张集矿(北区)矿井通风系统调整通风设计及安全技术措施

张集矿张集矿( (北区北区) )矿井通风系统调整通风设计矿井通风系统调整通风设计及安全技术措施及安全技术措施目 录一、概述.1二、通风系统现状.1三、通风网络的确定.2四、矿井通风系统调整方案.31、矿井预计需风量.32、系统调整方案.33、风机开启方案的选择.44、系统调整时间.85、风机启动顺序.8五、通风系统调整工作安排.81、成立通风系统调整指挥部.82、通风系统调整前准备工作.93、系统调整流程.10六、安全技术措施.12八、附图、表.161张集矿张集矿( (北区北区) )矿井通风系统调整通风设计矿井通风系统调整通风设计及安全技术措施及安全技术措施一一 概概 况况由于采掘的延伸与 1611（3）备采面的即将回采，经利用矿井通风网络模拟软件对单独开启北区或西风井风机时均无法满足矿井通风需求。2012 年 3 月 28 日对北区与西风井风机进行了通风性能测试，进一步验证了单独运行任何一台风机均不能满足通风需求。通过矿井通风网络模拟软件的模拟，需同时开启北区风机与西风井风机进行通风，方可满足矿井生产需求。为顺利完成此次通风系统的调整，特制定本安全技术措施。二二 通风系统现状通风系统现状张集矿（北区）工业广场内布置有副井、主井和中央风井，采用中央并列式通风，抽出式通风方法，地面主要通风机为上海鼓风机厂生产的 GAF37.5-22.4-1 型轴流式通风机两台，一台运行，一台备用，配备电机为 TD3200-8 型同步电机，额定功率为 3200kW，额定转速为750r/min。西风井工业广场内布置有副井和回风井，地面安装两台主要通风机为毫顿华工程有限公司制造的 ANN-3900/2000N 型轴流式风机。配备电机为异步电动机，额定功率为 3300kW，额定转速为 745r/min。目前西风井2风机尚未开启。目前矿井运行北区 1#风机，叶片角度-3，风机负压 3160Pa，北区2#风机（叶片角度-3）及西风井 2 台风机（风机叶片角度在运转过程中能随时调整）备用。矿井总回风量 31341m3/min，最大通风流程为11.2km，等积孔为 11.06m2。西翼轨道大巷由西风井向北区进风3341m3/min，西翼胶带机巷由西风井向北区进风 908m3/min，北区通过西翼 6 煤两条回风巷为西风井带风 8303m3/min，其中西翼 6 煤第一回风巷3523m3/min，西翼 6 煤第二回风巷 4780m3/min。三三 通风网络解算的确定通风网络解算的确定选择“风丸”软件对矿井通风网络进行解算，该网络解算“风丸”软件为中日合作项目，项目开发成功后，多次结合现场实际进行了大量的模拟试验。2011 年 9 月，北区停产检修期间，北区风机停运，西风井风机开启+40进行了运转，模拟值与实测值情况如表 1：表表1 1 西风井风机开启西风井风机开启+40+40，北区风机停止运转模拟值与实测值对比表，北区风机停止运转模拟值与实测值对比表 矿井总回风m3/min西风井风机负压 Pa西风井为北区带风 m3/min西风井风机北区风机模拟值实测值模拟值实测值模拟值实测值+40停止运转29200318403617362615232176572012 年 3 月，北区停产检修期间，北区风机停止运转，西风井风机开启+40进行了运转，模拟值与实测值情况如表 2：3表表2 2 西风井风机开启西风井风机开启+40+40，北区风机停止运转模拟值与实测值对比表，北区风机停止运转模拟值与实测值对比表 矿井总回风m3/min西风井风机负压 Pa西风井为北区带风 m3/min西风井风机北区风机模拟值实测值模拟值实测值模拟值实测值+40停止运转29994320423357.532981648217825根据数次的网络模拟和实际操作，张集矿在利用该软件进行网络解算方面已十分成熟，解算结果准确、可靠。