淺析礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的改進(jìn)方向

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1、淺析礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的改進(jìn)方向摘　要：本文基于傳統(tǒng)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)工作效率低，能耗比較大，系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理工作量大等缺陷，提出采用新型多風(fēng)機(jī)多級(jí)機(jī)站礦井通風(fēng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用可視化度高的通風(fēng)X絡(luò)仿真軟件能夠大大加強(qiáng)礦井通風(fēng)的管理力度，提高了礦井通風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)工作效率，降低了能耗，保證為礦井作業(yè)地點(diǎn)提供足夠的新風(fēng)量，優(yōu)化了工作空間氣候環(huán)境條件，具有較好的實(shí)用情景。關(guān)鍵詞：礦井通風(fēng)系統(tǒng)、工作效率、能耗、數(shù)據(jù)處理、仿真軟件、新風(fēng)量0前言　　礦井通風(fēng)系統(tǒng)是向作業(yè)地點(diǎn)供給新鮮空氣，排出污濁空氣的通風(fēng)X絡(luò)、通風(fēng)動(dòng)力和通

2、風(fēng)控制設(shè)施等構(gòu)成的工程體系。它對(duì)全礦的通風(fēng)安全狀況具有全局性的影響。礦山安全規(guī)程規(guī)定，每個(gè)礦井必須有完整的合理的通風(fēng)系統(tǒng)。　　本世紀(jì)50年代開(kāi)始，我國(guó)煤礦逐步建立機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)；60年代，建立分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)和棋盤式通風(fēng)X絡(luò)；70年代，出現(xiàn)梳式通風(fēng)X絡(luò)、爆堆通風(fēng)，推廣地溫預(yù)熱技術(shù)及云錫的排氡通風(fēng)經(jīng)驗(yàn)等；80年代，我國(guó)煤礦通風(fēng)技術(shù)以節(jié)約能耗為中心有了比較快的發(fā)展；90年代，我國(guó)開(kāi)展高產(chǎn)高效礦井建設(shè)，礦井自然發(fā)火預(yù)測(cè)系統(tǒng)，快速高效堵露風(fēng)等技術(shù)突飛猛進(jìn)；近時(shí)期我國(guó)取得的主要成就有：高效節(jié)能風(fēng)機(jī)的研制與推廣；礦井火災(zāi)時(shí)風(fēng)

3、流非穩(wěn)定流動(dòng)規(guī)律的研究不斷深化，建立起若干典型風(fēng)流控制方案；多風(fēng)機(jī)多級(jí)機(jī)站通風(fēng)新技術(shù)的應(yīng)用；礦井通風(fēng)X路的節(jié)能技術(shù)改造；建立礦井通風(fēng)計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)和井下風(fēng)流調(diào)控技術(shù)與手段的完善；深井熱源、空氣與圍巖熱交換和礦井熱環(huán)境控制理論與技術(shù)有較大進(jìn)展，初步形成礦內(nèi)熱力學(xué)理論體系等。1礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要意義　　礦井通風(fēng)的目的是為礦井各用風(fēng)場(chǎng)所提供足夠的新鮮風(fēng)量，保證作業(yè)空間良好氣候條件，沖淡或稀釋有毒有害氣體和礦塵等。而礦井通風(fēng)狀況的好壞，在很大程度上直接影響到礦井的安全生產(chǎn)、礦井的經(jīng)濟(jì)效益、礦井的穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn)及

4、礦井災(zāi)害時(shí)期的應(yīng)變能力等。因此，在礦井通風(fēng)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)期間，均應(yīng)對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性進(jìn)行分析?！　〗⑼晟频牡V井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井安全生產(chǎn)的基本保證。目前用通風(fēng)方法排除井下瓦斯、粉塵和熱量的平均能力，估計(jì)為：排除全礦井瓦斯量的80%-90%；排除回采工作面瓦斯量的70%-80%；排除裝有抑塵裝置回采工作面粉塵量的20%-30%；排除深井回采工作面熱量的60%-70%。礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)是礦井設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，是反映礦井設(shè)計(jì)質(zhì)量和水平的關(guān)鍵因素之一。它不僅關(guān)系著礦井建設(shè)速度、投產(chǎn)時(shí)間、基建投資的多少，而且

