福建地方小煤礦開采的煤層普遍勘探程度低、地質構造復雜，大多是邊勘探、邊施工、邊生產，礦井生產存在點多面廣、戰線長，生產能力小，管理分散等狀況，礦井的通風管理滯后于生產，從而造成礦井通風困難。因此，要保證礦井通風系統技術可行，經濟合理，安全可靠，對礦井通風系統技術改造的工作就顯得尤為重要，這也是礦井通風管理工作的重要內容。本人根據永安煤業公司柯坑煤礦各采區聯合通風系統技術改造方案的實施，從中總結出低瓦斯小型煤礦的礦井通風系統實現聯合通風的經驗，為更好地加強小煤礦通風技術管理工作，提高礦井通風技術管理水平及礦井的抗災能力提供借鑒。

    一、礦井概況

    柯坑煤礦于58年建礦，1973～1976年間進行二次擴建，82年核定生產能力為21萬噸/年。該礦為平峒暗斜井開拓，分區式通風，開采上京井田+660m水平以上煤層，原有生產采區為一、二、三、五和后洋采區。通風系統聯合改造方案提出時，一、三、五采區已相繼采完報廢，主要生產采區為二采區、七采區、永豐采區和小北區+660m以上部分及零星的邊角塊段，七采區、永豐采區和小北區的設計生產能力分別為6萬噸/年、9萬噸/年和3萬噸/年，服務年限均為8年。

    該礦井瓦斯含量較低，歷年的瓦斯等級鑒定均為低瓦斯礦井，煤塵無爆炸性，煤層不易自燃。地溫正常，地溫梯度為每百米1.3℃～1.5℃。

    二、 通風系統聯合改造方案提出時的通風現狀及存在問題

    該礦井原有的一、二、三、五采區均有獨立的通風系統，每個采區均按《煤礦安全規程》要求安裝主要通風機，由于一、三、五采區已報廢，僅保持二采區+740m的主要通風機正常運行，為二采區和七采區的通風服務。風機型號為4-72-11№16B，轉數560轉/分，電機容量為40kW。永豐采區和小北區當時尚在基建期間，通風系統不完善，工作面以局部通風機通風。

    由于通風系統尚未完全形成，礦井通風存在的問題較多，主要問題有：①七采區靠二采區通風機通風，線路長(總回風巷長為1500m)，受自然風壓影響大，井巷、工作面風流方向和風量經常受季節變化而改變，造成井下通風混亂，礦井抗災能力差；②井下各用風點風量不足，如七采區的+620m39#S、40#和43#N三個回采面的設計風量均為3.15m3/s，而實際供風量分別為1.2m3/s、1.1m3/s和1.05m3/s，風量嚴重不足；③永豐采區和小北區以局部通風機解決各工作面的通風，通風系統和供風量均不能滿足要求，通風事故隱患大；④七采區+740m以上部分的采空區和小煤窯相通，漏風嚴重；⑤由于通風系統不完善，采掘工作面存在串聯通風，個別局部通風機有時還有循環風的現象。

    三、礦井通風系統改造方案的提出

    針對礦井通風系統存在的問題，經綜合調研分析認為進行永豐采區、七采區及小北區聯合通風系統改造是必要的，且切合實際。由于二采區+740m通風機對七采區的通風作用能力非常有限，不能滿足其安全生產需要，擬定在七采北石門設置風門，使二采區和七采區通風系統隔開，而在+745m排矸上山井口安設二臺風機(其中一臺使用，一臺備用)，使之為永豐采區、七采區及小北采區通風服務，這是本次系統優化方案的基礎思路。

    根據永豐采區上山具體位置不同，本系統優化改造提出以下兩個方案進行比較，見表1。

    由上表可知，這兩個方案由于永豐采區上山位置不同而導致通風線路長短、通風阻力、通風費、井巷工程量等方面的差異。

    四、方案的比較與選定

    (1)開拓巷道比較

    由表1可知，方案一雖然上山位置相對方案二更接近采區儲量中央，有利于開采，但井巷工程量、維護量等均比方案二大，方案二的投資總額比方案一節省30.57萬元，故方案二占優勢。詳見表2

