引言

矿井巷道贯通施工是煤矿生产中的关键环节，贯通期间通风系统会发生显著变化，易出现风流紊乱、瓦斯积聚、通风阻力超限等问题，直接威胁施工人员安全与生产连续性[1]。王家岭矿作为高瓦斯矿井，2#煤层煤尘具有爆炸危险性，东翼井筒与既有生产区贯通巷道施工涉及多风路交叉，通风系统调整难度较大。

根据王家岭矿采掘接续计划，东翼胶带大巷与东翼进风斜井井底联络巷贯通后，需构建稳定的通风系统以匹配东区生产需求。现有通风系统采用中央分列式，由主副平硐及碟子沟进风斜井进风，碟子沟回风斜井回风，主通风机型号为FCZ№33.5/2000。贯通施工期间，临时通风与既有通风系统的叠加易导致风流分配失衡，因此需开展针对性的通风系统规划与管理研究，通过科学的网络解算与方案优化，确保贯通施工安全高效进行。

1矿井概况与通风系统现状

王家岭矿位于山西省乡宁矿区西南部，井田面积约119.7km²，地质储量15.48亿吨，可采储量7.78亿吨，主采2#煤层平均厚度6.05m。矿井绝对瓦斯涌出量17.98m³/min，为高瓦斯矿井，2#煤层不易自燃，煤尘具有爆炸危险性。矿井采用平硐开拓，布置主平硐、副平硐、进风斜井、回风斜井四条井筒，通风方式为中央分列式，机械抽出式通风，碟子沟回风斜井安装两台FCZ№33.5/2000型防爆抽出式对旋轴流式通风机，1台工作1台备用。

东翼井筒与既有生产区贯通涉及东翼回风立井井底联络大巷、北翼1#/2#大巷联络巷、东翼进风斜井井底联络大巷等关键巷道。东区目前处于掘进状态，尚未形成独立通风系统，贯通施工需依托临时主扇实现通风，临时主扇选用FBCDZ-8-No24/2×185型，需重点解决临时通风与既有系统的协同匹配问题。

2通风系统规划核心技术与方法

2.1通风网络解算原理

基于风量平衡定律、风压平衡定律及阻力定律，采用斯考特-亨斯雷-高斯赛德尔算法进行通风网络解算。通过建立风机特性曲线模型、巷道阻力模型，结合最小生成树算法与独立回路算法，实现通风参数的精准模拟。解算流程包括：参数采集、网络建模、初始风量拟定、迭代计算、精度验证，最终得到各巷道风量、通风阻力等关键参数。

2.2东区巷道风阻计算

巷道风阻是通风网络解算的核心参数，采用摩擦阻力系数法计算东区关键巷道风阻，公式为R=αL/(SU³)（α为摩擦阻力系数，L为巷道长度，S为断面积，U为周长）。经计算，东翼回风立井井底联络大巷1段风阻0.01366NS²/m8、2段0.0034348NS²/m8，北翼1#大巷联络巷0.0004461NS²/m8，北翼2#大巷联络巷0.001525NS²/m8，2号煤东翼胶带大巷0.0153951NS²/m8，东翼进风斜井0.011973NS²/m8，为方案模拟提供基础数据。

3贯通通风方案设计与模拟分析

3.1方案设计

结合矿井采掘计划，设计两种贯通通风方案：方案一为贯通东翼胶带大巷与东翼进风斜井井底联络巷，经北翼1#大巷联络巷，采用东区临时主扇供风；方案二为待北区2#联络巷与东翼进风斜井井底联络巷均贯通后，启用临时主扇供风。针对两种方案，设置不同临时主扇风量（2000m³/min、2800m³/min、4000m³/min）及联络巷过风量工况，开展模拟分析。

3.2模拟结果分析

方案一模拟结果显示：临时主扇风量2800m³/min时，矿井通风阻力3976Pa，主扇运行不稳定易发生喘振；风量4000m³/min时，通风阻力升至4433Pa，存在阻力超限风险。方案二模拟结果显示：临时主扇风量4000m³/min、2号东翼联络巷风门过风500m³/min时，通风阻力3660Pa，风量分配均匀，东区主扇运行稳定；过风1200m³/min时，通风阻力3794Pa，略高于最优工况。综合对比，方案二在通风阻力稳定性、设备运行安全性及对既有系统干扰等方面更具优势，确定为最优方案。

4通风系统管理措施

4.1构筑物布置

基于最优通风方案，在北翼1#联络巷、北翼2#联络巷精准布设调节风窗以实现风流精准调控。其中，调节风窗1设置于东翼皮带巷关键节点，经通风网络解算确定其等效风阻为0.25 NS²/m⁸，对应计算面积2.22 m²；调节风窗2布置于北翼2#联络巷中段，等效风阻取值0.55 NS²/m⁸，计算面积1.54 m²。施工阶段采用“风窗一由大到小、风窗二由小到大”的渐进式调节策略，动态适配通风系统工况变化，有效规避风向反转、局部通风阻力超限等风险，保障通风网络稳定运行。

4.2施工通风管理

构建全流程施工通风动态管控体系，保障贯通施工通风安全。一是建立通风参数实时监测机制，在东翼进风斜井、北翼各联络巷等关键节点布设高精度瓦斯及风速传感器，实时采集风流参数并上传至地面调度中心，实现异常情况快速预警与处置。二是强化通风设备运维管理，定期对主通风机及临时主扇开展运行参数校验与特性曲线标定，确保设备工况稳定、风量风压输出精准。三是优化巷道通风环境，加强掘进巷道支护质量管控，及时清理巷内浮煤、杂物，降低局部通风阻力，提升通风效率。四是完善应急处置机制，制定风机故障、风流紊乱等突发情况专项预案，明确处置流程、责任分工及物资保障，定期开展应急演练，全面提升风险应对能力。

5结论

（1）通过通风网络解算与工况模拟，方案二（临时主扇风量4000m³/min、调节风窗1过风量500m³/min）为最优贯通通风方案，通风阻力3660Pa，能有效减少对既有生产区通风干扰，保障系统稳定运行；
（2）东区关键巷道风阻计算结果精准，为方案模拟提供可靠基础，斯考特-亨斯雷-高斯赛德尔算法提升了解算效率与精度；
（3）通过科学的构筑物布置与实时通风管理，可有效规避贯通施工期间的通风安全风险，为类似高瓦斯矿井贯通巷道施工通风提供技术参考。

参考文献

[1]张国枢.矿井通风与安全[M].徐州:中国矿业大学出版社,2019.

[2]林柏泉,周延.矿井通风网络优化与安全调控技术[J].煤炭学报,2020,45(3):987-996.

[3]王永安.复杂矿井巷道贯通通风系统优化研究[J].煤田地质与勘探,2021,49(2):165-171.

[4]李树刚,赵鹏翔.矿井通风系统可靠性分析与评价[J].采矿与安全工程学报,2018,35(4):765-772.