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礦井通風(fēng)系統(tǒng)

上傳人:仙*** 文檔編號(hào):31440705 上傳時(shí)間:2021-10-12 格式:DOC 頁(yè)數(shù):14 大?。?5.50KB
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《礦井通風(fēng)系統(tǒng)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《礦井通風(fēng)系統(tǒng)(14頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、礦井通風(fēng)系統(tǒng) 目錄 概述 基本任務(wù) 類型 編輯本段 概述   礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)方式、通風(fēng)方法和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的總稱。 編輯本段 基本任務(wù)   礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本任務(wù)是:   (1)、供給井下足夠的新鮮空氣,滿足人員對(duì)氧氣的需要。  ?。?)、沖淡井下有毒有害氣體和粉塵,保證安全生產(chǎn)。  ?。?)、調(diào)節(jié)井下氣候,創(chuàng)造良好的工作環(huán)境。   礦井通風(fēng)系統(tǒng)是由通風(fēng)機(jī)和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)兩部分組成。風(fēng)流由入風(fēng)井口進(jìn)入礦井后,經(jīng)過(guò)井下各用風(fēng)場(chǎng)所,然后進(jìn)入回風(fēng)井,由回風(fēng)井排出礦井,風(fēng)流所經(jīng)過(guò)的整個(gè)路線稱為礦井通風(fēng)系統(tǒng)。   礦井通風(fēng)方法以風(fēng)流獲得的動(dòng)力來(lái)源不同,可分為自然

2、通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)兩種。(1)自然通風(fēng):利用自然氣壓產(chǎn)生的通風(fēng)動(dòng)力,致使空氣在井下巷道流動(dòng)的通風(fēng)方法叫做自然通風(fēng)。自然風(fēng)壓一般都比較小,且不穩(wěn)定,所以《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定:每一礦井都必須采用機(jī)械通風(fēng)。(2)機(jī)械通風(fēng):利用扇風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的通風(fēng)動(dòng)力,致使空氣在井下巷道流動(dòng)的通風(fēng)方法叫做機(jī)械通風(fēng)。采用機(jī)械通風(fēng)的礦井,自然風(fēng)壓也是始終存在的,并在各個(gè)時(shí)期內(nèi)影響著礦井的通風(fēng)工作,在通風(fēng)管理工作中應(yīng)給予充分重視,特別是高沼氣礦井尤應(yīng)注意。 編輯本段 類型   礦井通風(fēng)系統(tǒng)由影響礦井安全生產(chǎn)的主要因素所決定。根據(jù)相關(guān)因素把礦井通風(fēng)系統(tǒng)劃分為不同類型。根據(jù)瓦斯、煤層自燃和高溫等影響礦井生產(chǎn)安全的主要因素對(duì)

3、礦井通風(fēng)系統(tǒng)的要求,為了便于管理、設(shè)計(jì)和檢查,把礦井通風(fēng)系統(tǒng)分為一般型、降溫型、防火型、排放瓦斯型、防火及降溫型、排放瓦斯及降溫型、排放瓦斯及防火型、排放瓦斯與防火及降溫型幾種,依次為1-8八個(gè)等級(jí)。礦井通風(fēng)方式有串聯(lián)通風(fēng)和并連通風(fēng)兩種。 礦井通風(fēng)系統(tǒng)及其安全要求   礦井通風(fēng)系統(tǒng)是由向井下各作業(yè)地點(diǎn)供給新鮮空氣、排出污濁空氣的通風(fēng)網(wǎng)路和通風(fēng)動(dòng)力以及通風(fēng)控制設(shè)施等構(gòu)成的工程體系。礦井通風(fēng)系統(tǒng)與井下各作業(yè)地點(diǎn)相聯(lián)系,對(duì)礦井通風(fēng)安全狀況具有全局性影響,是搞好礦井通風(fēng)防塵的基礎(chǔ)工程。無(wú)論新設(shè)計(jì)的礦井或生產(chǎn)礦井,都應(yīng)把建立和完善礦井通風(fēng)系統(tǒng),作為搞好安全生產(chǎn),保護(hù)礦工安全健康,提高勞

4、動(dòng)生產(chǎn)率的一項(xiàng)重要措施。礦井通風(fēng)系統(tǒng)按服務(wù)范圍分為統(tǒng)一通風(fēng)和分區(qū)通風(fēng);按進(jìn)風(fēng)井與回風(fēng)井在井田范圍內(nèi)的布局分為中央式、對(duì)角式和中央對(duì)角混合式;按主扇的工作方式分為壓入式、抽出式和壓抽混合式。此外,階段通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)、采區(qū)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)和通風(fēng)構(gòu)筑物,也是通風(fēng)系統(tǒng)的重要構(gòu)成要素。防止漏風(fēng),提高有效風(fēng)量率,是礦井通風(fēng)系統(tǒng)管理的重要內(nèi)容。  ?。?)統(tǒng)一通風(fēng)和分區(qū)通風(fēng)   一個(gè)礦井構(gòu)成一個(gè)整體的通風(fēng)系統(tǒng)稱為統(tǒng)一通風(fēng);劃分為若干個(gè)獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng),風(fēng)流互不干擾,稱為分區(qū)通風(fēng)。擬訂礦井通風(fēng)系統(tǒng)時(shí),首先應(yīng)考慮采用統(tǒng)一通風(fēng)還是分區(qū)通風(fēng)。   我國(guó)金屬礦山采用統(tǒng)一通風(fēng)的較多。統(tǒng)一通風(fēng),進(jìn)排風(fēng)比較集中,便于管理。開(kāi)采范圍不

5、大的礦井,特別是深礦井,采用全礦統(tǒng)一通風(fēng)比較合理。   分區(qū)通風(fēng)具有風(fēng)短路、阻力小、網(wǎng)路簡(jiǎn)單、風(fēng)流易于控制等特點(diǎn)。因此,在一些礦體埋藏較淺且分散的礦山或礦井開(kāi)采淺部礦體的時(shí)期,得到了廣泛的應(yīng)用。但是,由于分區(qū)通風(fēng)需要具備較多的進(jìn)排風(fēng)井,它的推廣使用就受到一定的限制。   是否適合分區(qū)通風(fēng),主要看開(kāi)鑿?fù)ㄟ_(dá)地表的通風(fēng)井巷工程量的大小或有無(wú)現(xiàn)成的其他井巷可供利用。一般說(shuō)來(lái),在下述條件下,采用分區(qū)通風(fēng)比較有利:礦體埋藏較淺切分散,開(kāi)鑿?fù)ㄟ_(dá)地表的通風(fēng)井巷工程量較小,或有現(xiàn)成的井巷可供利用;礦體埋藏較淺,走向長(zhǎng),產(chǎn)量大,若構(gòu)成一個(gè)通風(fēng)系統(tǒng),風(fēng)路長(zhǎng),漏風(fēng)大,網(wǎng)路復(fù)雜,風(fēng)量調(diào)節(jié)困難;開(kāi)采圍巖或礦石有自然發(fā)

6、火危險(xiǎn)的規(guī)模較大的礦井。  ?。?)進(jìn)風(fēng)井與回風(fēng)井的布局   每一通風(fēng)系統(tǒng)至少有一個(gè)可靠的進(jìn)風(fēng)井和一個(gè)可靠的回風(fēng)井。在一般情況下,均以罐籠提升井兼做進(jìn)風(fēng)井,箕斗井和箕斗、罐籠混合井則不做進(jìn)風(fēng)井。這是因?yàn)?,裝卸礦過(guò)程中產(chǎn)生大量粉塵能造成風(fēng)流污染的緣故。排風(fēng)井通常均為專用,因?yàn)榕棚L(fēng)風(fēng)流中含有大量有毒氣體和粉塵。   按進(jìn)風(fēng)井和排風(fēng)井的相對(duì)位置,可分為中央式、對(duì)角式和中央對(duì)角混合式三類不同的布置形式:中央式,是進(jìn)風(fēng)井與排風(fēng)井均位于井田走向的中央,風(fēng)流在井下的流動(dòng)路線呈折返式;對(duì)角式,是進(jìn)風(fēng)井在礦體一翼,排風(fēng)井在礦體另一翼,或者進(jìn)風(fēng)井在礦體中央,排風(fēng)井在兩翼,風(fēng)流在井下的流動(dòng)路線呈直線式;中央對(duì)

