云岗矿408主扇停运及通风系统调整

张凯云 王振峰 杨耀霞  翁旭泽 杨德志

一、立项原因

408主扇服务区域仅为12^#层406盘区，该盘区只有8637工作面（406盘区回采煤柱工作面），已无运行价值；且8637工作面开采140m后将进入408风井保护煤柱，一旦继续回采造成风井塌陷存在安全隐患，因此开采至100m时，必须将408主扇停运，进行通风系统调整，利用402主扇为8637工作面及406盘区供风。

二、成果内容及创新点

1、408主扇供风区域概况

408主扇主要为12^#层406盘区供风，盘区剩最后1个生产工作面（8637）、408、410煤眼绕道、408瓦斯抽放泵站及410^-1变电所等硐室配风，盘区风量5913m³/min。408风井底位于8637工作面回采范围内，8637工作面开采140m后将进入408风井保护煤柱，因此开采至100m时，必须将408主扇停运，将408风井封闭。408风井与8637工作面平面图和剖面图如图一。

2、408主扇供风区域通风系统

新鲜风流：

副井、材料斜井、主皮带斜井、南翼进风井→1030大巷→五暗斜井→12^#层408皮、轨、2637^-1→8637工作面；

副井、材料斜井、主皮带斜井→980皮带、406^-2皮、轨→12^#层408皮、轨、2637^-1→8637工作面；

回风风流：

12^#层8637工作面→5637巷（508回）、508辅回→12^#层408风井底→408风井→地面；

3、408主扇停运的必要性

1）408主扇停运前，矿井总进、回风量分别为23251m³/min和23392m³/min。而云岗矿采掘工作主要集中在404主扇供风区域的3^#、12^#、12^-2#层404盘区，矿井总计划风量14305m³/min，矿井富余风量近9000m³/min，通风经济性差；同时12^#层406、410^-4盘区都仅剩最后一个综采工作面，已无运行两台主扇的必要。

2）408主扇服务区域仅为12#层406盘区，该盘区只有8637工作面（406盘区回采煤柱工作面），已无采掘价值。且8637工作面开采140m后进入408风井保护煤柱，一旦继续回采造成风井塌陷存在安全隐患，因此开采至100m时，必须将408主扇停运，进行通风系统调整，利用402主扇为8637工作面及406

盘区供风。

图一  408风井与8637工作面平面图和剖面图

4、408主扇停运的可行性分析

全矿正常情况下，各进回风井及主扇运行情况如下表所示：

表1 进回风井情况表  单位：m³/min

表2 主扇运行参数表

2019年11月，本矿利用全矿性反风演练期间，对408主扇停运可行性进行实验，并对实验数据进行测定、收集及分析。

试验期间，408主扇停运后，408风井成为进风井，风量510m³/min，全矿通风系统由八进三回变为九进二回，由402、404两台主扇联合运转为矿井通风，对比408主扇停运前和停运期间两个时期的进风量以及主扇排风量可得到以下结果：

矿井总进风量由23251m³/min降至17713m³/min；总回风量由23392m³/min降至17717m³/min。总进风量减小5538m³/min，其中副井减小5552m³/min，主皮斜井减小1608m³/min，材料斜井增大1194m³/min，311材料斜井和311风井增风406m³/min。矿井计划风量14305m³/min，富余风量约3412m³/min。由试验数据可知，虽然矿井总进回风量减小，仍然比计划风量结余3100m³/min以上。具备停运主扇的条件。

5、408主扇停运方案

第一步：完成12^-2#层410^-4盘区的回收撤退以及封闭工程。

如果12^-2#层410^-4盘区封闭前停运408主扇，利用402主扇为406盘区供风，风量不足，因此需要先完成12^-2#层410^-4盘区封闭工程，封闭后402主扇暂时结余下的近2800 m³/min风量先在402主扇供风区域内自然分配。

第二步：依次启封12^#层510^-1回尾、510回、510辅回、508北回尾四段封闭巷道（具体通风设施位置参照后附示意图）。启封目的为连通406盘区与410盘区，停运408主扇后可以利用402主扇为406盘区供风。