    (2)通風比較

    該礦井的通風系統后期的情況與前期相仿，所以本次比較僅以通風前期為例說明問題。

    1)技術上比較

    根據兩個方案各通風參數計算結果列表(表3)如下：

    可見，方案二與方案一相比有以下優點：①總進風量大，有利于生產；②風機功率小，通風電耗較��；③礦井通風等積孔大，通風更容易；④設置的風窗較少，節省人力、物力、財力。

    2)經濟上比較

    根據計算結果，將方案一和方案二各自所需費用列表(表4)如下：

    基于以上分析，在綜合考慮技術、經濟、安全等方面的基礎上，經方案比較得出，方案二優于方案一。所以，決定采用方案二作為本次通風系統改造的具體實施方案。

    五、方案實施

    (1)在七采區+660m北石門內設置二道調節風門，以控制七采區和二采區的通風系統。

    (2)+745m排矸上山井口安裝BKY60-№10型軸流式通風機二臺(其中一臺使用，一臺備用)，風機電機功率為22kW。

    風機具體的運行參數要根據不同時期的通風需要而做相應的調節。

    (3)根據各時期通風需要安設調節風窗，并根據網絡解算結果，確定風窗斷面。

    六、 聯合通風系統改造方案實施的技術管理

    該礦井改造后的通風系統為多峒口、多采區通風的單風機運行的聯合通風系統，通風網絡復雜，從通風網絡解算結果來看，需要在系統內設置10～12組調節風窗，以控制網絡穩定，實現合理分配風量，

    保證各用風地點的風量滿足要求。雖然系統內的調節風窗設置較多，但礦井的通風等積孔可達2.21m2，通風容易，說明選擇調節風窗控制風量分配的方法是可行的。

    如何有效管理好這些調節風窗，保證通風系統的穩定、可靠，這是系統改造成功與否的關鍵。針對這一問題，我們在方案實施過程主要采取以下措施：①風窗位置的確定。風窗是根據網絡解算后確定各支路是否需要而設置的，網絡中需設置風窗的支路結合現場實際，把風窗盡可能設置在回風巷內。實際已實施的風窗均設在回風巷內，這樣就避免了頻繁的行車、行人對風量分配的影響；②微機應用于網絡穩定的管理。在系統改造方案實施過程中或日常通風管理中，發現通風網絡中風路的風阻、風量、風機工況的參數及網絡支路等發生變化時，即可把變化了的這些通風參數輸入通風網絡解算程序，對網絡重新解算，從而重新確定各風窗的位置及斷面面積等，這一方法能有效地提高風窗控制風量的效果和網絡穩定的可靠性，特別適用于復雜通風網絡的風量合理分配和網絡穩定的管理；③制定嚴格的風門、風窗管理辦法，并加強現場的管理和監督，促使風門風窗的正常使用，實現通風系統風量的合理分配，滿足礦井通風要求。

    七、聯合通風系統改造方案實施的效果

    礦井聯合通風系統改造方案實施后，有以下明顯的安全效益和經濟效益：①解決了永豐采區和小北區的通風以局部通風機代替主要通風機，實現了七采區的風流穩定，保證了井下各用風點的供風量達到要求，解決了局部通風機因通風系統不穩定或供風量不足而造成的循環風等問題，保障了生產安全；②采區聯合通風后，減少了永豐采區和小北區以局部通風機代替主通風機的2臺11kW風機，節能效果顯著；③礦井有效風量率大大提高；④礦井通風系統穩定，抗災能力增強；⑤聯合通風的通風費用省，且有利于集中管理。

    八、幾點體會

    1、解決地方小煤礦通風問題的根本措施是礦井的開拓布局或礦井的采區設計要為有效進行通風技術管理創造條件。

    2、對地方小煤礦因礦井設計或礦井的開拓布局的局限性及客觀因素的影響，導致礦井通風系統技術管理滯后，影響生產安全時，在條件允許的情況下采取聯合通風系統改造是可行的。

    3、聯合通風系統有效管理的關鍵是對調節風窗的管理，要使調節風窗有效控制風量分配，采取微機管理技術是最佳的選擇。

    4、應根據礦井設計生產能力、瓦斯涌出量、煤層賦存條件、井田面積等因素，提出多個技術上可行的方案，通過優化或技術經濟比較后確定礦井通風系統。

    5、礦井通風系統應具有較強的抗災能力，當井下一旦發生火災等災害性事故后所選擇的通風系統能將控制在最小范圍，并能迅速恢復正常生產。