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基建矿井通风模式的技术研究

文档作者：李云李明朱庆庆文档来源：江苏省矿业工程集团有限公司第四工程处		点击数：	更新时间： 2021年03月23日
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58 能源技术与管理 2012年第2期
doi：10．396 ．issn．1672-9943．2012．02．022
基建矿井通风模式的技术研究
李云，李明，朱庆庆
(江苏省矿业工程集团有限公司第四工程处，江苏徐州221000)
[摘要] 基建矿井的通风系统容易出现循环风现象，从而影响矿井通风系统的可靠性、安全
性，降低矿井的抗灾能力。以青岗坪煤矿为例，提出了基建矿井出现循环风的原因
以及解决方案，并从理论上对方案的合理性进行分析，为解决基建矿井循环风现象
提供了新的思路。
[关键词] 基建矿井；循环风；技术方案
[中图分类号]TD724[文献标识码]B [文章编号]1672-9943(2012)02一O058一O2
0 引 言
煤矿建井时期，进、回风井贯通前，井筒、井底
车场以及主要硐室等的掘进主要依靠局扇供风。
当局扇安装在井筒内部时，井口到局扇的这段井
筒即作进风通道，也作为回风通道，容易形成循环
风。当局部通风机的吸入量大于全风压供给设置
通风机巷道的风量时，则部分由局部用风地点排
出的污浊风流，会再次经局部通风机送往用风地
点，此种情况称为循环风。循环风使得掘进工作面
连续不断涌出的瓦斯、煤尘等有害物质在循环区
域中的浓度越来越大，造成安全隐患，甚至发生事
故[1_2l。
1 矿井概况
青岗坪煤矿位于陕西省旬邑县，井田南北宽约
4．2 km，东西长约6．5 km，井田面积约24．75 km 。
可采煤层为4—1和4—2煤层，4—1煤层厚度
1．05～2．42 m，平均厚度1．88 m，含夹矸1层，4—1
煤层为局部可采煤层，与4—2煤层间距0．90～
4．40 m。4—2煤层位于延安组第一段，是本区主采
煤层，厚度1．15～16．35 m，平均厚度10．26 m。含
0～4层夹矸，一般为2～3层，岩性为泥岩，厚度
0．15～0．95 m，一般多为0．3～0．4 m，为全区可采的
较稳定煤层。本井田4—2煤层属于不易自燃一很
易自燃，瓦斯等级为低瓦斯矿井，实行高瓦斯矿井
管理，煤尘具有爆炸危险性。
2 技术方案
由于供给副井井底的掘进工作面用风的4台
局扇安装在副井井筒内，从掘进工作面排出的污
风先经过局扇群而后才能排出到地面，因此，污风
很容易和新鲜风流汇合进入到掺人到各个风筒，
形成循环风。为了不形成循环风，必须使污风在到
达局扇群安装的位置之前经其他巷道排出到地
面。青岗坪煤矿选择在主副井之间掘一条联络巷，
并在联络巷中安装调节风门和局扇，使得副井中
排出的污风经主井井筒排出地面，如图1所示。由
于主井的掘进速度小于副井并且局扇安装在地
面，在主井通风系统中不会形成循环风。
图1 基建时期通风系统示意图
3 方案分析
要使得上述方案可行，联络巷中的局扇功率
大小以及局扇的数量必须符合两个条件，方能不
形成循环风：
(1)联络巷中局扇总功率大于副井井筒中局
扇群的总功率。
不形成循环风的条件，可以从能量和风量两
方面进行分析。考虑到现场的实际情况和操作的
便捷性，本文从风量角度分析。当联络巷中的局扇
吸风量大于局扇群的吸风量时，回风流就会从图
1中所示的1点流向2点，从而不形成循环风。
联络巷中局扇的风筒长度远小于副井局扇群
的风筒长度，故联络巷中的风阻小于局扇群的风
阻。风阻越小，风机风压也越小，反之亦然。因此，
2012年第2期 李云，等基建矿井通风模式的技术研究 59
联络巷中局扇的风压始终小于局扇群的风压，即
H联<日群。若要任一时刻联络巷中局扇吸风量大>Q群，一定有H联×
Q联>Ⅳ群xQ群。通风机风压与风量的乘积为通风
机的功率，即：N=H~Q。所以，当联络巷中的局扇
总功率大于副井中局扇群的总功率时，即N群>
Ⅳ群，局扇群一定不会形成循环风。
(2)联络巷中并联运行的每台风机型号要相
同。
① 风压特l生曲线不同风机并联工作分析[3]。
若风机的型号不相同，联合运转特性曲线如
图2所示。2台不同型号风机的特性曲线分别为
I、Ⅱ，并联后的等效合成曲线为Ⅲ。风机并联后
在风阻为尺的管网上工作， 与等效风机的特性
曲线Ⅲ的交点 ，过 做纵坐标轴垂线，分别于
曲线I和Ⅱ相交于m。和m ，此两点即是2台风
机的实际工况点。
三Q l QH"Q
,
， 、
．I
图2 型号不J司风机联合运转
并联工作的效果，可用并联等效风机产生的
风量Q与能力较大风机单独工作产生的风量Q
之差来分析。由图2可见，当△9=Q—Q，>O，即工
况点 位于合成特性曲线与大风机曲线的交点
A右侧时，则并联有效；当管网风阻尺 (称为临界
风阻)通过 点时，△Q=O，则并联增风无效；当管
网风阻R”>尺 时，工况点 位于A点左侧时，
△Q<0，即小风机反向进风，则并联不但不能增
风，反而有害。
②风机特性曲线相同风机并联工作分析[31。
图3为2台特性曲线I(Ⅱ)相同的风机并联
工作，Ⅲ为其合成特性曲线， 为管网风阻。 和
为并联的工况点和单独工作的工况点。由 做
等风压线与曲线I(Ⅱ)相交于m ，jtt',~lJ风机的实
际工况点。由图3可见，总有AQ=Q—Q >0，且R越
小，AQ越大。
0
㈩ 一
R
j ＼
／ ＼～
— l：Q1}J l
— Q =Q
Q
图3 型号相同风机联合运转
从以上分析可以看出，型号相同的风机联合
运转，相对于型号不同的风机联合运转，更加安全
可靠。
4 结论
从青岗坪煤矿成功解决循环风的实践来看，
杜绝循环风，必须满足以下条件：若局扇安装在井
筒内，必须开掘另一条巷道，使得回风流在到达井
筒中局扇前排出地面；联络巷中的局扇总功率必
须大于井筒中局扇群的总功率；联络巷中的每台
局扇型号、运行功率相同。
按着以上条件安装局扇后，青岗坪煤矿在基
建时期没有出现过循环风的现象。因此，青岗坪煤
矿探讨了一条解决循环风的新思路。
[参考文献]
[1]郭建伟， 张增明．特殊循环风的形成及治理措施[J]．
煤矿安全，1999，30(3)
[2]郭兴辉．可控循环风串联在掘进面长距离通风中应用
问题探讨[J]．蒲白科技，2002(1)
[3]张国枢，谭允祯，陈开岩，等．通风安全学『M]．徐州：
中国矿业大学出版社．2004
[作者简介]
李~-(1984一)，女，陕西西安人，硕士，现工作于江苏省
矿业工程集团有限公司第四工程处安全技术部，主要从事
煤矿安全管理与安全评价研究工作。
『收稿日期：2011—1O一14]

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