图二  12#层510-1回、510回等通风设施位置示意图

12^-2#层410^-4盘区撤退完--408主扇停运前，依次完成12^#层510回、510辅回、508北回末端启封工程。在启封B6、B8密闭段时，对12^#层新508辅回进行封闭，隔绝402、408主扇回风系统，避免主扇对拉风现象出现。具体各段启封及风量调控方案如下：

1）、启封B1-B2过程中，首先调整12^#层510^-1回总控调节（T1）与12^-2#层410^-1皮绕调节（T2）断面一致，风量306m³/min，然后打开510^-1回风侧B1密闭30*30cm口子，再打开410轨尾B2密闭30*30cm口子，逐步放大T1调节断面至500m³/min，观察B1密闭墙前气体浓度，检查CH₄浓度低于1%、CO₂浓度低于1.5%、O₂浓度大于19%后，逐步扩大B1、B2密闭墙口，直至B2全断面、B1打开1m*2m口子，T1调节控风至1000m³/min，通风区在510辅回交510^-1回巷口以北3m处备料，准备施工永久密闭一座（M1留口）。

2）、启封B3过程中，先将B3密闭打开30*30cm口子，再将B4密闭前风桥（F1）打开20*50cm，然后观察B3密闭墙前气体浓度，当检查CH₄浓度低于1%、CO₂浓度低于1.5%、O₂浓度大于19%后，逐步扩大B3密闭墙口，直至全断面。

3）启封B4、B5过程中，先将B4密闭打开30*30cm口子，再将B5密闭打开30*30cm口子，然后封闭F1风桥口，B2、M1密闭，观察B4密闭墙前气体浓度，当检查CH₄浓度低于1%、CO₂浓度低于1.5%、O₂浓度大于19%后，逐步扩大B4、B5密闭墙口，直至全断面。恢复410二电所调节（T3），并在410^-1轨暗斜井上部车场施工两道控风门（T4），为下一步启封调整系统做准备。

4）启封B6、B8过程中，先将B6密闭打开30*30cm口子；对新508辅回A11、A12、A15、A2段进行封闭，隔离402、408主扇供风区域，避免出现主扇对拉风情况出现；再将B8密闭打开30*30cm口子，观察B6密闭墙前气体浓度，当检查CH₄浓度低于1%、CO₂浓度低于1.5%、O₂浓度大于19%后，逐步扩大B6、B8密闭墙口，直至全断面。

5）提前在410一电所口稳设两台2*15KW对旋风机，延接风筒至B9墙前。开启风机后，启封B9墙打开1.5*2.0m口子，采用延接风筒逐段排放的方式直至B7墙前。

6）启封B7墙打开30*30cm口子，排放510辅回B6-B7段气体。观察B7密闭墙前气体浓度，当检查CH₄浓度低于1%、CO₂浓度低于1.5%、O₂浓度大于19%后，逐步扩大B7密闭墙口，直至全断面。

7）对410盘区通风系统进行调整。调整410^-1轨控风门T4过风不大于1000m³/min，拆除510^-1回总控调节T1，将510^-4总控调节T5风量控制在3000m³/min左右，之后对410盘区各绕道调节进行调整，控制410^-1皮绕调节T2过风300m³/min、410二电所调节T3过风150m³/min、51003绕道调节T6过风800m³/min、21001绕道调节T7过风800m³/min、410一电所调节T8过风550m³/min。为将12^#层8637工作面通风系统并入402主扇供风区域做好准备。

8）继续利用410一电所风机重新延接风筒至B10墙前，开启风机后，启封B10墙打开1.5*2.0m口子，采用延接风筒逐段排放的方式直至B11墙前。同样继续启封B11墙排放瓦斯至B12墙。整个启封排瓦斯工作完成，保留B12密闭墙，作为402、408主扇供风区域隔断。

      第三步：停运408主扇及通风系统调整

主扇停运当班，8637工作面停止生产，406盘区、410盘区断电撤人。由通风区负责通风系统调整工作。

1）、首先停运408主扇，打开防爆门、行人小风门，将408风井暂时变为进风井通过收缩风硐以下密闭的留口断面，控制其进风量不大于500m³/min；同时开始施工风井底密闭，要求在8637工作面开采至140m前完成井筒封闭并充填20m以上粉煤灰工程、密闭墙前超高三角段假顶施工并用罗克休充填工作。

