1 问题的提出
田陈煤矿是枣庄矿业集团公司下属的一座现代化大型矿井，设计生产能力120万t/a，现在实际生产能力为150万t/a左右。矿井现采用中央并列式通风、通风方式为抽出式。由位于井田工业广场的主、副井进风，中央风井回风。田陈煤矿随着开采的逐步深入，矿井向北翼采区，尤其是北七采区的开拓延伸，通风距离不断加长。同时，生产过分向北翼采区的集中，导致北翼采区用风量过大，改造通风系统将使通风阻力增高。矿井通风系统阻力过大，不仅消耗过高的风机的能耗，而且造成矿井漏风量增大。降低了矿井的有效风量，不利于通风系统的稳定性与可靠性。为减轻现有主要通风机井下通风阻力，决定开掘北区回风井，待北七采区投产后，采用主、副井进风，中央风井和北风井回风的通风方案。
2 通风系统的测定与分析
矿井通风阻力淀定是矿井通风管理技术工作的重要内容。通过阻力测定不仅可以了解矿井通风系统的阻力分布状况、功率消耗情况，实现矿井通风的科学管理，而且为矿井通风系统调整、设计，以及实施各项安全技术措施提供可靠的技术依据。采用基点气压计法对全矿井进行了通风系统阻力测定，主要测定路线为南二、北三和北五。
田陈煤矿目前由主、副井进风，回风则主要由中央风井完成；矿井当前主要生产采区为北五、北三、南二采区。由于北部采区是矿井今后开拓开采的重点区域，因此根据矿井生发展的需要，结合下一步通风系统优化研究工作的需要，侧重对北五采区的最大通风阻力路线分布进行了分析，见表1。
表1 田陈煤矿518工作面通风路线阻力分布表
类 别
进风段
用风段
回风段
总计
通风阻力/Pa
587.61
119.58
1 590.88
2 298.07
所占比例/％
25.57
5.20
69.23
100
由表1可见，进风、用风和回风段的各自通风阻力的比例分布不合理。回风段阻力占最大阻力路线的69.23％，明显过高，不仅增大了通风机的电耗，还表明通风系统的老化与失调。而且，随着矿井向深部区域的延伸，通风阻力必将继续增加，因此，必须结合通风系统的改造工作，采取合理、有效的措施，降低矿井的通风阻力。
3 通风系统方案的优化分析
针对田陈煤矿的实际情况，初步拟定了4个通风系统优化方案，即方案Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。各方案简要描述见表2。
表2 各方案通风机型号表
方案号
方案描述
通风机型号
中央风井
北风井
Ⅰ
-370m水平＋单风机
2K60-4No.28
<?namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" ?>
Ⅱ
-370m水平＋双风机
2K60-4No.28
BDK60-8No.24
Ⅲ
-547m水平＋单风机
2K60-4No.28
Ⅳ
-547m水平＋双风机
2K60-4No.28
BDK60-8No.24
矿井通风网络解算采用最新研制的基于windows的矿井通风网络解算程序Mine进行解算，其结果如表3所示。
表3 通风系统优化方案的计算机解算结果
方案号
名 称
风机参数
通 风 机 工 况
风量/(m3/min)
风压/Pa
效率/%
辅功率/kW
Ⅰ
中央风井
θ＝39°n=600r/min
9 076
2 920
84.6
