曹村煤矿原设计能力45万吨/年，1989年矿井改扩建后生产能力90万吨/年。矿井现生产采区为二采区和十采区两个采区，二采区开采下组10#、11#煤层，设计生产能力40万吨/年，十采区开采2#煤层，设计生产能力60万吨/年。
目前，十采区开采接近井田东部边界，矿井为延长2#煤的服务年限，需要将十采区下山向前延伸，跨跃东部 高速公路保安煤柱1000米，开采高速公路东部2#煤层煤量。
一、通风系统改造前现状及存在问题
1、通风系统现状
矿井通风方式为混合式，采用轴流式主扇抽出式通风方法，有主、副斜井、平峒三个进风井，阴底和尚家沟两个回风井，阴底风井主要服务于二采区，尚家沟风井主要服务于十采区，矿井总进风量6034m3/min，总回风量6239m3/min，有效风量5525m3/min，有效风量率86.41%。
阴底风井主、备扇均为2K60-4ANO18，电机功率250KW，风叶角度为300，主扇排风量3234m3/min，负压1577Pa，主扇能力能满足安全生产需要。
尚家沟风井主扇为2K60-1ANO18,，电机功率310KW,风叶角度为350，备扇为2K58-ANO18,电机功率215KW,风叶角度为350,运行主扇排风量3160m3/min，负压2548Pa，主扇能力不能满足近期及长期安全生产需要。
2、通风系统存在主要问题
(1)十采区开采接近井田东部边界，通风流程11800米，临近尚家沟主扇原设计通风能力范围，随着十采区下山向前延伸，跨跃东部 高速公路保安煤柱开采高速公路东部煤量，这将使通风流程加长6700米，总流程将达到19900米左右，势必造成主扇能力不足，从而影响到矿井安全生产；
(2)十采区主要通风巷道均按原30万吨/年设计，巷道断面小，风速超限，03年9月份经华北科技学院测定系统阻力达到2755.9Pa，矿井通风难易程度属中等偏难；
(3)尚家沟风井主备扇能力不匹备，主扇老化、地基基础下沉严重，造成主扇事故多,检修工作量大；
(4)随着十采区不断的向下延伸，地温将会有所增高，瓦斯涌出量随时可能发生变化，给通风安全管理造成很大困难。
二、通风系统改造方案
鉴于通风系统现状存在的诸多问题及长期生产发展要求，依照煤矿安全管理规定，根据集团公司要求，，必须对矿井通风系统进行改造，从而确保安全生产，以满足矿井持续发展的要求。集团公司总工程师杨新华携同有关处室先后多次深入曹村矿井上、下进行现场办公，本着经济技术可行的思路，最初提出三套方案，经过论证最后确定如下方案：
矿井通风系统改造,以十采区为主二采区为辅。对十采区通风系统，在尚家沟施工一立井作为回风井，将原回风井改为进风井，525水平施工一条总回风巷，并进一步优化网络，更换尚家沟主扇两台。对二采区通风系统，施工550通风立眼，巷修550进风大巷，调整500大巷进风量，基本实现二采区主进风为600平峒。通过对现有通风系统进行彻底改造，以满足矿井持续发展的要求。
三、通风系统改造方案实施步骤
系统改造方案分两步完成。第一步：到2004年底尚家沟先安装主扇一台，并配套完成十采区进风巷、十采区回风巷巷道刷扩，十采区回风补巷施工，来增大断面，尽可能地减少系统阻力；在二采区皮带巷与其上方原550水平进风大巷之间施工一条进风立眼，解决更换尚家沟主扇后，500水平进风大巷1500米至1900米段，由于风量增加风速超限问题更换。第二步：到2006年10月完成尚家沟回风立井，总回风巷，移主扇一台，再更换一台同等能力的主扇。主要工程具体情况见下表：
矿井通风系统改造主要工程安排表
|
|
项 目 |
工程量 （m） |
工作量 （万元） |
主要技术指标 |
完成时间 |
备 注 |
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改造前 |
改造后 |
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1 |
十采区进风巷刷扩 |
1000 |
500 |
断面9m2 |
断面14m2 |
04.9 |
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|
2 |
十采区回风巷刷扩 |
220 |
88 |
断面9m2 |
断面14m2 |
04.10 |
|
|
3 |
十采区回风补巷巷掘 |
706 |
282.4 |
|
断面9m2 |
04.12 |
|
|
4 |
十采区回风补巷巷修 |
580 |
232 |
|
断面9m2 |
04.12 |
|
|
5 |
二采区进风立眼 |
38 |
45 |
|
断面13m2 |
04.12 |
|
|
6 |
尚家沟更换主扇 |
1台 |
180.8 |
2K58ANO18 |
D65-8-BＮＯ26 |
04.12 |
|
|
7 |
尚家沟回风立井 |