2）、通过缩小南翼进风井口调节断面的方法，控制其进风量不大于500m³/min，逐步全断面启封508北回尾（煤眼绕道以北）密闭墙B12，将8637工作面带入402主扇供风区域；

3）、通过缩小调节过风断面的方法降低51003（T6）、21001（T7）、410一电所调节（T8）风量至150m³/min，重新调整410、408煤眼共用绕道调节（T9）风量至500m³/min，确保8637工作面风量不低于1000m³/min，其余用风地点风量满足需要。

4）、系统调整结束后，等待30分钟，通风区负责对全矿井进行风量测定，确定无无风、微风区域。

408主扇停运前、后及停运试验期间1030大巷各段风量及风向如图所示：

三、应用情况及经济社会效益

1、408主扇停运后，全矿通风系统由“八进三回”变为“八进二回”，由402、404两台主扇联合运转为矿井通风，408主扇停运后矿井总进风量由23059m³/min降至16241m³/min，降风6818m³/min；总回风量由23746m³/min降至16533m³/min，降风7213m³/min。同时由于总进风风量降低，风阻减小，402、404主扇风量基本不变，但负压各下降100pa左右，达到了超预期的效果。

2、通过对南翼进风井上、下部调节控风；主皮带斜井绕道和清洒斜井下部调节控风；510^-4回风总控调节控风；410、406、410^-1盘区12个硐室配风点调节的控风，保证了8637工作面以及1030大巷整体风量符合规程要求，其它地点也没有微风、无风区域，实现矿井采掘接替的安全过渡。

3、408主扇停运后，全矿井仅剩两台主扇供风，通风系统得到了简化，更加方便管理的同时，还进一步降低了矿井能耗和成本投入。408主扇房和风机停运后，能够降低矿井能耗372.3万KW/a，减少主扇运营费用409.53万元/a，同时还降低了主扇房冬季供暖、南翼进风井供热量、看主扇人工等工作量，产生极为可观的经济效益。

四、总体性能指标与国内外、集团公司内其他单位技术的比较

由于我矿目前储量少，需精采、残采，且盘区大范围收缩，部分回采工作面为回采煤柱工作面，运行主扇逐渐减少，不可避免的面临主扇停运和风井封闭。此次408主扇停运及系统调整工程一方面408风井底位于工作面回采区域，停运及封闭与一般主扇停运差异较大；另一方面利用全矿性反风演练期间进行408主扇停运试验，为正式停运提供了宝贵数据支撑。这两方面均可为我矿及其他矿井停运主扇提供参考性指导。

五、推广应用前景

    针对停运主扇风井位于回采工作面区域和跨盘区调整通风系统的极复杂通风系统调整，通过与实际情况相似度极高的试验进行预测，可以达到提前预测系统改变情况，提前发现无风微风区域，从而指导现场实施，可操作性强，指导意义大，有极大的推广前景。

经济社会效益证明

项目名称（云岗矿408主扇停运及通风系统调整）

（一）、社会效益

1、408主扇停运后，全矿通风系统由“八进三回”变为“八进二回”，由402、404两台主扇联合运转为矿井通风，408主扇停运后矿井总进风量由23059m³/min降至16241m³/min，降风6818m³/min；总回风量由23746m³/min降至16533m³/min，降风7213m³/min。同时由于总进风风量降低，风阻减小，402、404主扇风量基本不变，但负压各下降100pa左右，达到了超预期的效果。

2、通过对南翼进风井上、下部调节控风；主皮带斜井绕道和清洒斜井下部调节控风；510^-4回风总控调节控风；410、406、410^-1盘区12个硐室配风点调节的控风，保证了8637工作面以及1030大巷整体风量符合规程要求，其它地点也没有微风、无风区域，实现矿井采掘接替的安全过渡。

（二）、经济效益

1、408主扇停运后，全矿井仅剩两台主扇供风，通风系统得到了简化，更加方便管理的同时，还进一步降低了矿井能耗和成本投入。408主扇房和风机停运后，能够降低矿井能耗372.3万KW/a，减少主扇运营费用409.53万元/a，同时还降低了主扇房冬季供暖、南翼进风井供热量、看主扇人工等工作量，产生极为可观的经济效益。

作者：晋能控股煤业集团云岗矿 张凯云