因此，利用该软件对两区风机同时开启进行运转的网络模拟结果对矿井通风系统的调整具有指导作用。四四 矿井通风系统调整方案矿井通风系统调整方案1 1、矿井预计需风量、矿井预计需风量1611（3）面预计于 2012 年 6 月份回采，初采期间，工作面配风量2500m3/min，此时，北一采区预计回风量约为 17333m3/min，西二采区预计回风量为 7763m3/min，西三采区预计回风量为 11379 m3/min，全矿合计预计回风量为 36475m3/min。16111611（3 3）面回采期间具体风量分配情况见表）面回采期间具体风量分配情况见表 3 3：20122012 年年 6 6 月张集矿月张集矿北区采掘分布及风量情况表。北区采掘分布及风量情况表。2 2、系统调整方案、系统调整方案1）单独运行北区风机。2）单独运行西风井风机。3）在北一、西二、西三采区内部通风系统不变的基础上，在西二 1号回风石门、西二 2 号回风石门、西翼 6 煤回风巷东段及北一至西二施4工联巷施工通风设施，同时开启北区风机与西风井风机，形成 3 个井筒进风 2 个井筒回风，实现由北区风机担负北一采区的通风，由西风井风机担负西二采区与西三采区的通风。4)在西翼 6 煤第一回风巷、西翼 6 煤第二回风巷施工 2 处通风设施，隔断北区与西风井间的回风联巷，开启北区风机与西风井风机，实现由北区风机担负北区的通风，西风井风机担负西三采区与西二 1 煤采区的通风。3 3、风机开启方案的选择、风机开启方案的选择方案方案 1 1：北区风机：北区风机+3+3运转，西风井风机不运转。运转，西风井风机不运转。当北区风机+3运转，西风井风机不运转时，对矿井通风系统进行了模拟，模拟结果如表 4：表表 4 4 北区风机北区风机+3+3运转，西风井风机不运转时模拟结果运转，西风井风机不运转时模拟结果序号地点m3/min序号地点m3/min1西翼轨道大巷392411-480m-430m 第一回风斜巷34742西翼胶带机巷12301217266 工作面37623西翼 6 煤第一回风巷4908131410（1）工作面19624西翼 6 煤第二回风巷6222141611（3）工作面19565西区往北区回风1113015北区风井回风量380956北一 1#回风石门851416北区风机静压 Pa2331.67北一 2#回风石门689417北区风机动压 Pa1984.88北一 3#回风石门1211418北区风机全压 Pa4316.49西二 1#回风石门967219风机月度耗电量KWh225.5 万10西二 2#回风石门1023620目前月度耗电量 KWh152 万从表 4 中看出，北区风机+3运行时，矿井总回风量及西三采区风量基本满足生产，但 1611（3）工作面风量仍在 2000 m3/min 以下，矿井5风机负压达到了 4316.4Pa，超过了 3920Pa。由此可见，单独运行北区风机方案是不可行的。方案方案 2 2：西风井风机开启运转，北区风机停止运转。：西风井风机开启运转，北区风机停止运转。西风井安装的两台主要通风机为毫顿华工程有限公司制造的 ANN-3900/2000N 型轴流式风机，理论运转角度范围：+10+53。2012 年 3 月，北区风机停止运转，西风井风机叶片调至+45，在该情况下运转时，西风井风机通过西翼 6 煤两条回风巷为北区带风18507 m3/min，西风井风机总回风量为 33690m3/min，西风井风机负压为4488.6Pa。表表 5 5 西风井风机开启西风井风机开启+45+45，北区风机停止运转时主要参数表，北区风机停止运转时主要参数表 西风井风机北区风机矿井总回风m3/min西风井风机负压 Pa西翼 6 煤第一回风巷m3/min西翼 6 煤第二回风巷m3/min+45停止运转336904488.688429665风机月度耗电量 KWh目前月度耗电量 KWh278.5 万152 万从表 5 中看出，北区风机停止运转，西风井风机开启+45运转时，北区回风量为 18507 m3/min，而该时期北区实际回风量为 23038 m3/min。