[01795526]大型矿井深部开采超长距离通风安全保障技术

本项研究属煤矿安全生产技术领域。国家历来高度重视煤矿安全工作，“先抽后采、监测监控、以风定产”十二字方针和“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”十六字工作体系均体现通风是煤矿安全生产的基础。兖州煤业股份有限公司济宁二号煤矿是一座年设计生产能力为400万吨的大型现代化煤矿，井田面积90km<'2>，矿井通风方式为中央并列式，主井、副井进风，中央风井回风，随着开采深度的增加和开采规模的扩大，矿井风量分配受井巷风阻和风机能力的制约愈加明显，按需供风非常困难。因北翼采区受地面村庄压煤的影响，矿井生产主要集中在南翼采区；而南翼采区通风距离远，二水平九、十一采区最远通风距离达16000m，十三、十五采最远通风距离达24000m。课题针对济宁二号煤矿不均衡生产超长距离通风困难问题，采用全矿井通风现状调查、通风网络技术模拟、井下工业性试验等综合研究方法，找出了制约矿井通风系统供风的关键影响因素，研究了地面主要通风机和井下辅助通风机联合匹配运行优化技术和方法，提出并实施了降阻增风、更换主通风机电机提高地面主要通风机供风能力、井下增设辅助通风机以及主通风机与井下辅助通风机匹配运行等技术，保证了矿井不同生产时期的通风需求，实现矿井安全高效生产。主要研究成果如下：1) 开展了矿井通风系统调整模拟与优化研究，指导现场实施了井下通风系统调整，更换矿井主通风机电机提高矿井主通风机供风能力，增加多条并联通风巷道，实现了南翼边远采区九采、十一采区的供风量由2981m<'3>/min增加到8482m<'3>/min，满足了需风量(6000m<'3>/min)要求。2) 提出了单一回风井大型矿井超长距离“两进两回”的通风模式，实现矿井通风系统稳定可靠。3) 研究了地面主通风机和井下辅助通风机联合匹配运行优化技术和方法，提出并实施了井下安设国内外直径最大(2.6m)的辅助通风机，创新提出了井下辅助通风机单极运行的经济方式，实现了矿井地面主通风机与井下辅助通风机合理匹配安全经济运行。4) 提出了井下辅助风机硐室的优化布置，实现了井下辅助通风机正常运行和紧急状态下通风硐室通风系统的自动控制，增加了系统的安全稳定性。本课题研究成果对保证通风系统稳定与安全，实现矿井安全高效高产具有重大意义。整体技术达到国际先进水平。目前已在《煤炭科学技术》、《矿业安全与环保》发表学术论文2篇。课题研究解决了兖州煤业股份有限公司济宁二号煤矿不均衡生产超长距离通风困难，实现2005~2012年连续安全高效生产，创造产值941610万元，新增利润281410万元，税收36583万元。研究成果在山东、安徽、贵州、新疆等矿区成功应用，社会经济安全效益显著，为国内外类似条件下大型矿井通风提供了一种高效模式。研究成果具有较好的普遍性和适用性，随着矿井开采深度逐步增加，研究成果需求量将越来越大，并可以推向国际市场，应用前景广阔。