7、角混合式,當(dāng)?shù)V體走向長(zhǎng),開(kāi)采范圍廣,采用中央式開(kāi)拓,可在井田中部布置進(jìn)風(fēng)井和回風(fēng)井,用于解決中部礦體開(kāi)采時(shí)通風(fēng);同時(shí)在礦井兩翼另開(kāi)掘回風(fēng)井,解決邊遠(yuǎn)礦體開(kāi)采時(shí)的通風(fēng)。   由于礦體賦存條件復(fù)雜,開(kāi)拓、開(kāi)采方式多種多樣,在礦井設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)踐中,要結(jié)合各礦具體條件,因地制宜,靈活運(yùn)用,而不要受上述類別的局限。   (3)主扇工作方式與安裝地點(diǎn)   主扇工作方式有三種:壓入式、抽出式和壓抽混合式。不同的通風(fēng)方式,一方面使礦井空氣處于不同的受壓狀態(tài),另一方面在整個(gè)通風(fēng)線路上形成了不同的形式的壓力分布狀態(tài),從而在風(fēng)量、風(fēng)質(zhì)和受自然風(fēng)流干擾的程度上,出現(xiàn)了不同的通風(fēng)效果。   ●壓入式   整個(gè)

8、通風(fēng)系統(tǒng)在壓入式主扇作用下,形成高于當(dāng)?shù)卮髿鈮旱恼龎籂顟B(tài)。在進(jìn)風(fēng)段,由于風(fēng)量集中,造成較高的壓力梯度,外部漏風(fēng)較大。在需風(fēng)段和回風(fēng)段,由于風(fēng)路多,風(fēng)流分散,壓力梯度較小,而受自然風(fēng)流的干擾而發(fā)生風(fēng)流反向。壓入式通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)門(mén)等風(fēng)流控制設(shè)施均安設(shè)在進(jìn)風(fēng)段,由于運(yùn)輸、行人頻繁,不易管理,漏風(fēng)大。由專用進(jìn)風(fēng)井壓入式通風(fēng),風(fēng)流不受污染,風(fēng)質(zhì)好,主提升井處于回風(fēng)狀態(tài)(漏風(fēng)),對(duì)寒冷地區(qū)冬季提升井防凍有利。   ●抽出式   整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)在抽出式主扇的作用下,形成低于當(dāng)?shù)卮髿鈮旱呢?fù)壓狀態(tài)。回風(fēng)段風(fēng)量集中,有較高的壓力梯度;在進(jìn)風(fēng)段和需風(fēng)段,由于風(fēng)流分散,壓力梯度較小。回風(fēng)段壓力梯度高,使作業(yè)面的污濁風(fēng)

9、流迅速向回風(fēng)道集中,煙塵不易向其他巷道擴(kuò)散,排出速度快。此外,由于風(fēng)流調(diào)控設(shè)施均安裝于回風(fēng)道中,不妨礙運(yùn)輸、行人,管理方便,控制可靠。抽出式通風(fēng)使主要提升井處于進(jìn)風(fēng)狀態(tài),風(fēng)流易受污染。寒冷地區(qū)的礦山還應(yīng)考慮冬季提升井防凍。一般來(lái)說(shuō),只要能夠維護(hù)一個(gè)完整的回風(fēng)系統(tǒng),使之在回采過(guò)程中不致遭到破壞,采用抽出式通風(fēng)比較有利。我國(guó)金屬礦山大部分采用抽出式通風(fēng)。   ●壓抽混合式   在進(jìn)風(fēng)段和回風(fēng)段均利用主扇控制風(fēng)流,使整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)在較高的壓力梯度作用下,驅(qū)使風(fēng)流沿指定路線流動(dòng),故排煙快,漏風(fēng)少,也不易受自然風(fēng)流干擾而造成風(fēng)流反向。這種通風(fēng)方式兼壓入式和抽出式兩種通風(fēng)方式的優(yōu)點(diǎn),是提高礦井通風(fēng)效果的

10、重要途徑。當(dāng)然,壓抽混合式通風(fēng)所需通風(fēng)設(shè)備多,管理較復(fù)雜。   ●多級(jí)機(jī)站通風(fēng)   這是一種由幾級(jí)進(jìn)風(fēng)機(jī)站以接力方式將新鮮空氣經(jīng)進(jìn)風(fēng)井巷壓送到作業(yè)區(qū),再由幾級(jí)回風(fēng)機(jī)站將作業(yè)時(shí)形成的污濁空氣經(jīng)回風(fēng)井巷排出礦井的通風(fēng)系統(tǒng)。其通風(fēng)方式屬壓抽混合式。由于此系統(tǒng)在進(jìn)風(fēng)段、需風(fēng)段和回風(fēng)段均設(shè)有扇風(fēng)機(jī),對(duì)全系統(tǒng)施行均壓通風(fēng),能有效地控制漏風(fēng),節(jié)省通風(fēng)能耗,風(fēng)量調(diào)節(jié)也比較靈活。單所需通風(fēng)設(shè)備較多,管理較復(fù)雜。   主扇可安裝在地表,也可安裝在井下,一般多安裝在地表。安裝在地表的主要優(yōu)點(diǎn):安裝、檢修、維護(hù)管理比較方便;井下發(fā)生災(zāi)變事故時(shí),扇風(fēng)機(jī)不易受到損害,便于采取停風(fēng)、反風(fēng)或控制風(fēng)量等應(yīng)急措施。其缺點(diǎn):

11、井口密閉、反風(fēng)裝置和風(fēng)硐的漏風(fēng)較大;當(dāng)?shù)V井較深,工作面距主扇較遠(yuǎn)時(shí),沿途漏風(fēng)大;在地形條件復(fù)雜的情況下,安裝、建筑費(fèi)用較高。主扇安裝在地下的優(yōu)點(diǎn):主扇裝置漏風(fēng)少;扇風(fēng)機(jī)靠近作業(yè)區(qū),沿途漏風(fēng)也少;可利用較多井巷進(jìn)風(fēng)或回風(fēng),降低通風(fēng)阻力;密閉工程量較少。其缺點(diǎn):安裝、檢修和管理不方便;易因井下災(zāi)害而遭到破壞。 來(lái)源:考試大-安全工程師考試 礦井通風(fēng)系統(tǒng)及其安全要求  ?。?)階段通風(fēng)、采場(chǎng)通風(fēng)及通風(fēng)構(gòu)筑物   ●階段通風(fēng)   金屬礦山通常多階段同時(shí)作業(yè)。為使各階段作業(yè)面都能從進(jìn)風(fēng)井得倒新鮮風(fēng)流,并將所排出的污風(fēng)送到回風(fēng)井,各作業(yè)面的風(fēng)流應(yīng)互不串聯(lián),就必須對(duì)各階段的的進(jìn)、回風(fēng)巷道統(tǒng)一安

12、排,構(gòu)成一定型式的階段通風(fēng)網(wǎng)路。階段通風(fēng)網(wǎng)路由階段進(jìn)風(fēng)道、階段回風(fēng)道、礦井總回風(fēng)道和集中回風(fēng)天井等巷道聯(lián)結(jié)而成。采集者退散   采場(chǎng)通風(fēng)   合理的采場(chǎng)通風(fēng)網(wǎng)路和通風(fēng)方法,是保證整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)發(fā)揮有效通風(fēng)作用的最終環(huán)節(jié),是整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)的重要組成部分。按各種采礦方法的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),回采作業(yè)面的通風(fēng)可歸納為:無(wú)出礦水平的巷道型或硐室型采場(chǎng)的通風(fēng);有出礦水平的采場(chǎng)的通風(fēng);無(wú)底柱分段崩落采礦法的通風(fēng)。   ●礦井通風(fēng)構(gòu)筑物   礦井通風(fēng)構(gòu)筑物是礦井通風(fēng)系統(tǒng)中的風(fēng)流調(diào)控設(shè)施,用以保證風(fēng)流按生產(chǎn)需要的路線流動(dòng)。凡用于引導(dǎo)風(fēng)流、遮段風(fēng)流和調(diào)節(jié)風(fēng)量的裝置,統(tǒng)稱為通風(fēng)構(gòu)筑物。合理地安設(shè)通風(fēng)構(gòu)筑物,并使其通常處