由此可见，单独运行西风井风机方案是不可行的。方案方案 3 3：西二：西二 1 1 号回风石门、西二号回风石门、西二 2 2 号回风石门、西翼号回风石门、西翼 6 6 煤回风巷煤回风巷东段及北一至西二施工联巷东段及北一至西二施工联巷 4 4 处巷道施工处巷道施工 4 4 处通风设施，实现北区风机处通风设施，实现北区风机担负北一采区的通风，西风井风机担负西二采区与西三采区的通风。担负北一采区的通风，西风井风机担负西二采区与西三采区的通风。当西风井风机+33运转，北区风机开启-14运转时，对矿井通风系统进行了模拟，模拟结果如表 6：6 表表 6 6 西风井西风井 2#2#风机开风机开+33+33，北区，北区 2#2#风机开风机开-14-14时模拟结果时模拟结果序号地点m3/min序号地点m3/min1西翼轨道大巷2424131410（1）工作面12422西翼胶带机巷690141611（3）工作面39303西翼 6 煤第一回风巷354615北区风井回风量180764西翼 6 煤第二回风巷446416西区风井回风量226125西二往西区回风801017矿井总回风量406886北一 1#回风石门52267北一 2#回风石门471618北区风机静压 Pa1142.28北一 3#回风石门640219北区风机动压 Pa446.89西二 1#回风石门96020北区风机全压 Pa1589 10西二 2#回风石门309621西区风机静压 Pa1533.111-480m-430m 第一回风斜巷945022西区风机动压 Pa597.61217266 工作面262223西区风机全压 Pa2130.7 西风井风机月度耗电量 KWhH141 万北区风机月度耗电量KWh100 万全矿风机合计月度耗电量KWh241 万目前月度耗电量 KWh152 万说明：西风井风机开启+33+33，回风量为 22612 m3/min，比实际需风量（19142 m3/min）大 3470m3/min，主要原因是由于西风井风机担负西二采区通风时，西二 11-2 的 1410(1)工作面通风流程长，达 10km，通风阻力大，只有上调风机叶片角度，提高矿井负压，才能满足该工作面及该区域其它巷道冲巷风需风量要求，因此选择此角度。从表 6 中看出，两区风机在该方案下运转时，北区北一采区的模拟风量及西三采区与西二采区的模拟风量均能够满足生产需求，在该方案7下运转时，每月耗电量比目前单运行北区风机多耗 89 万 KWh。方案方案 4 4：西翼：西翼 6 6 煤第一回风巷、西翼煤第一回风巷、西翼 6 6 煤第二回风巷煤第二回风巷 2 2 处巷道施工处巷道施工2 2 处通风设施，隔断北区与西风井间的回风巷道，开启北区风机与西风处通风设施，隔断北区与西风井间的回风巷道，开启北区风机与西风井风机，实现北区风机担负北区的通风，西风井风机担负西三采区与西井风机，实现北区风机担负北区的通风，西风井风机担负西三采区与西二二 1 1 煤采区的通风。煤采区的通风。当西风井风机+23运转，北区风机开启-10运转时，对矿井通风系统进行了模拟，模拟结果如表 7：表表 7 7 西风井西风井 2#2#风机开风机开+23+23，北区，北区 2#2#风机开风机开-10-10时模拟结果时模拟结果序号地点m3/min序号地点m3/min1西翼轨道大巷2940131410（1）工作面16622西翼胶带机巷840141611（3）工作面29583西翼 6 煤第一回风巷28815北区风井回风量259434西翼 6 煤第二回风巷33016西区风井回风量120005西三往北区回风61817矿井总回风量379436北一 1#回风石门62647北一 2#回风石门498618北区风机静压 Pa1195.98北一 