139 |
278 |
|
19.63m2 |
05.9 |
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8 |
十采区总回风巷 |
1000 |
700 |
|
16.07m2 |
06.3 |
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|
9 |
原550进风巷巷修 |
500 |
125 |
|
12.5m2 |
05.8 |
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10 |
尚家沟移主扇 |
1台 |
30 |
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D65-8-BＮＯ26 |
06.8 |
|
|
11 |
尚家沟安主扇 |
1台 |
180.8 |
|
D65-8-BＮＯ26 |
06.6 |
|
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四、通风系统改造十采区风量分配
1、前期：生产格局为一个综采工作面、一个备用工作面、六个掘进 工作面、六个峒室。
各用风点风量为
综采工作面：800m3/min
备用工作面400m3/min
六个掘进工作面6×400=2400m3/min
六个峒室100×5+150=650m3/min
矿井总风量共计为：
Q需=（∑Q采+∑Q掘+∑Q峒+∑Q其它）×K通
=（1200+2400+650）×1.25=5313m3/min=88.6m3/S
2、中期：生产格局为一个综采工作面、一个备用工作面、六个掘进工作面、八个峒室。
各用风地点风量为：综采工作面800m3/min；备用工作面400m3/min；六个掘进工作面6×400=2400m3/min；八个峒室100×7+150=850m3/min
矿井风量为:
Q需=(∑Q采+∑Q掘+∑Q峒室+∑Q其它)×K通
=(1200+2400+850)×1.25=5563m3/min=92.7m3/s
3、后期：生产格局为一个综采工作 面、一个备用工作面、六个掘进工作面、十二个峒室。
各用风地点风量为：
综采工作面800m3/min
备用工作面400m3/min
六个掘进 工作面6×400=2400m3/min
十二个峒室100×11+150=1250m3/min
矿井 风量为：
Q需=(∑Q采+∑Q掘+∑Q峒室+∑Q其它)×K通
=（1200+2400+1250）×1.25=6063m3/min=101m3/s
五、十采区前、中、后期系统负压和尚家沟主扇选型
1、通风系统负压
方案前、中、后期通风流程和负压计算结果如下：初285.86mmH2O
H中415.43mmH2O,H后506.82mmH2O
2、风机选型
根据各种技术数据，集团公司和矿上有关技术人员同南阳防爆集团公司技术人员反复论证，最后选定与矿井系统相配套的主扇，型号为BDK65-8-ＮＯ.26型，为ＢＤＫ系列高效节能矿用防爆对旋式主通风机，该主扇主要技术参数：电动机功率400KW、风机最高静压效率85%、额定风量60--160 m3/s、额定电压6000V、额定负压500--5200Pa、额定转速740r/min、 叶轮轮毂有五个角度可调整风量、电机定子温度不超过120度、滚动轴承正常工作温度不大于７０度。
该主扇主要 特点：效率高、温度低、振动小、噪声低、轴承温度低、过载能力强等。
六、技术经济分析
1、初期投资
投资估算总费用934万元
其中：矿建784万元（立井井筒234万元，井筒梯子间40万元，风道和安全出口7.5万元,总回风巷350万元,进风补巷72.5万元,风井施工巷80万元）
机电安装140万元
土建10万元
2、主扇运行费用
119.4万元/年。
六、方案优缺点
1、优点
（1）无需解决征地、电源、修路等问题；
（2）施工工艺简单法；
（3）安全系数高；
（4）投入少，工期短；
（5）整个改造期间矿井能正常生产；
（6）由于主要改造井巷工程均为煤巷，预计整个改造工程全部完工后，可为矿井增加2#原煤产量6万吨，直接经济效益2400万元 。
2、缺点
1）由于十采区后期生产通风流程太长，风量不能维持现有60万吨/年需要，可采取降低生产规模来保证安全生产；
2）立井井筒需装配梯子间；
七、系统改造方案结论
曹村矿扩区勘探工作正在进行，但至今仅施工两个钻孔，其中4#孔96.3米,预计1300米见煤,扩区地质及水文条件资料不详,本方案仅解决扩区约三分之一面积的通风问题,扩区另三分之二煤层处于欠风水平,煤层赋存条件,地质储量等数据尚在调查阶段,可能属地压大、高瓦斯区域。鉴于以上情况,经过彻底的系统改造后,可满足矿井2#煤延伸开采需要。