13、于完好狀態(tài),是礦井通風(fēng)技術(shù)管理的一項(xiàng)重要任務(wù)。通風(fēng)構(gòu)筑物可分為兩大類:一類是通過(guò)風(fēng)流的構(gòu)筑物,包括主扇、風(fēng)硐、反風(fēng)裝置、風(fēng)橋、導(dǎo)風(fēng)板、調(diào)節(jié)風(fēng)窗和風(fēng)障;另一類是遮斷風(fēng)流的構(gòu)筑物,包括擋風(fēng)墻和風(fēng)門(mén)等。  ?。?)通風(fēng)系統(tǒng)的漏風(fēng)及有效風(fēng)量   ●漏風(fēng)地點(diǎn)及漏風(fēng)原因   一般而言,有漏風(fēng)通道存在,并在漏風(fēng)通道兩端有壓差時(shí),就可產(chǎn)生漏風(fēng)。金屬礦山的主要漏風(fēng)地點(diǎn)和產(chǎn)生漏風(fēng)的原因如下:抽出式通風(fēng)的礦井,通過(guò)地表塌陷區(qū)及采空區(qū)直接漏入回風(fēng)道的短路風(fēng)流有時(shí)可達(dá)很高的數(shù)值。造成這種漏風(fēng)的原因,首先是由于開(kāi)采上缺乏統(tǒng)籌安排,過(guò)早地形成地表塌陷區(qū);在回風(fēng)道的上部沒(méi)有保留必要的隔離礦柱;同時(shí)也由于對(duì)地表塌陷區(qū)和采

14、空區(qū)未及時(shí)充填或隔離。壓入式通風(fēng)的礦井,通過(guò)井底車(chē)場(chǎng)的短路漏風(fēng)量也很高。這種漏風(fēng)常常是由于井底車(chē)場(chǎng)風(fēng)門(mén)不嚴(yán)密或風(fēng)門(mén)完全失效所致。作業(yè)面分散,廢舊巷道不能及時(shí)封閉,造成風(fēng)流浪費(fèi)。井口封閉、反風(fēng)裝置、井下風(fēng)門(mén)、風(fēng)橋、擋風(fēng)墻等通風(fēng)構(gòu)筑物不嚴(yán)密,也能造成較大的漏風(fēng)。   ●減少漏風(fēng),提高有效風(fēng)量途徑   礦井開(kāi)拓、開(kāi)采順序、采礦方法等因素對(duì)礦井漏風(fēng)有很大影響。對(duì)角式通風(fēng)系統(tǒng),由于進(jìn)風(fēng)井和排風(fēng)井相距較遠(yuǎn),風(fēng)流直向流動(dòng),壓差較小,比中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)漏風(fēng)小。后退式開(kāi)采順序,采空區(qū)由兩翼向中央發(fā)展,對(duì)減少漏風(fēng)和防止風(fēng)流串聯(lián)有利。充填采礦法比其他采礦法漏風(fēng)少。在巷道布置上,主要運(yùn)輸?shù)篮屯L(fēng)巷道布置在脈外,

15、使其在開(kāi)采過(guò)程中不致過(guò)早遭到破壞,對(duì)維護(hù)正常的通風(fēng)系統(tǒng),減少漏風(fēng)有利。   抽出式通風(fēng)的礦井,應(yīng)特別注意地表塌陷區(qū)和采空區(qū)的漏風(fēng)。從采礦設(shè)計(jì)和生產(chǎn)管理上,應(yīng)盡量避免過(guò)早地形成地表塌陷區(qū),已形成塌陷區(qū)的礦井,在回風(fēng)道上部應(yīng)保留礦柱,并應(yīng)充填采空區(qū)或密閉天井口。壓入式通風(fēng)的礦井,應(yīng)注意防止進(jìn)風(fēng)井底車(chē)場(chǎng)的漏風(fēng)。在進(jìn)風(fēng)井與提升井之間至少要建立兩道可靠的自動(dòng)風(fēng)門(mén)。有些礦井在各階段進(jìn)風(fēng)穿脈巷道口試用導(dǎo)風(fēng)板或空氣幕引導(dǎo)風(fēng)流,防止井底車(chē)場(chǎng)漏風(fēng)。有些礦山由進(jìn)風(fēng)井開(kāi)鑿專用進(jìn)風(fēng)平巷,避開(kāi)運(yùn)輸系統(tǒng),直接將新鮮風(fēng)流送到各采區(qū),也可減少井底車(chē)場(chǎng)漏風(fēng)。   提高通風(fēng)構(gòu)筑物的質(zhì)量、加強(qiáng)密閉性是防止漏風(fēng)的基本措施。擋風(fēng)墻與

16、風(fēng)門(mén)的面積應(yīng)盡量小些,擋風(fēng)墻四周與巖壁接觸處要用混凝土抹縫。門(mén)板最好用雙層木板,中間夾油紙或其他致密材料。鐵門(mén)板四周焊縫要嚴(yán),門(mén)框邊緣要釘膠皮或麻布,風(fēng)門(mén)下邊要掛膠皮簾并設(shè)置門(mén)坎,保持嚴(yán)密。   降低風(fēng)阻、平衡風(fēng)壓也是減少漏風(fēng)的重要措施。漏風(fēng)風(fēng)路兩端壓差的大小,主要決定于并聯(lián)的用風(fēng)地點(diǎn)的通風(fēng)阻力。降低用風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)阻,使兩端壓差減小,可降低漏風(fēng)風(fēng)路兩端的壓差,也能減少漏風(fēng)。在選擇風(fēng)量調(diào)節(jié)方法時(shí),降阻調(diào)節(jié)法對(duì)減少漏風(fēng)更為有利。采用壓抽混合式通風(fēng)和多級(jí)站通風(fēng),可使礦井風(fēng)壓趨于平衡,并在生產(chǎn)區(qū)段形成零壓區(qū),對(duì)防止漏風(fēng),提高有效風(fēng)量十分有利。  ?。?)局部通風(fēng)   在采礦和地質(zhì)勘探等工程中,必須開(kāi)

17、掘大量的井巷,而掘進(jìn)這些井巷的特點(diǎn)是只有一個(gè)出口,所以稱為獨(dú)頭巷道。獨(dú)頭巷道的通風(fēng)稱局部通風(fēng)或掘進(jìn)通風(fēng),其任務(wù)是將新鮮風(fēng)流引至工作面,并排出工作面的炮煙、礦塵等污濁空氣,以保證工人在良好的環(huán)境下工作。   ●局部通風(fēng)的方法采集者退散   局部通風(fēng)的方法有:利用主扇(或輔扇)風(fēng)壓或自然風(fēng)壓為動(dòng)力的局部通風(fēng)方法,簡(jiǎn)稱總風(fēng)壓通風(fēng);利用擴(kuò)散作用的局部通風(fēng)方法,簡(jiǎn)稱擴(kuò)散通風(fēng);利用引射器通風(fēng)的局部通風(fēng)方法,簡(jiǎn)稱引射器通風(fēng);利用局部扇風(fēng)機(jī)的局部通風(fēng)方法,簡(jiǎn)稱局扇通風(fēng)。   為了避免循環(huán)風(fēng),對(duì)局部通風(fēng)要求:從貫穿風(fēng)流巷道中吸取的風(fēng)量不得超過(guò)該巷道總風(fēng)量的70%。壓入式通風(fēng)時(shí),吸風(fēng)口應(yīng)設(shè)在貫穿風(fēng)流巷道的上

18、風(fēng)側(cè),距離獨(dú)頭巷道口不得小于10m;抽出式通風(fēng)時(shí),排風(fēng)口應(yīng)設(shè)在貫穿風(fēng)流巷道的下風(fēng)側(cè),距離獨(dú)頭巷道口不得小于10m。混合式通風(fēng)時(shí),作抽出式工作風(fēng)機(jī)的排風(fēng)口也應(yīng)設(shè)在貫穿風(fēng)流巷道的下風(fēng)側(cè),距離獨(dú)頭巷道口不得小于10m,同時(shí)要求吸入口處的風(fēng)量比壓入式局扇的送風(fēng)量大20~25%;壓入式的吸風(fēng)口與抽出式的吸風(fēng)口距離要大于10m。來(lái)源:   ●長(zhǎng)巷道、天井、豎井掘進(jìn)時(shí)的通風(fēng)   礦井開(kāi)拓期要掘進(jìn)長(zhǎng)距離的巷道,掘進(jìn)這類巷道時(shí),多采用局扇通風(fēng)。為了獲得良好的通風(fēng)效果,需要注意以下幾方面的問(wèn)題:①通風(fēng)方式要選擇得當(dāng),一般采用混合式通風(fēng);②條件許可時(shí),盡量選用大直徑的風(fēng)筒,以降低風(fēng)筒風(fēng)阻,提高有效風(fēng)量;③保證風(fēng)