3#回风石门849019北区风机动压 Pa920.579西二 1#回风石门543020北区风机全压 Pa2116.510西二 2#回风石门486021西区风机静压 Pa64511-480m-430m 第一回风斜巷341422西区风机动压 Pa168.341217266 工作面261023西区风机全压 Pa813.34西风井风机月度耗电量 KWh101 万万北区风机月度耗电量KWh114 万全矿风机合计月度耗电量KWh215 万目前月度耗电量 KWh152 万从表 7 中看出，两区风机在该方案下运转时，各采区的需风量及矿井总需风量均能够满足生产需求。在该方案下运转时，每月耗电量比目8前单运行北区风机多耗 63 万 KWh。结论结论从表 4、表 5、表 6、表 7 中得出，单独运行北区或西风井的任何一台风机担负矿井的通风时，均不能满足矿井的通风需求。为满足矿井的通风需求，需两区风机同时开启。方案 3 与方案 4 均能满足需求，但从经济技术一体化及节支降耗、施工设施数量等综合因素考虑，方案 4 比方案 3 更加经济、合理。4 4、系统调整时间、系统调整时间预计调整时间在 5 月下旬，具体时间待定。5 5、风机启动顺序、风机启动顺序根据风机开启方案选择得出的结论，当两区风机运转时，两区风机的启动顺序如附图 1：附图附图 1 1 两区风机启动顺序两区风机启动顺序五五 通风系统调整工作安排通风系统调整工作安排1 1、成立通风系统调整指挥部成立通风系统调整指挥部1） 、为了保证本次系统调整安全顺利进行，矿成立以矿长为总指挥，总工程师、机电矿长为副总指挥的系统调整指挥部，指挥部设在调度二所，具体组织与分工如下：总 指 挥：胡少银副总指挥：孙月庚、郗传峰指挥中心：调度二所2） 、系统调整指挥部下设北区风机房小组、西风井风机房小组、系统调整小组、通讯组、救护组。9系统调整小组组长：李秀山副组长：蒋光勇、范孝军、苏祖来组员：通风防突科及通风二队管理人员，负责井下系统调整及调整后的系统检查工作。北区风机房小组组长：郗传峰副组长：张永青组 员：机电二科及保运二队管理人员，负责确保北区风机供电系统正常及确保风机正常运转。西风井风机房小组组长：杨玉杰副组长：刘长生组 员：机电二科及风井工区管理人员，负责确保西风井风机供电系统正常及确保风机正常运转。通讯组组长：张厚祥成员：由调度室组成，负责通讯设备的安设，确保指挥部与井上、下各汇报联络点的电话畅通。救护组组长：孙永年副组长：胡玮成员由救护队组成，救护基地设在副井下口等候室，主要负责发生事故时井下人员的营救工作及需要排瓦斯地点的巷道探查工作。救护组组长孙永年在矿调度，副组长胡玮在井下救护基地。2 2、通风系统调整前准备工作、通风系统调整前准备工作1） 、通风准备工作通风队必须在通风系统调整前建好通风设施 2 处，合计 4 道。 西翼 6 煤第一回风巷施工两道过车风门；10 西翼 6 煤第二回风巷施工两道过车风门；2） 、通讯准备工作系统调整前，必须在以下地点附近安设调度电话：西翼 6 煤第一回风巷新建风门电话 1、西翼 6 煤第二回风巷新建风门电话 2，安设的电话要直通矿调度，且不得与其他电话串联。3） 、风井工区准备工作风井工区提前对主要通风机及供电系统进行全面检查，确保风机运转后将风机叶片角度调整至预定的+23，确保风机一台运转，一台备用。责任单位及责任人：风井工区刘长生。4） 、保运二队准备工作保运二队提前将备用风机叶片角度调整至-10，并对备用风机供电系统进行全面检查，确保备用风机能够正常运转。责任单位及责任人：保运二队张永青。5）监控中心准备工作风机开启前，监控二队负责在两区矿井主要进回风巷内安装风速传感器，随时关注风机开启后，巷道风速变化情况。责任单位及责任人：监控二队武金宝。6） 、准备工作验收系统调整前，由矿总工程师对以上所有工作进行检查验收，确保所有准备工作按期保质保量完成。