5、對(duì)礦井投入生產(chǎn)后的生產(chǎn)面貌和經(jīng)濟(jì)效益也有長(zhǎng)遠(yuǎn)的影響。生產(chǎn)礦井由于生產(chǎn)布局的變化、自然條件的影響及生產(chǎn)能力的提高，必須進(jìn)行礦井通風(fēng)系統(tǒng)的改造。礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造是生產(chǎn)礦井改造的重要內(nèi)容之一。2傳統(tǒng)礦井通風(fēng)系統(tǒng)　　我國(guó)煤礦自50年代開(kāi)始采用機(jī)械通風(fēng)，但風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率一直較低。據(jù)統(tǒng)計(jì)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)效率僅約40%，比設(shè)計(jì)的風(fēng)機(jī)效率降低一半以上。通風(fēng)能耗約占礦井總能耗的1/3，通風(fēng)電費(fèi)約占通風(fēng)能耗的70%。大型礦井的風(fēng)機(jī)裝機(jī)功率高達(dá)數(shù)千千瓦，年通風(fēng)電費(fèi)達(dá)數(shù)百萬(wàn)元。造成礦井通風(fēng)系統(tǒng)能耗高的主要原因是：①通風(fēng)方法和設(shè)計(jì)手段；②風(fēng)

6、機(jī)性能；③管理水平。　　我國(guó)礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)多數(shù)采用統(tǒng)一的主扇通風(fēng)系統(tǒng)，漏風(fēng)系數(shù)取得大以及按最困難時(shí)期的最大風(fēng)壓選擇風(fēng)機(jī)，使選取的風(fēng)機(jī)風(fēng)壓過(guò)高，通風(fēng)系統(tǒng)建成后，由于煤礦開(kāi)采技術(shù)上的特點(diǎn)，致使主扇的工況點(diǎn)風(fēng)壓比設(shè)計(jì)的風(fēng)壓低得多。我國(guó)大多數(shù)煤礦所使用的70B2風(fēng)機(jī)屬于高、中風(fēng)壓和中流量風(fēng)機(jī)，高效率區(qū)多在2000-3000Pa范圍內(nèi)。而煤礦當(dāng)風(fēng)量為40-90m3/s時(shí)，礦井總阻力多在600-900Pa之間。風(fēng)機(jī)等積孔與礦井通風(fēng)X絡(luò)等積孔不匹配，使風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期在低效率區(qū)運(yùn)轉(zhuǎn)。3礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究3.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)

7、優(yōu)化設(shè)計(jì)遵循的原則　　新礦井在通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)或生產(chǎn)礦井在進(jìn)行通風(fēng)系統(tǒng)技術(shù)改造設(shè)計(jì)時(shí)，必須根據(jù)礦井的地質(zhì)條件、礦井開(kāi)拓和生產(chǎn)布局可擬定出很多可行的設(shè)計(jì)一方案，并且各個(gè)方案各有優(yōu)缺點(diǎn)。要從眾多的方案中確定出最優(yōu)的通風(fēng)系統(tǒng)方案，必須首先確定礦井通風(fēng)系統(tǒng)的評(píng)判指標(biāo)。3.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)展　　由于礦井通風(fēng)系統(tǒng)非常復(fù)雜，通風(fēng)系統(tǒng)的解算是相當(dāng)復(fù)雜的，手工解算或是利用傳統(tǒng)的通風(fēng)X絡(luò)解算軟件解算工作量太大根本無(wú)法達(dá)到及時(shí)得到井下通風(fēng)狀況的目的。所以開(kāi)發(fā)出一個(gè)功能強(qiáng)大、界面友好、操作簡(jiǎn)潔方便、可視化度高的通風(fēng)X絡(luò)仿真軟件

8、能夠大大加強(qiáng)礦井通風(fēng)的管理力度，為保證煤礦安全生產(chǎn)奠定良好的基礎(chǔ)?！　∑菀诵览脤＜蚁到y(tǒng)技術(shù)，符火災(zāi)救災(zāi)專家經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐得出的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)收集起來(lái)，經(jīng)過(guò)整理加工，形成有關(guān)控風(fēng)措施的知識(shí)庫(kù)；此外，根據(jù)巷道供風(fēng)作用為巷道分類，從而形成數(shù)據(jù)庫(kù)，最后編制成推理機(jī)。　　劉劍于1993年開(kāi)發(fā)FortranCAD系統(tǒng)，可查詢采場(chǎng)剖分信息，根據(jù)漏風(fēng)源匯位置坐標(biāo)，可查詢對(duì)應(yīng)的單元號(hào)，是否為邊界單元等等；根據(jù)漏風(fēng)源匯的漏風(fēng)量，計(jì)算單元