19、筒接頭的質(zhì)量;根據(jù)實(shí)際情況,盡量增長(zhǎng)每節(jié)風(fēng)筒的長(zhǎng)度,減少風(fēng)筒接頭處的漏風(fēng);④風(fēng)筒懸吊力求“平、直、緊”以消除局部阻力;⑤要有專人負(fù)責(zé),經(jīng)常檢查和維修。 降低礦井通風(fēng)阻力對(duì)策 摘要:礦井通風(fēng)系統(tǒng)是保障礦井安全的最主要的技術(shù)手段之一。在礦井生產(chǎn)過(guò)程中,必須源源不斷地將地面的新鮮空氣輸入到井下各個(gè)作業(yè)地點(diǎn),以供給人員呼吸,并稀釋和排除井下各種有害氣體和礦塵創(chuàng)造良好的礦內(nèi)工作環(huán)境,保障井下作業(yè)人員的身體健康和勞動(dòng)安全。如果把礦井的通風(fēng)比喻成人體內(nèi)流動(dòng)的血液的話,那么,我們將采用什么方式、方法來(lái)降低血液在人體內(nèi)流動(dòng)過(guò)程中的阻力,減輕心臟的負(fù)荷、稀釋和排除人體內(nèi)散發(fā)出的有害物質(zhì)呢?從而保證

20、“人”的這架機(jī)器能正健康的運(yùn)行。下面就從降低礦井風(fēng)阻、減少能耗、加強(qiáng)排除有害物管理方進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析。 隨著生產(chǎn)的發(fā)展,機(jī)械化程度的提高,生產(chǎn)更加集中,井型能力增大;開(kāi)采規(guī)模加大,礦井延伸;自然條件,地壓、地?zé)?、瓦斯涌出等因素的變化,礦井通風(fēng)需要及時(shí)調(diào)節(jié);降低通風(fēng)阻力,提高通風(fēng)能力與經(jīng)濟(jì)效益是一項(xiàng)長(zhǎng)期的經(jīng)常性的工作。但是,由于礦井通風(fēng)系統(tǒng)的阻力等于該系統(tǒng)最大阻力路線上的各分支的摩擦阻力和局部阻力之和,因此,降阻之前必須首先確定通風(fēng)系統(tǒng)的最大阻力路線,通過(guò)阻力測(cè)定調(diào)查最大阻力路線上阻力分布,找出阻力超常的分支,對(duì)其實(shí)施降低摩擦阻力和局部阻力的措施。 一、當(dāng)前存在的主要問(wèn)題: 1、 生產(chǎn)布局不

21、合理: 生產(chǎn)布局不合理必然造成通風(fēng)系統(tǒng)的不合理。如生產(chǎn)采區(qū)相距過(guò)遠(yuǎn),產(chǎn)量懸殊,或者生產(chǎn)過(guò)于集中,造成通風(fēng)管理困難。尤其是一些老礦區(qū),井深、巷道長(zhǎng),通風(fēng)難道更大。例如淮南某礦區(qū)某礦風(fēng)路9698m,主扇功率1238Kw,經(jīng)開(kāi)掘新風(fēng)井,風(fēng)路縮短到2860m(相當(dāng)于原風(fēng)路的1/3),風(fēng)量大增,風(fēng)壓大降,主扇功率降為212kw,每年節(jié)省電715萬(wàn)度,節(jié)省電費(fèi)57萬(wàn)元。 2、 通風(fēng)斷面過(guò)?。? 由于設(shè)計(jì)的巷道斷面偏小,或巷道失修,堵塞風(fēng)路,增加通風(fēng)阻力,使通風(fēng)能耗大,費(fèi)用高。據(jù)統(tǒng)計(jì),全國(guó)統(tǒng)配和重點(diǎn)煤礦巷道失修率大于10%的有146對(duì)礦井,其中失修率大于20%的有49對(duì)礦井。如某礦井風(fēng)道失修率大到56%

22、以上,礦井平均風(fēng)壓達(dá)到了3920Pa,又如某礦井因?yàn)轱L(fēng)道失修,礦井等積孔由1.19m2降低到0.4m2,風(fēng)量由2565m3/min降到1200m3/min。 另外,在總回風(fēng)井和總回風(fēng)道局部地段發(fā)生冒頂、片幫、倒棚,通風(fēng)設(shè)施撤除不徹底、煤泥阻塞等不能及時(shí)處理而使礦井通風(fēng)阻力增大,造成通風(fēng)經(jīng)濟(jì)效益低,安全性差。 3、主扇附屬裝置的綜合效率低: 風(fēng)硐、反風(fēng)道、閘門(mén)、擴(kuò)散器等均屬扇風(fēng)機(jī)裝置。長(zhǎng)期以來(lái)存在的問(wèn)題是阻力大、漏風(fēng)多。有個(gè)煤礦礦井采用壓入式通風(fēng),由于附屬裝置阻力大、漏風(fēng)多,24年共浪費(fèi)電力7200萬(wàn)度,從壓入式通風(fēng)改變?yōu)槌槌鍪酵L(fēng)時(shí),扇風(fēng)機(jī)風(fēng)壓由2352Pa降為980Pa。該礦的擴(kuò)散器、

23、反風(fēng)門(mén)等漏風(fēng)高達(dá)1152m3/min,相當(dāng)于礦井總通風(fēng)進(jìn)風(fēng)量的40%以上。將漏風(fēng)和風(fēng)壓的損耗全部計(jì)算,附屬裝置的效率僅為21%,如以主扇效率為50%算,則整個(gè)風(fēng)機(jī)與附屬裝置的實(shí)際只有10%多一點(diǎn)。顯然,僅有高效的風(fēng)機(jī)而不提高附屬裝置效率,是不能提高經(jīng)濟(jì)效益的,因此必須提高附屬裝置的綜合效率。 4、構(gòu)筑物數(shù)量多、質(zhì)量差: 通風(fēng)構(gòu)筑物也是通風(fēng)系統(tǒng)的主組成部分,是為了疏導(dǎo)、截?cái)?、控制、調(diào)節(jié)礦井通風(fēng)的設(shè)施。由于生產(chǎn)布局不合理,盲目增加通風(fēng)構(gòu)筑物,增加通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的阻力,由于安裝、施工、管理差造成通風(fēng)構(gòu)筑物質(zhì)量低、漏風(fēng)、串風(fēng)、阻力大等,使通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定差。 5、通風(fēng)系統(tǒng)中局部阻力大: 由于通風(fēng)設(shè)計(jì)和施

24、工管理不善造成斷面突然擴(kuò)大或縮小,巷道急轉(zhuǎn)彎、分岔等使局部阻力大。 二、降低礦井通風(fēng)阻力的具體要求及方法: 1、 具體要求: (1)、施工后的通風(fēng)系統(tǒng)能力應(yīng)和生產(chǎn)能力相適應(yīng)。 (2)、技術(shù)上要合理可靠,風(fēng)量充足、風(fēng)流穩(wěn)定。如實(shí)行分區(qū)通風(fēng),使各分支風(fēng)量、風(fēng)壓平衡,減少過(guò)多的風(fēng)流調(diào)節(jié)設(shè)施和局扇使用臺(tái)數(shù),盡量減少漏風(fēng)。 (3)、經(jīng)濟(jì)上要以最少的投資,較少的工程和材料消耗,獲得最佳的濟(jì)濟(jì)效益、以減少設(shè)備材料消耗,節(jié)約電能消耗和管理費(fèi)用。 (4)、根據(jù)本地區(qū)本單位的財(cái)力、物力可能,盡可能采用先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備。 (5)、抗災(zāi)能力要強(qiáng),即在災(zāi)害發(fā)生的狀況下,也能使災(zāi)害不擴(kuò)大,并使之減少到最小范