对于检查的问题责任单位必须在系统调整前整改完毕并汇报矿调度做好记录。3 3、系统调整流程、系统调整流程1） 、两区风机调整前，由通风防突科提前一天在调度会进行通知，11系统调整当班，井下停止一切作业活动。2） 、两区风机调整前 1 小时，各局扇司机及电工按照通风部门的要求对掘进巷道局扇运转级数及台数进行调整，调整完毕后立即汇报调度二所，并在现场待命。3） 、风机调整半小时前, 井下 2 处风门关闭人员及参与井下通风系统调整人员与各小组组长必须到达现场，并及时汇报调度二所。表表 8 8 风门关闭人员分工表风门关闭人员分工表地点人员地点人员西翼 6 煤第一回风巷梁守伦（带 2 人）西翼 6 煤第二回风巷邓武继（带 2 人）4） 、上述 13 工作完成后，各小组负责人必须向矿调度汇报，矿调度做好记录。一切准备工作就绪后，总指挥下达风机调整命令，由调度二所通知北区风机房小组组长，停止北区 1#风机（-3）运转，开启北区 2#风机（-10） 。5） 、北区 2#风机开启稳定后，系统调整组组长立即通知负责 2 处风门关闭人员按要求关闭风门。6） 、当系统调整小组组长向调度二所汇报通风系统稳定后，总指挥下达开启西风井 2#风机的命令，由调度二所通知西风井风机房小组组长，开启西风井 2#风机，并逐步将风机叶片角度由 0调至+23。7） 、两区风机均开启稳定后，由系统调整小组组长安排人员对对矿井通风系统检查及风量测定，并将调查情况与结果及时汇报调度二所。12表表 9 9 两区风机运转时测点布置及测定人员安排表两区风机运转时测点布置及测定人员安排表六六 安全技术措施安全技术措施1、通风系统调整前，必须提前通知淮南矿业集团安全开采总院。2、通风系统调整前 1 小时，井下除掘进头面局扇、采掘面需定时泵水的水泵、监控及通信本质安全型电器设备除外，监控机房手控切断井下所有采掘工作面巷道及其回风系统内所有非本质安全型电气设备电源，编号测定人员测定地点1周 云西翼轨道大巷、西翼 6 煤胶带机巷、西翼 6 煤第一回风巷、西翼 6 煤第二回风巷2叶文涛副井南车场、5岔以南车场、北一采区南翼-380m-492m胶带机斜巷3高 云北一采区-492m 轨道石门、-492m 液压支架硐室、-492m 第二液压支架硐室4冯 军北一采区东翼-380m 皮带机巷、北一采区东翼-380m-430m皮带机巷5时 虎北一 1#回风石门、北一 2#回风石门、北一 3#回风石门、西二 1#回风石门、清理斜巷、风副联巷、轨回 1 联巷、充电房6谢忠领北一采区南翼 8 煤第一回风巷、北一采区南翼 9 煤回风巷、北一 86 煤回风联巷、17266 工作面7陈大伟北一采区北翼 8 煤第一回风巷、北一采区北翼 8 煤第二回风巷、北一采区东翼回风下山8甘 辉西二 11-2-8 煤回风反下山、北一至西二回风巷、西二 8 煤回风下山、1410(1)工作面9单祥龙西三-483m 回风大巷、-430m-483m 第一回风斜巷、1611(3)工作面13并由供电二队从采区变电所切断所有采掘头面的非本质安全型电气设备及电缆电源（局扇、水泵、监控及通信本质安全型电器设备除外） 。每处停电责任人切断负责范围内的开关后，立即汇报矿调度，矿调度做好记录。具体见表 10 张集矿北区、西风井通风系统调整期间采掘头面断电范围及人员分布表 3、通风系统调整前 1 小时，停止井下所有采掘活动，与调风无关人员撤至矿井主要进风大巷中，各施工单位跟班队长在确定本单位人员全部进入主要进风大巷后，立即汇报矿调度，矿调度做好记录。4、两区风机运转前，通风二队提前对通风设施进行检查，确保通风设施完好。两区风机运转后，通风二队加强通风设施的堵漏工作，减少设施漏风，提高风量利用率。5、两区风机运转时，井下所有重点岗位必须安设专人值班，局扇附近必须有专职局扇司机与电工在岗。6、通风系统调整前，对所有采空区密闭墙、高冒及其他有防火隐患地点进行排查7、两区风机运转前，根据井下实际情况对掘进巷道局扇运转级数及台数进行调控。