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1 概述
山西潞安集团左权五里堠煤业有限公司井下布设一个主风井、一个副风井，采用压入式通风方式，在主风井内安装 2 台 FBCDZ-6-NO22 型主扇风机，风机功率为 220 kW。主扇采用的是通风机—立式主风门—检修风门通风系统结构。在矿井进、回风主大巷安装风门，风门采用人工开启的方式，在回风绕道安装通风调节风门。井下掘进工作面安装局部通风机进行供风，综采工作面采用 U形自然风压通风方式。受矿井通风设计、通风安全管理的影响，五里堠煤矿 2019 年共计发生 3 次通风安全事故，矿井被迫停产5 d，煤矿经济损失达 5.7×105 元，严重影响了煤矿的生产安全。
2 通风系统主要存在的问题
2.1 主扇倒机停风
由于原矿井主扇系统不具备联锁保护功能，一旦副风道内通风设施出现故障，在进行主扇倒机时，主风道内风机停止运转后副风道风机不能立即启动，导致矿井内出现短暂停风现象[2]，采掘工作面很容易出现瓦斯积聚现象。
2.2 风门自动闭锁效果差
五里堠煤矿井下风门全部采用木质结构，且全部采用人工开启的方式，相邻两道风门不能有效实现闭锁，在煤矿生产过程中需安排专人开启风门，不仅劳动强度大，而且经常出现两道风门同时打开的情况，导致矿井风量紊乱。
2.3 掘进巷道风量不足
五里堠煤矿掘进工作面主要由局部通风机供风，在巷道前 200 m 范围内通风基本稳定，随着巷道开拓延伸，风筒漏风系数和风阻增大，而传统的局部通风机不具备风量自检和自动调控作用，导致工作面风量不足，不利于巷道粉尘和有害气体排出[3]。
2.4 综采工作面漏风量大
五里堠煤矿综采工作面采用 U 形通风方式，工作面设计通风量为 2 724 m3 /min。但是，在工作面回采过程中，由于管理不当，导致工作面采空区漏风量达240 m3 /min，不仅减少了工作面的新鲜风量，而且漏风使得采空区瓦斯被带出，导致上隅角瓦斯积聚，回风巷瓦斯超限等。
3 优化改进措施
为了保证煤矿通风安全，五里堠煤矿通风队经过技术研究，采取了合理、有效的优化改进措施。
3.1 优化主扇倒机系统
为了实现矿井主扇倒机不停风，通风队对矿井原主扇系统进行优化，安装了一套倒机联锁不停风系统。该系统主要由主、副风机，立式主风门，检修风门和联锁控制器等组成。正常通风时，主风道立式主风门和检修风门处于开启状态，副风道立式主风门、检修风门处于关闭状态。当主扇倒机时，先打开副风道立式主风门和副风机;当副风机运行正常时，依次关闭主立式风门、检修风门和主风机，最后打开副检修风门，从而实现主扇倒机不停风。
3.2 安装联锁气动式风门
为了解决传统风门联锁作用差、自动化水平低、劳动强度大等技术难题[4]，决定在井下安装联锁气动式风门。该风门主要由激光控制器、气动伸缩腿、PLC 控制器、风门、联锁开关等部分组成，如图 2 所示。正常情况下，两道联锁风门处于关闭状态，当车辆通过时，激光器感应车辆后及时将信号传递至 PLC控制器，PLC 控制器接收信息后控制联锁开关打开__道风门，同时闭锁第二道风门。当车辆通过__道风门后，风门及时关闭，解除第二道风门闭锁动作并打开，车辆通过第二道风门后自动关闭;人员行走时可从风门上的人行通道通过。联锁气动式风门实用性强，达到了风门无人开启的目的，大大提高了风门自动化水平，保证了通风稳定性，降低了风门故障率。
3.3 安装风量监测调节装置
为了保证掘进巷道通风稳定，通风队在掘进巷道局部通风机上安装了一套风量监测调节装置。该装置主要由 PLC 控制器、风量监测器、变频器和联锁开关等部分组成。风量监测器安装在工作面风筒出风口处，主要用于工作面风量和风速的监测;变频器安装在主副局部通风机之间，调节主副风机频速。随着巷道的延伸，当巷道内漏风量加大时，风量监测器及时将风量和风速检测数据上传至 PLC 控制器，控制器接收信号后及时对变频器下发动作指令，通过变频作用使风机频速增加或开启二级模式，从而增加工作面供风量，保证巷道供风稳定[5]。
3.4 安装风障及导风槽
为了防止工作面通风时采空区漏风量增大，防止上隅角瓦斯积聚现象，保证工作面通风稳定，决定在工作面机头处安装 Z 形风障，在上隅角处安装 L 形导风槽。Z 形风障主要安装在机头端头支架与运输顺槽之间，长度为 10 m，通过 Z 形风障可以有效解决端头之间间隙处漏风现象。Z 形导风槽主要用于风流引导，对上隅角进行瓦斯排除作业。
4 结语
五里堠煤矿相关部门对矿井通风系统主要存在的问题进行合理分析，并采取了合理、有效的优化改进措施。通过实际应用发现，优化改进后，2019 年通风事故率降低至 2%以下，未发生重大通风安全事故，保证了煤矿安全高效生产，为提高煤矿通风安全管理水平提供了实践依据，取得了显著应用成效。
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