25、圍。 2、 降低礦井通風(fēng)阻力的辦法: 降低礦井通風(fēng)阻力,對(duì)保證礦井安全生產(chǎn)和提高濟(jì)濟(jì)效益都有重要的意義。無(wú)論是礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)還是生產(chǎn)礦井通風(fēng)技術(shù)管理工作,都必須做到盡可能地降低礦井的通風(fēng)阻力。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是,由于礦井通風(fēng)系統(tǒng)的阻力等于該系統(tǒng)最大阻力路線上的各分支的摩擦阻力和局部阻力之和,因此,降底通風(fēng)阻力之前必須首先確定通風(fēng)系統(tǒng)的最大阻力路線,通過(guò)阻力測(cè)定調(diào)查最大阻力路線上阻力分布,找出阻力超常的分支,對(duì)其實(shí)施降低摩擦阻力和局部阻力的措施。如不是在最大阻力路線上降低風(fēng)阻是無(wú)效的,有時(shí)甚至是有害的。 摩擦阻力是礦井通風(fēng)阻力的主要組成部分,因此要以降低井巷摩擦阻力為重點(diǎn),同時(shí)注意降低某些風(fēng)量的井

26、巷的局部阻力。 了解和掌握現(xiàn)狀是降低礦井通風(fēng)阻力的前提: (1)、畫(huà)出礦井通風(fēng)系統(tǒng)示意圖和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)圖,并且標(biāo)上通風(fēng)設(shè)施。 (2)、列出巷道阻力計(jì)算公式: ①、 摩擦阻力計(jì)算公式: ,pa 式中:l ——風(fēng)道長(zhǎng)度,m; d ——圓形風(fēng)道直徑,或非圓形風(fēng)道的當(dāng)量直徑,m; ——空氣密度,kg/m3; v ——斷面平均風(fēng)速,m/s; λ——無(wú)因次細(xì)數(shù)(沿程阻力系數(shù)),其值通過(guò)實(shí)驗(yàn)求得。 ②、 局部阻力計(jì)算公式: 式中: ——局部阻力系數(shù),無(wú)因次。 ③、 巷道的總通風(fēng)阻力公式: (3)、根據(jù)實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)帶入上面的公式中進(jìn)行計(jì)算,得出最大的通風(fēng)阻力巷道。 3、 問(wèn)題的分析:

27、 通風(fēng)現(xiàn)狀的分析是在掌握現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,分析的對(duì)象就是實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù),通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)找出通風(fēng)系統(tǒng)存在的問(wèn)題。 (1)、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的阻力分布。根據(jù)統(tǒng)計(jì)的各風(fēng)路的風(fēng)阻、阻力、功耗的分布狀況,找出高風(fēng)阻、高阻力、高功耗的區(qū)域和巷道。 (2)、檢驗(yàn)各巷道的斷面是否合理,風(fēng)速是否滿足《規(guī)程》的要求。 (3)、對(duì)通風(fēng)構(gòu)筑物的數(shù)量和質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,找出設(shè)計(jì)、施工、管理上存在的問(wèn)題。 (4)、分析生產(chǎn)布局所存在的不合理因素及其對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的影響。 4、 問(wèn)題的解決: 降低通風(fēng)阻力是一次復(fù)雜的、細(xì)致的技術(shù)工作,它不僅需要根據(jù)當(dāng)前礦井生產(chǎn)情況、通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)狀況、通風(fēng)技術(shù)設(shè)施狀態(tài),還應(yīng)考慮到礦井長(zhǎng)遠(yuǎn)

28、生產(chǎn)的各種情況和變化因素,然后采取相應(yīng)的各種技術(shù)措施。指導(dǎo)思想必須是:針對(duì)現(xiàn)實(shí),著眼長(zhǎng)遠(yuǎn),因地制宜,對(duì)癥下藥,綜合治理。 (1)、合理布局生產(chǎn)、使通風(fēng)系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)。通風(fēng)系統(tǒng)改造與其他生產(chǎn)環(huán)境改造相結(jié)合,開(kāi)采順序、生產(chǎn)接替、產(chǎn)量分布等做到均衡生產(chǎn)。改革采煤工藝與巷道布置,簡(jiǎn)化通風(fēng)系統(tǒng)。只有通風(fēng)系統(tǒng)合理,通風(fēng)管理工作才能獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。 (2)、降低通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)阻力,既能增加風(fēng)量,又可節(jié)省能源;同時(shí)還可以起到減少漏風(fēng)、預(yù)防自燃;降低風(fēng)速,防止煤塵飛揚(yáng)等綜合效果,因此,降低阻力是通風(fēng)系統(tǒng)改造最根本的措施。降低阻力的方法很多,如加強(qiáng)巷道維修,采取經(jīng)濟(jì)端面巷道,對(duì)高阻力路線應(yīng)采用分區(qū)通風(fēng)、增

29、加并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、改變流向、開(kāi)掘新風(fēng)路、另打新風(fēng)井等措施。 (3)、提高風(fēng)機(jī)附屬裝置的綜合效率。對(duì)風(fēng)硐、閘門(mén)、擴(kuò)散器等阻力較大、漏風(fēng)多的附屬裝置也應(yīng)改造。在通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)查中,摸清礦井主扇裝置存在的問(wèn)題,擴(kuò)散器、調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)的風(fēng)壓損耗,以及漏風(fēng)情況,然后對(duì)癥下藥,進(jìn)行治理。調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)盡量不用或少用。風(fēng)硐過(guò)長(zhǎng)或過(guò)窄耗損風(fēng)壓嚴(yán)重的要采取措施擴(kuò)大端面,摸圓拐彎,安設(shè)導(dǎo)流板。擴(kuò)散器的擴(kuò)散處加大、加高。 (4) 堵截漏風(fēng),提高風(fēng)量利用率。對(duì)于井口、井底車(chē)場(chǎng)、煤倉(cāng)、通風(fēng)構(gòu)筑物等地點(diǎn)的漏風(fēng)應(yīng)從設(shè)計(jì)、施工到管理上進(jìn)行綜合治理。改進(jìn)巷道布置,減少通風(fēng)構(gòu)筑物的數(shù)量。 三、降低通風(fēng)阻力方案的決策: 礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造是一個(gè)復(fù)

30、雜的系統(tǒng)工程,在進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)改造時(shí),技術(shù)上可行的方案不止一個(gè),可借助計(jì)算機(jī)對(duì)可行性方案進(jìn)行最佳選擇。對(duì)于大型復(fù)雜網(wǎng)絡(luò),計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)為通風(fēng)系統(tǒng)改造提供了良好的條件。針對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)存在的問(wèn)題,應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)可能采取的改造方案進(jìn)行模擬,檢驗(yàn)其技術(shù)上的合理性和可行性。例如,當(dāng)需要對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整時(shí),可以利用計(jì)算機(jī)計(jì)算調(diào)整后的網(wǎng)絡(luò)工況;當(dāng)需要對(duì)通風(fēng)構(gòu)筑物的設(shè)置進(jìn)行重新布置時(shí),可以用風(fēng)機(jī)優(yōu)選程序選擇最佳風(fēng)機(jī)。如果提出了多個(gè)技術(shù)上可行的方案,還可以用多目標(biāo)決策等優(yōu)化方法對(duì)所提方案進(jìn)行優(yōu)化,充分考慮各方案技術(shù),經(jīng)濟(jì)和安全方面的優(yōu)劣后,確定最佳方案。 四、通風(fēng)阻力改造示例: 淮南謝二礦南翼通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)硐