具体见表表 11 两区风机运转前及运转时掘进工作面局扇运转情况。当两台风机运转正常，且矿井通风系统稳定后，方可将局扇调至原工作状态。8、两区风机运转前，抽采二队需将所有未封孔的抽采钻孔进行封孔合茬抽采。9、两区风机运转前，调度二所负责对北区及风井区井下所有电话进行全面巡检，确保各采掘头面及井下重要场所通讯畅通。10、两区风机启动时，井下停止所有作业。当系统稳定正常后，方14可恢复生产。11、两区风机运行期间，掘进工作面测气员随时检查局扇是否有循环风、微风现象，并及时将现场情况反馈给调度二所，若掘进头面局扇循环风，现场测气员立即通知局扇司机停止局扇运转，并由现场专职电工、局扇司机、风筒工、测气员等负责在掘进工作面回风第一汇合处向里 5m 处设置临时栅栏并揭示警标。若停风区瓦斯或二氧化碳浓度达到3.0%或其他有害气体浓度超过规程规定不能立即处理的，必须在 24小时内封闭完毕。12、两区风机运行期间，不得随意改变局扇级数或运转局扇台数，因特殊原因需要改变的，必须提出书面申请经审批后方可实施。13、两区风机开启正常后，测风人员立即对矿井总进、回风及工作面风量进行测定，并及时将测定结果反馈调度二所，然后由调度二所将风量情况及时反馈给现场指挥小组，以便指挥中心分析通风系统状况，通过分析及与网络模拟数据进行比较：若主要巷道的风量与模拟值误差较大，但矿井总风量达到模拟值风量，立即对矿井通风系统进行调查，并对通风系统进行优化，若仍未能达到预计效果，及时恢复原通风系统。两区风机开启正常后，若矿井总风量小于模拟风量，且误差较大，立即恢复原通风系统。14、两区风机开启正常后，通风二队立即安排人员对全风压通风巷道及所有局扇及其附近巷道进行巡查，发现微风巷道或局扇喝循环风现象的，立即汇报调度二所，并采取有效措施进行处理。15、监控机房随时关注矿井主要进回风巷风速传感器变化情况，有异常立即汇报调度二所，以便及时安排人员深入现场调查，确保系统稳15定可靠。16、主扇司机密切关注风机运行参数变化状况，时刻注意电机的电流和电压、风机的轴温变化，发现异常情况，立即汇报调度二所，必要时应紧急停机，开启备用通风机。17、风机切换过程中，若出现问题不能正常切换，立即执行停风应急预案。18、风机正常运转后，通风二队安设防火检查工对所有采空区封闭墙、回采工作面老塘、及其他有自然发火安全隐患的地点进行排查，发现异常，立即汇报调度二所，并及时采取有效措施消除隐患。19、两区风机运转后，且当通风系统稳定后，北区 1 号风机叶片角度方可调整至-10。20、两区风机运转期间，若任何一台风机因故停止运转时，井下必须停止一切生产作业。21、测气员、专职局扇司机、和电工必须在局扇、水泵处新鲜风流中待命，随时观察局扇附近风流变化情况，若出现循环风现象，立即停止局扇的运转。22、通风系统调整后，及时对 2012 年矿井灾害预防处理计划进行复审。23、通风系统调整后，及时联系科研单位对矿井通风阻力分布情况进行测定。24、两区风机运转通风期间，通风二队加强对井下各用风地点及巷道的巡检及风量测定，缩短巡检及测定周期，每周至少进行一次巡检及测定工作，并将结果报相关职能部门及相关领导。1625、每月风机进行切换前，保运二队与风井工区必须提前提出申请，有矿总工程师签字，并提前一天在调度会通知。风机切换时，井下不得生产，当风流稳定正常后，方可恢复生产。26、通风系统调整前，必须提前一圆班在调度会上进行通知。七七 附附图表图表1、表 3 2012 年 6 月张集矿北区采掘分布及风量情况2、表 10 张集矿北区、西风井通风系统调整期间采掘头面断电范围及人员分布表3、表 11 两区风机运转前及运转时掘进工作面局扇运转情况4、图 1 两区风机启动顺序5、图 2 通风系统调整施工设施位置图6、图 3 通风系统调整流程图7、张集矿（北区与西风井）风机运转通风时通风系统图