月前形成分區(qū)式通風(fēng)系統(tǒng)。

二、通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化方案

為滿足“分區(qū)式/對(duì)角式”通風(fēng)要求，設(shè)計(jì)提出以下三個(gè)礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化方案進(jìn)行比選。

方案一：半煤巖矸石斜井改造為回風(fēng)斜井

目前礦井開采的2煤和6煤煤層厚度較厚，巷道掘進(jìn)產(chǎn)生的矸石較少，因此考慮將已有半煤巖矸石斜井改造為回風(fēng)斜井，滿足礦井11采區(qū)、13采區(qū)及接續(xù)的11北采區(qū)分區(qū)通風(fēng)要求。

現(xiàn)半煤巖矸石斜井井筒為底板穿層布置于煤系地層的下部，井筒采用半圓拱形斷面，斷面凈寬3600mm，凈斷面9.77m2，傾角20°，斜長1573m，裝備帶寬1200mm的鋼繩芯帶式輸送機(jī)，擔(dān)負(fù)礦井半煤巖矸石運(yùn)輸任務(wù)，兼進(jìn)風(fēng)任務(wù)。

改造半煤巖矸石斜井，需先拆除井筒內(nèi)裝備的帶式輸送機(jī)、電纜等相關(guān)設(shè)備。井筒按照專用回風(fēng)井筒管理。半煤巖矸石斜井作為回風(fēng)斜井使用期間，礦井掘進(jìn)煤主要是2煤和6煤，煤層相對(duì)較厚，掘進(jìn)煤直接進(jìn)入主煤流，待二分區(qū)進(jìn)、回風(fēng)立井移交后，再恢復(fù)半煤巖矸石斜井功能，提升半煤巖矸石。

方案二：新掘回風(fēng)斜井

建井時(shí)，礦井回風(fēng)立井及副立井采用凍結(jié)施工，考慮到副立井工業(yè)場地增加井筒難度大，本方案在主井工業(yè)場地新建一條回風(fēng)斜井，平行于主斜井和半煤巖矸石斜井布置，井筒采用半圓拱形斷面，斷面凈寬4000mm，凈斷面11.88m2，傾角20°，斜長1573m，作為專用回風(fēng)井筒。

方案三：提前施工二分區(qū)回風(fēng)立井

根據(jù)全井田開拓，在井田北部二分區(qū)布置有1對(duì)進(jìn)回風(fēng)立井。

本方案提前利用二分區(qū)回風(fēng)立井，配合現(xiàn)回風(fēng)立井，來滿足煤礦安全規(guī)程分區(qū)式通風(fēng)的規(guī)定。

通過對(duì)以上三個(gè)方案的敘述，三個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)分述如下：

方案一優(yōu)點(diǎn)：

1.改造成本低，施工工期短。

方案一缺點(diǎn)：

1.掘進(jìn)煤入主煤流，對(duì)煤質(zhì)有影響。

2.現(xiàn)有巷道11采區(qū)半煤巖運(yùn)輸斜巷（Ⅱ段）回風(fēng)斷面不足，需要改造。

方案二優(yōu)點(diǎn)：

1.相對(duì)方案一，掘進(jìn)煤不進(jìn)入主煤流，對(duì)煤質(zhì)無影響。

2.相對(duì)方案一，礦井進(jìn)風(fēng)井筒多，礦井通風(fēng)阻力小。

方案二缺點(diǎn)：

1.新增投資多，新建一條井筒需投資2800萬元。

2.施工時(shí)間長（兩頭對(duì)掘，約11個(gè)月）。

3.現(xiàn)有巷道11采區(qū)半煤巖運(yùn)輸斜巷（Ⅱ段）回風(fēng)斷面不足，需要改造。

方案三優(yōu)點(diǎn)：

1.總工程量省，總投資省。

2.相對(duì)方案一，掘進(jìn)煤不進(jìn)入主煤流，對(duì)煤質(zhì)無影響。

方案三缺點(diǎn)：

工期較長，不能滿足礦井接續(xù)需要（該立井為11采區(qū)服務(wù)必須將11采區(qū)北翼集中輔助運(yùn)輸巷和11采區(qū)北翼集中帶式輸送機(jī)巷掘進(jìn)到位與二分區(qū)回風(fēng)立井連通，目前上述大巷還有4220m，施工完成需要38個(gè)月，即2023年2月，顯然不能滿足2021年9月形成分區(qū)式通風(fēng)方式要求）。

綜上所述，方案三提前利用二分區(qū)風(fēng)井，總工程量省，但工期不能滿足近期需求，需要調(diào)整生產(chǎn)接續(xù)降低礦井生產(chǎn)能力。根據(jù)麥垛山礦井中長期生產(chǎn)接續(xù)，礦井最終將形成“一、二分區(qū)搭配開采”的長期生產(chǎn)格局（目前二分區(qū)大巷已在施工），據(jù)此設(shè)計(jì)推薦方案一，即將現(xiàn)半煤巖矸石斜井臨時(shí)改造為回風(fēng)斜井。

另外，建議加快二分區(qū)井筒及大巷的施工進(jìn)度，盡早投用二分區(qū)風(fēng)井。

結(jié)語：

上述方案已進(jìn)入項(xiàng)目實(shí)施階段，預(yù)期能取得良好的效果有效解決礦井通風(fēng)安全存在的問題，值得同類型礦井通風(fēng)安全改造進(jìn)行借鑒。