31、全長(zhǎng)50余米,有5個(gè)直角轉(zhuǎn)彎,端面又小,風(fēng)硐段的通風(fēng)阻力高達(dá)1098Pa,占該系統(tǒng)通風(fēng)總阻力的28.19%。測(cè)定后決定進(jìn)行風(fēng)硐改建,由總回風(fēng)斜巷井另開(kāi)鑿一段長(zhǎng)7米、斷面為8.4m2的傾斜巷道直通風(fēng)機(jī)入口。風(fēng)硐改建后,由風(fēng)機(jī)水柱計(jì)測(cè)算得該系統(tǒng)的通風(fēng)阻力減少了539Pa,風(fēng)量增加了405m3/min,風(fēng)機(jī)輸入功率下降了28.5kw,每年可節(jié)約電費(fèi)57000元,而改建投資僅為3500元。 五、總結(jié): 生產(chǎn)布局不合理必然造成通風(fēng)系統(tǒng)的不合理。通風(fēng)系統(tǒng)的不合理造成日常通風(fēng)管理困難,有可能使新鮮風(fēng)流不能及時(shí)輸送到需用新鮮風(fēng)的工作面,以及工作面的有害氣體和灰塵不能得到有效的排除,工作面的高溫也不能得到降

32、低以提高工作面的工作環(huán)境。從而造成安全隱患,并有可能造成人力物力上的浪費(fèi)。但是以上的困境是可以克服的。 1、 布局進(jìn)、回風(fēng)井,生產(chǎn)水平和工作面時(shí),必須考慮當(dāng)前、今后的通風(fēng)系統(tǒng)問(wèn)題,盡量使通風(fēng)系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)。 2、 根據(jù)巷道的用途及服務(wù)年限來(lái)確定巷道的斷面的形狀,斷面的大小,采用什么樣的支護(hù)料,盡量使用經(jīng)濟(jì)合理的通風(fēng)斷面。 3、 加強(qiáng)對(duì)巷道進(jìn)行維護(hù),確保有效的通風(fēng)斷面。 4、 加強(qiáng)對(duì)風(fēng)硐、反風(fēng)道、閘門(mén),擴(kuò)散器等扇風(fēng)機(jī)裝置的管理,盡量降低它們的阻力和避免或減少漏風(fēng)。 5、 盡量減少構(gòu)筑物的數(shù)量,提高構(gòu)筑物的質(zhì)量。 6、 避免設(shè)計(jì)和施工中出現(xiàn)巷道端面的突然擴(kuò)大或突然縮小,巷道急轉(zhuǎn)彎、分

33、岔等,努力降低局部阻力。 總之,通風(fēng)管理是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的工作,除了設(shè)計(jì)、施工時(shí)確定最佳的通風(fēng)系統(tǒng)以降低巷道摩擦阻力和局部阻力,加強(qiáng)平時(shí)的通風(fēng)管理工作也是確保通風(fēng)安全和提高企業(yè)效率的有效手段。 淺議礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化 摘要:文章綜述了通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化在我國(guó)發(fā)展現(xiàn)狀、策略、優(yōu)化方法,并就通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié),并用于礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化實(shí)際工作,得到了比較令人滿意的結(jié)果。 關(guān)鍵詞:礦井通風(fēng)系統(tǒng);系統(tǒng)優(yōu)化策略;系統(tǒng)優(yōu)化方法 一、礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化的現(xiàn)狀與發(fā)展 礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化是個(gè)比較受關(guān)注的研究領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)外不少專家和學(xué)者對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化進(jìn)行了廣泛的研究,并取得了很多成果,

34、在礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算和礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖建立等幾個(gè)方面都有應(yīng)用軟件投入使用,為礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化帶來(lái)極大方便,80年代初,就開(kāi)發(fā)出一套較完整的礦井通風(fēng)管理軟件,以加拿大、美國(guó)、英國(guó)、澳大利亞為代表陸續(xù)開(kāi)發(fā)出代表性的軟件,但由于價(jià)格和語(yǔ)言方面的原因,這些軟件在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用不廣泛。 國(guó)內(nèi)1980年代末才陸續(xù)有這方面的軟件出現(xiàn),經(jīng)過(guò)20余年的發(fā)展,不少軟件成功地投入使用。如國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的礦井通風(fēng)計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)管理軟件(簡(jiǎn)稱VSM),能再現(xiàn)通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀,預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)變化情況,并給出相應(yīng)的調(diào)節(jié)對(duì)策。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)開(kāi)發(fā)的計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng),專門(mén)用于礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖形管理和火災(zāi)救災(zāi)輔助決策,使用該系統(tǒng)能夠方便地生成礦井通風(fēng)系統(tǒng)圖。貴州

35、工業(yè)大學(xué)采礦教研室研究的MVS?MIS系統(tǒng),提供比較友好的操作界面,數(shù)據(jù)的錄入簡(jiǎn)單,結(jié)果輸出多樣化,系統(tǒng)安全可靠,資源的共享性強(qiáng),該系統(tǒng)投入使用,帶動(dòng)了通風(fēng)安全管理工作的一體化進(jìn)程,加速了礦山企業(yè)管理信息化的發(fā)展步伐。但是這些軟件只能做礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化的部分工作。在實(shí)際的通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化工作中,由于缺乏專門(mén)的通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化決策支持軟件,工作人員面對(duì)大量數(shù)據(jù)而無(wú)法應(yīng)用科學(xué)的方法進(jìn)行定量計(jì)算,例如在方案優(yōu)選環(huán)節(jié)上,多依據(jù)定性分析和經(jīng)驗(yàn)。另外,在通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化的不同環(huán)節(jié),應(yīng)用不同的軟件,這樣不但繁瑣,而且也不利信息的處理和集中。加上受當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言的限制,原來(lái)開(kāi)發(fā)的軟件在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、軟件操作、信息輸入等方

36、面都存在著缺陷。 礦山通風(fēng)的基本目標(biāo)是為井下各作業(yè)面提供安全、舒適的環(huán)境。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)最主要的手段是以一定風(fēng)速提供適量新鮮空氣以迅速驅(qū)散、稀釋井下污染空氣。通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的第二個(gè)目標(biāo)是使通風(fēng)投資與運(yùn)行費(fèi)用最低。 二、優(yōu)化策略 通風(fēng)工程師可以采月多種策略維持通風(fēng)系統(tǒng)的效率。這些策略包括封閉漏風(fēng)通進(jìn)安裝輔扇或調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)增加與地而連通的風(fēng)道。采取各種補(bǔ)救措施引起的投資和運(yùn)行費(fèi)用高低不一。但任何時(shí)候都必須是安全、可靠和經(jīng)濟(jì)的??梢圆扇〉拇胧┌ǎ焊纳骑L(fēng)門(mén)與采場(chǎng)的維護(hù)狀態(tài)以使漏風(fēng)和失控風(fēng)流循環(huán)??;合適的地方,可以打開(kāi)與現(xiàn)有運(yùn)輸?shù)榔叫械妮o助風(fēng)以減少按需要分配風(fēng)量時(shí)的動(dòng)力耗;選擇最優(yōu)位置安裝工況合適的輔扇

37、以便增加特定部位的風(fēng)量;檢查通風(fēng)刊絡(luò)中風(fēng)機(jī)的數(shù)量、位置和工況;檢查通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中調(diào)節(jié)設(shè)施的數(shù)量、位置和尺寸;利用額外的通達(dá)地表的風(fēng)道例如風(fēng)井、地表井下測(cè)量鉆孔以便通過(guò)利用井聯(lián)通道或通過(guò)建立直通通風(fēng)系統(tǒng)控制漏風(fēng)來(lái)改善新風(fēng)分配;利用自然風(fēng)壓輔助主扇通風(fēng)。 任何手段均會(huì)受到實(shí)際條件的限制。應(yīng)保持相對(duì)風(fēng)速低于4M/S以防止粗塵揚(yáng)起。有時(shí)井下輔扇與調(diào)節(jié)設(shè)施無(wú)法安裝在指定的主干風(fēng)道中。上述措施絕非萬(wàn)無(wú)一失。如果礦山存在氣候問(wèn)題,則礦井通風(fēng)還會(huì)受到進(jìn)一步限制。隨著礦山生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大,開(kāi)采深度的延深,通風(fēng)方法亦應(yīng)相應(yīng)改變。 三、優(yōu)化方法 在設(shè)計(jì)和管理通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)越來(lái)越趨向于使用以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的分析工具。這些工

