摘 要：矿井通风系统是矿井生产系统的重要组成部分，其设计合理与否对全矿井的安全生产及经济效益具有重要的影响。结合龙门煤矿矿井设计生产实际，确定了一个合理的通风线路，并对其通风设备进行了选型。
关键词：矿井通风系统 优化 线路
中图分类号：TD44 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）005-059-02
1 前言
矿井通风系统是矿井生产系统的重要组成部分，其设计合理与否对全矿井的安全生产及经济效益具有重要的影响。矿井通风设计的基本任务是建立一个安全可靠、技术先进和经济的矿井通风系统，生产矿井的通风设计，涉及范围较广，例如增设新采区、开拓新水平、改变主要通风机的工作方法，改变矿井的通风系统、扩大矿井通风能力等，都要进行通风设计。本文结合龙门煤矿矿井设计生产能力、井田面积、矿井瓦斯涌出量、煤层自燃倾向性等条件，通过对多个可行的矿井通风系统方案进行技术经济比较，确定了一个合理的通风线路，并对其通风设备进行了选型。
2 矿井概况
龙门煤矿是洛阳龙门煤业有限公司下属生产矿井，矿井原设计生产能力0.30Mt/a，后经多次技术改造，2009年核定生产能力0.51Mt/a，该矿属低瓦斯矿井，煤层不易自燃。根据矿井开拓部署和通风安全要求，本矿井提升系统和通风系统改造完成时共设主井、副井、中央风井和浅部风井等四个井筒。全井田二1煤层共划分6个采区，其中-60m水平以浅为11采区，-240m水平共分20、23、25、24、26等5个采区。目前井下为23采区和25采区生产，走向长壁后退式采煤法。目前矿井已经转向深部开采，而风井为边界风井，位于井田的浅部，矿井通风线路长达8km，总回风巷道断面较小，矿井通风阻力大，矿井通风比较困难。
3 通风系统选择
目前井下为23采区和25采区生产，矿井为副井、原主井进风，浅部风井回风，浅部风井井筒直径3m，净面积7.1m2，井下总回风巷道断面一般为4~6m2，井巷断面较小，通风阻力较大。为解决矿井通风问题，设计结合确定的井田开拓布置，矿井通风系统的选择考虑以下两个方案。
(1)方案一：初期两个风井，后期一个风井方案
设计初期采用浅部风井和原主井改为中央风井，两个风井回风，后期采用中央风井（原主井）一个风井回风，前后期以西翼24采区和11采区采完为节点，时间约为4.6a。初、后期通风系统叙述如下：矿井初期采用主井进风、副井辅助进风，浅部风井及原主井改为中央风井回风的分区式通风系统，井下-60m水平大巷为进风巷，-240m水平大巷为回风巷。24采区和11采区利用现有西翼回风大巷及浅部风井回风，后期西翼26采区回风时，通过做回风巷与中央风井连接。20采区及东翼各采区采用中央风井回风，回风方案有两种：
1)第一方案
在20采区胶带运输上山上部做采区回风巷与中央风井连接。通风网络为：新鲜风流自主井井筒→上仓斜巷→20采区胶带运输上山→岩石集中巷→胶带顺槽→炮采工作面。乏风风流自炮采工作面→轨道顺槽→岩石集中巷→20采区轨道运输上山→采区回风巷→中央风井井筒→地面。
矿井后期东翼生产时把采区回风巷跨过20采区上山后与-60m水平巷贯通，通风网络为：新鲜风流自主井井筒→上仓斜巷→-240m水平胶带大巷→东翼各采区上山→炮采工作面。乏风风流自炮采工作面→东翼各采区上山→-60m水平大巷→采区回风巷→中央风井井筒→地面。
2)第二方案
在中央风井底、副井车场做回风联络巷与采区轨道上山连接，胶带上山通过联络巷与回风联络巷连接。通风网络为：新鲜风流自主井井筒→上仓斜巷→20采区胶带运输上山→岩石集中巷→胶带顺槽→炮采工作面。乏风风流自炮采工作面→轨道顺槽→岩石集中巷→20采区轨道运输上山→回风斜巷→中央风井井筒→地面。
后期东翼生产时把回风斜巷改为进风巷，通风网络为：新鲜风流自主井井筒→上仓斜巷→-240m水平运输巷→东翼各采区上山→炮采工作面。乏风风流自炮采工作面→轨道顺槽→东翼各采区上山→-60m水平巷→中央风井井筒→地面。
经分析比较可知，第一方案在后期时，需要通过20采区轨道上山担负提矸、下料、行人任务。第二方案在后期时，回风斜巷（后期为进风巷）就可以担负矿井提矸、下料、行人任务（-240m水平为机轨合一），但斜巷角度较大。因此，采用第一方案，在20采区上部做回风巷和中央风井连接。
(2)方案二：初期、后期均为一个风井回风方案
设计采用中央风井（原主井）一个风井回风，矿井采用主井、副井进风，原主井改为中央风井回风的中央并列式通风系统。矿井初期井下-60m水平大巷为进风巷，-240m水平大巷为回风巷。目前井下生产采区为东翼23和25采区，23和25采区煤炭资源较多，原主井改为中央风井时，-240m水平大巷需要与23和25采区上山贯通，才能形成通风系统，矿井初期投资较大。
根据以上分析，设计采用方案一即初期采用两个风井，后期为一个风井方案，浅部风井服务年限4.6a，同时20采区回风采用上山上部做采区回风巷与中央风井相连。新打主井后，设计采用分区抽出式通风系统，开采初期为副井、主井进风，浅部风井、中央风井(原主井)回风；后期仍为副井、主井进风进风，中央风井回风。
4 通风设备选型
4.1 设计依据
中央风井回风量：初期51m3/s，后期94m3/s；通风负压：初期通风最小负压816.2Pa，后期通风最大负压2408.2Pa。
4.2 通风设备选型
依据矿井通风资料，设计就目前国产通风设备使用情况，筛选了两个方案进行比较。
(1)第一方案
选用FBCDZ№26/2�?50(n=740r/min)型防爆对旋轴流风机两台。该风机结构简单，性能优良；两台防爆电机安装在风机内部，分别与一、二级叶轮直联，其两级叶轮既是工作轮又互为导叶，传动效率高；该型风机采用电机直接反转反风并带有防爆制动器，反风时间较短，反风量大；不需建反风道及风机房，风机安装在轨道式基础上，节省了土建工程费用；产品配带风门、消音器、扩散器，安装简单，施工周期短。缺点是电机为内装式，散热条件差，不易维护，并且台数多，电控操作系统复杂。
(2)第二方案
选用GAF20-11.8-1(n=980r/min)型矿用轴流通风机两台。该系列风机是80年代在引进德国TLT公司技术，由国内上海鼓风机厂制造的，反风时采用停车一次性整体机械调节风机叶片角度，不需将电机方向反转即可实现反风，也使电控系统较为简单；产品配带消声器、箱式风门、轴承润滑站、喘振报警装置、通风测定装置等，成套性强；具有效率高、噪声低、运行平稳的优点。该风机的缺点是主电机安装在出风侧，传动轴需穿过扩散塔后与风机叶轮连接，长轴式结构使整机尺寸长，安装对中困难，同时因扩散塔较高，为避免基础的不均匀下沉，需加大基础工程量，风机房面积也较大，土建费用高。
针对该矿井通风系统，通过对两方案技术经济比较，第一方案与第二方案相比具有平均运行效率高、运营费用低，基建费用省，设备投资少的优点，因此，本次设计推荐采用第一方案，即选用二台FBCDZ№26/2�?50(n=740r/min)型防爆对旋轴流风机，一台工作，一台备用。
5 结束语
矿井通风系统的好坏不仅关系到煤矿企业的经济效益，合理的通风系统直接决定着矿井抗灾能力的大小。由于开采深度的增加，矿井必将出现阻力增大、风路延长、风量调节困难等问题，如何有效解决深部矿井的通风优化设计问题已迫在眉睫。因此，我们无论在矿井设计阶段还是在生产阶段，必须尽量保证通风系统的合理性，建立完善的矿井通风系统，从而达到煤矿安全生产的目的。
参考文献：
[1] 张国枢．通风安全学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2000．
[2] 程超．浅析建立矿井合理的通风系统[J]．煤矿现代化，2005（3）．