38、具可會(huì)同設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和通風(fēng)測(cè)量數(shù)據(jù)一起用于獲得礦山服務(wù)期限內(nèi)安全經(jīng)濟(jì)的通風(fēng)方法。在安裝先進(jìn)的監(jiān)測(cè)傳感器后通風(fēng)技術(shù)人員可不斷地更新模擬程序所用的輸入數(shù)據(jù)。 為了得到解決特殊通風(fēng)問(wèn)題的最佳通風(fēng)方案開(kāi)始從現(xiàn)有通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)獲取最新的精確通風(fēng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)著手或從確定通風(fēng)設(shè)計(jì)參數(shù)著手。然后將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)或設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入到穩(wěn)態(tài)礦井通風(fēng)模擬程序中從而計(jì)算出整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)量與壓力平衡值。為了進(jìn)行有效的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì),可利用現(xiàn)代的交互式計(jì)算機(jī)程序,包括市場(chǎng)上買(mǎi)得到的和內(nèi)部開(kāi)發(fā)的穩(wěn)態(tài)礦井通風(fēng)莫擬程序。通風(fēng)技術(shù)人員可憑經(jīng)驗(yàn)“反復(fù)試算法逐步迭代法”確定主扇、井下風(fēng)機(jī)、被動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)施、制冷車(chē)問(wèn)的位置和配置方案,以最小的成本獲得滿意的新風(fēng)量分配

39、。一旦計(jì)算機(jī)對(duì)現(xiàn)存網(wǎng)絡(luò)模擬的結(jié)果與可用的通風(fēng)測(cè)量數(shù)據(jù)相關(guān)性很好,則可將新開(kāi)發(fā)礦井的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬。 隨后可按照前面詳述的通用優(yōu)化策略,運(yùn)用其經(jīng)驗(yàn)和對(duì)特定通風(fēng)系統(tǒng)的有關(guān)知識(shí)進(jìn)行調(diào)整。研究者可用這種方法產(chǎn)生大量且實(shí)用的通風(fēng)方案。盡管許多方案也許可行,但在選用之前可能出于一定的安全考慮而需進(jìn)行完善。 對(duì)每一可行方案,記下其客觀滿意度,計(jì)劃運(yùn)行成本估算安裝費(fèi)用包括監(jiān)測(cè)設(shè)施與失敗保護(hù)設(shè)施的安裝。用迭代通近法選擇出對(duì)于所用方案而言的“最優(yōu)”解,并為礦山管理部門(mén)提出建議性的選擇方案。最終選擇的方案必須是安全經(jīng)濟(jì)的。通風(fēng)設(shè)計(jì)人員的客觀判斷及經(jīng)驗(yàn)對(duì)方案的選擇有很大影響這種迭代法對(duì)于相對(duì)較小的網(wǎng)絡(luò)

40、向題求解是有效的,但隨著工作面距地表的距離不斷加大,通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)漸趨復(fù)雜化,這種方法便會(huì)到達(dá)其應(yīng)用極限。 四、優(yōu)化方法的發(fā)展 前述穩(wěn)態(tài)迭代法的公式化即是形成一個(gè)各通風(fēng)系統(tǒng)組成部分的工況特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式。給定工作面需風(fēng)量,即定義固定風(fēng)量分支,并要確定主扇和輔扇及調(diào)節(jié)裝置的位置和工況以滿足這些預(yù)先給定的風(fēng)量要求。風(fēng)機(jī)壓力和風(fēng)量特性曲線與風(fēng)道阻力曲線等可結(jié)合起來(lái)表達(dá)整個(gè)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)量壓力分布。也可推導(dǎo)確定整個(gè)礦山通風(fēng)總動(dòng)力費(fèi)的表達(dá)式。 所以,用于特定礦山通風(fēng)目標(biāo)的總動(dòng)力費(fèi)可以用這些推導(dǎo)出來(lái)的滿足實(shí)際約束條件的表達(dá)式從數(shù)學(xué)分析的角度進(jìn)行優(yōu)化。該法在過(guò)去幾年中引起了極大的研究興趣。總的來(lái)說(shuō),礦井通風(fēng)網(wǎng)

41、絡(luò)的數(shù)學(xué)優(yōu)化旨在確定輔扇和調(diào)節(jié)裝置的工況和位置以期以最少的動(dòng)力消耗滿足工作面和其它地方預(yù)定的風(fēng)量要求。解的結(jié)果受到輔扇與調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)安裝條件的約束。 如果網(wǎng)絡(luò)中分支不受風(fēng)量分配的限制,風(fēng)流本身將會(huì)按風(fēng)道的阻力特性進(jìn)行分配—即自然分風(fēng)。但是由于存在最低法定風(fēng)量例如對(duì)適用于工作區(qū)的那些法規(guī),故需用輔扇與調(diào)節(jié)設(shè)施控制風(fēng)流分配。如果指定全部分配風(fēng)量,網(wǎng)絡(luò)即為“ 純控制”通風(fēng)系統(tǒng),這類系統(tǒng)的優(yōu)化目標(biāo)將是找出輔扇與調(diào)節(jié)設(shè)施的合適位置以維持期望的新鮮風(fēng)量。但如果網(wǎng)絡(luò)中某些風(fēng)量允許變化而另一些風(fēng)量為規(guī)定風(fēng)量,則風(fēng)機(jī)和調(diào)節(jié)設(shè)施的引入會(huì)改變風(fēng)流的分布,而求解的間題變成了在維持指定風(fēng)量的情況下,盡量降低風(fēng)網(wǎng)中風(fēng)機(jī)的動(dòng)

42、力消耗。這種網(wǎng)絡(luò)稱為“ 廣義控制”通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。 礦井通風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)改造 摘要 本文針對(duì)淮南新集煤礦通風(fēng)實(shí)際情況,采取挖掘內(nèi)部潛力、刷擴(kuò)巷道、風(fēng)量分流、調(diào)整主要通風(fēng)機(jī)葉片角度以及西風(fēng)井主要通風(fēng)機(jī)投入運(yùn)轉(zhuǎn)等措施,解決了礦井?dāng)U建后通風(fēng)能力不足的問(wèn)題,滿足了礦井安全生產(chǎn)需要,取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 安全經(jīng)濟(jì)是衡量礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本準(zhǔn)則。為了實(shí)現(xiàn)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全可靠性與經(jīng)濟(jì)合理性的有機(jī)統(tǒng)一,就必須采取有效措施進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)改造。由于淮南新集煤礦原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為9Mt/a,幾經(jīng)改擴(kuò)建,礦井生產(chǎn)能力增至30Mt/a,而礦井通風(fēng)能力仍是9Mt/a時(shí)的水平,加之采用綜采放頂煤回采技術(shù)瓦斯涌出

43、量大,在這種極為不利的情況下,為了保證礦井安全生產(chǎn),我們依靠?jī)?nèi)部挖潛,加強(qiáng)通風(fēng)技術(shù)管理,進(jìn)行礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造,取得了較好效果。 1 礦井概況 淮南新集煤礦通風(fēng)系統(tǒng)采用中央并列抽出式通風(fēng),副井、混合井進(jìn)風(fēng),主井(兼作提煤)回風(fēng),主井主要通風(fēng)機(jī)型號(hào)為1K58№27,其功率為780KW。礦井進(jìn)風(fēng)量9300m3/mim,礦井回風(fēng)量為11000m3/min,主要通風(fēng)機(jī)負(fù)壓2300Pa。低瓦斯礦井局部按瓦斯管理。 2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造 2.1 降低通風(fēng)阻力 降低通風(fēng)阻力是改造礦井通風(fēng)系統(tǒng)的有效途徑之一.眾所周知,礦井通風(fēng)量和通風(fēng)阻力是由礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)阻特性與主要通風(fēng)機(jī)性能相匹配的工況點(diǎn)決定的,而

44、通風(fēng)阻力是由礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)阻和風(fēng)量決定的。礦井需要風(fēng)量是由生產(chǎn)需要決定的,在一定時(shí)間內(nèi)可以看作常量,因此礦井通風(fēng)阻力主要是由通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)阻值決定,降低通風(fēng)阻力的實(shí)質(zhì)就是降低網(wǎng)絡(luò)風(fēng)阻,其主要方法有刷擴(kuò)巷道和并聯(lián)風(fēng)道。 2.1.1 刷擴(kuò)巷道 根據(jù)通風(fēng)阻力計(jì)算公式得知,巷道通風(fēng)阻力與巷道斷面成反比,因此加強(qiáng)礦井高阻力段的巷道維修,刷擴(kuò)通風(fēng)斷面,必然降低通風(fēng)阻力。 1996年4月,我們針對(duì)-450m主石門(mén)北段巷道斷面小、風(fēng)速超限以及兩條總回風(fēng)上山失修問(wèn)題,采取刷擴(kuò)臥底方法進(jìn)行處理。-450m主石門(mén)北段巷道斷面由7.1m2增至14m2;兩條回風(fēng)下山的斷面增加了6.7 m2,取得了增風(fēng)減阻的效果:礦井

45、風(fēng)量增加了670 m3/min,主要通風(fēng)機(jī)負(fù)壓下降了340pa。另外由于主井兼作提升煤炭,地面主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)峒內(nèi)經(jīng)常於積了大量撒煤,淤煤高度達(dá)1.48m、長(zhǎng)度約40m,造成回風(fēng)斷面銳減,我們定期清理主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)峒內(nèi)淤煤,有效保證了礦井總回風(fēng)斷面。 2.1.2 并聯(lián)風(fēng)道 當(dāng)主要通風(fēng)機(jī)葉片角度一定時(shí),并聯(lián)風(fēng)道能起到降低通風(fēng)阻力增大風(fēng)量,達(dá)到改造通風(fēng)系統(tǒng)的目的。 1996年,我們開(kāi)掘了兩條總回風(fēng)上山和兩條總進(jìn)風(fēng)巷道,與以前相比,礦井總回風(fēng)斷面增加了15.7m2,礦井風(fēng)量增加950m3/min。 在回采1309、1305、1307綜放工作面時(shí),我們充分利用綜放面與多條回風(fēng)上山相通的特點(diǎn),將工作面

46、風(fēng)量分流,不僅降低了通風(fēng)阻力,增加風(fēng)量,而且保證了綜放工作面瓦斯不超限。 2.2 改變主要通風(fēng)機(jī)葉片角度 軸流式扇風(fēng)機(jī)特性曲線是隨著動(dòng)輪葉片安裝角度的變化而變化,葉片角度的改變會(huì)導(dǎo)致氣流流向葉片角度的改變,從而改變扇風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓和風(fēng)量。 1996年7至9月,由于地面高溫和井下采掘工作面的增多,礦井需要風(fēng)量亦增大,我們及時(shí)將主井主要通風(fēng)機(jī)葉片角度由35 調(diào)至40,礦井風(fēng)量由8014m3/min 增至8910 m3/min,滿足了礦井需要要。 2.3 增設(shè)新主要通風(fēng)機(jī),提高礦井通風(fēng)能力 隨著礦井生產(chǎn)活動(dòng)逐漸向深部延伸,礦井瓦斯涌出量增大,礦井需風(fēng)量將增大,而目前在主要通風(fēng)機(jī)葉片角度40運(yùn)行

47、時(shí)主要通風(fēng)機(jī)電機(jī)已超負(fù)荷運(yùn)行,再單靠挖掘內(nèi)部潛力和調(diào)整主要通風(fēng)機(jī)葉片角度來(lái)增加風(fēng)量是不現(xiàn)實(shí)。為此,必須盡快將西風(fēng)井扇風(fēng)機(jī)投入運(yùn)轉(zhuǎn)以滿足礦井生產(chǎn)需要。 根據(jù)生產(chǎn)布局和礦井風(fēng)量的要求,西風(fēng)井投入運(yùn)轉(zhuǎn)后,中央風(fēng)井和西風(fēng)井主要通風(fēng)機(jī)才能合理匹配?中央風(fēng)井可否降低主要通風(fēng)機(jī)葉片角度?聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)通風(fēng)系統(tǒng)如何調(diào)整比較合理可靠等等,為此我們?cè)趯?duì)通風(fēng)系統(tǒng)充分調(diào)查的基礎(chǔ)上,通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化以確定最佳通風(fēng)系統(tǒng)方案。 2.3.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀調(diào)查與分析 (1)礦井通風(fēng)系統(tǒng)阻力測(cè)定 1998年7月,我們與淮南礦院合作對(duì)中央風(fēng)井系統(tǒng)進(jìn)行了礦井通風(fēng)阻力測(cè)定,對(duì)沿途各分支線路風(fēng)量和主要通風(fēng)設(shè)施的漏風(fēng)壓差進(jìn)行測(cè)定。了解礦

48、井通風(fēng)阻力分布及主要設(shè)施的漏風(fēng)情況,掌握了高阻力段和阻力大的原因,取得了礦井主要巷道的風(fēng)阻值和巷道摩擦阻力系數(shù),為西風(fēng)井并網(wǎng)后通風(fēng)系統(tǒng)改造方案的優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。 (2)礦井主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀況分析 1998年8至10月份,我們對(duì)中央風(fēng)井主要通風(fēng)機(jī)和西風(fēng)井主要通風(fēng)機(jī)進(jìn)行了性能鑒定。 鑒定結(jié)果:西風(fēng)井GAF26.6--15--1主要通風(fēng)機(jī)的制造、安裝質(zhì)量較好,主要通風(fēng)機(jī)效率較高。但是在相同角度下,2#主要通風(fēng)機(jī)的通風(fēng)能力比1#主要通風(fēng)機(jī)高,1#主要通風(fēng)機(jī)噪音高于2#主要通風(fēng)機(jī)。 2.3.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀的計(jì)算機(jī)模擬 礦井通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀的計(jì)算機(jī)模擬在于對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化。將通風(fēng)系統(tǒng)各

49、巷道的風(fēng)阻、始末節(jié)點(diǎn)號(hào)及主要通風(fēng)機(jī)特性曲線以數(shù)字形式輸入計(jì)算機(jī),進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)試算和調(diào)整,使分支的風(fēng)阻風(fēng)量與通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)際相符。 (1)繪制通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖 (2)建立通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù),主要包括分支名稱及始末節(jié)點(diǎn)號(hào);分支風(fēng)阻;主要通風(fēng)機(jī)性能曲線;用風(fēng)地點(diǎn)和主要進(jìn)回風(fēng)分支風(fēng)量。 2.3.3通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀分析 調(diào)查發(fā)現(xiàn),礦井通風(fēng)系統(tǒng)的控制風(fēng)流設(shè)施較多,內(nèi)部漏風(fēng)地點(diǎn)多;回風(fēng)側(cè)阻力大,約占總阻力的48%。另外中央風(fēng)井兼作提升,礦井外部漏風(fēng)量較大。 2.3.4西風(fēng)井與中央風(fēng)井并網(wǎng)的通風(fēng)系統(tǒng)方案的確定 根據(jù)礦井通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)際情況和生產(chǎn)布局,我們制定了8種調(diào)風(fēng)方案,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,確定了最終方案:通過(guò)-250

50、m西翼總回風(fēng)巷把中央采區(qū)4000~4200m3/min回風(fēng)調(diào)往西風(fēng)井;在-450m西大巷安設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén),將其回風(fēng)量控制在1800~2000m3/min;西風(fēng)井主要通風(fēng)機(jī)葉片角度為-15和-20。這樣西風(fēng)井主要通風(fēng)機(jī)初期排風(fēng)量為6000m3/min,礦井通風(fēng)方式將由中央并列式改為混合式通風(fēng)。 方案實(shí)施后,礦井中央風(fēng)井主要通風(fēng)機(jī)葉片角度為35,主要通風(fēng)機(jī)負(fù)壓1600pa,排風(fēng)量為10100m3/min;西風(fēng)井主要通風(fēng)機(jī)葉片角度分別為-15和-20,主要通風(fēng)機(jī)負(fù)壓2800pa,主要通風(fēng)機(jī)排風(fēng)量6600m3/min。西風(fēng)井與中央風(fēng)井主要通風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)一次試車(chē)成功,在安徽省尚不多見(jiàn)。不僅徹底解決了礦井通風(fēng)能力不足問(wèn)題,而且保持了原有通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定。 3 .結(jié)語(yǔ) 通過(guò)對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)挖潛、巷道刷擴(kuò)、并聯(lián)風(fēng)道、調(diào)整主要通風(fēng)機(jī)葉片角度以及西風(fēng)井主要通風(fēng)機(jī)的并網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)等,解決了礦井通風(fēng)能力不足問(wèn)題,保證礦井安全生產(chǎn),取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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