矿井通风的重要性（通用7篇）
矿井通风的重要性 篇1
目前, 我国煤矿企业在机械自动化方面的技术还不够成熟, 依然需要大量劳动力进行井下生产, 因此对井下环境有了更加严格的要求。煤矿通风系统作为矿井安全生产的保障, 利于井下生产的安全运作。由于井下瓦斯气体、粉尘等容易引起危险事故, 因此, 加强矿山安全管理, 具有十分重要的意义。
1 煤矿矿井通风管理的重要性以及影响因素
1.1 煤矿矿井通风管理的重要性
煤矿井下通风系统的作用不仅在于确保井下空气达到安全状态, 空气中含有的粉尘或者瓦斯不影响井下作业的安全生产, 也要充分保证矿工的身体健康不受过大影响。一般情况下, 我国很多煤矿采用的矿井通风系统都是由大型抽风机组设备组成的, 而矿井的入口则是入风口。煤矿矿井通风方法、应用的技术、通风网络以及相关机械设备等一起构成了矿井通风系统。总体而言, 矿井通风系统的主要构成部分为通风网络、通风机组。要想确保通风系统可以实现正常、稳定、高效的运行, 就要加强通风管理。
1.2 影响煤矿矿井通风安全管理的因素
目前, 煤矿矿井通风系统的设计、管理等不仅仅局限于确保井下作业的安全生产, 更要注重井下生产的环境, 从而为作业人员提供较好的生产环境。煤矿井下实际生产过程中, 容易受到多种因素的影响, 并使井下生产环境充满了不确定性。因此, 在煤矿矿井生产管理中要注意以下几种因素:
一是煤矿通风系统管理是否良好, 对矿井的稳定运行具有直接影响。做好通风系统管理, 是煤矿安全生产的主要内容, 矿井当中各个系统的设备网络都密切联系在一起, 其中和通风系统有密切联系的系统设备也非常多。要确保煤矿通风系统能够得到十分有效地管理, 不仅需要有关管理人员具备较高的职业素质及安全生产的意识, 还需要进一步完善矿井通风系统管理机制, 从而为矿井通风系统正常运行提供保障。
二是矿井通风系统的技术水平对通风系统的稳定运行具有重要影响。通风系统具备较高的技术含量, 利于系统实现高效运行。近年来, 随着科学技术的发展, 矿井通风系统在一定程度上实现了技术变革, 安全性能也有所提高。在新时代影响下, 如何将先进的科学技术和煤矿通风技术相结合, 实现矿井的安全运行, 并不断开发更加高效的通风技术, 才是煤矿实现稳定发展的基础内容。
三是矿井作业人员的职业素质对通风系统正常运行具有一定影响。矿井下的环境非常复杂, 危险系数相对比较高, 而且井下生产环境具有多变性。在此情况下, 井下作业人员需要具备较高的安全意识, 主动防范危险事故的发生;对于井下相关机械设备或者开关等, 不可随意触碰, 对矿井中通风系统存在的安全问题要及时上报给有关管理人员, 以便尽快处理解决。除此之外, 对于矿井通风管理人员而言, 还需要具备较好的专业水平, 充分了解并掌握通风知识、技巧等, 密切观察监控系统。同时, 管理人员要注重通风监控系统的定期维护、保养等, 从而在根本上防止因监控失败而导致的危险事故。
四是井下环境因素的多变性影响矿井安全生产。通风管理人员对井下环境的变化不仅要进行实时监控, 还需要结合井下环境的变化, 适当调整通风系统的内容, 使其和井下环境的变化相适应。对矿井进行开采时, 随着矿井深度的不断增加, 井下聚集的瓦斯气体、粉尘等也比较密集, 危险系数增加, 从而使作业人员的身心健康受到严重威胁。
2 加强煤矿矿井通风管理的具体措施
近年来, 随着我国煤矿企业的不断增加及科学技术的发展, 矿井通风技术也得到了很大程度的改善, 在此情况下, 需要尽快对其管理制度进行相应的完善, 从而使其与通风系统技术相适应。
2.1 建立健全煤矿矿井通风系统的管理机制
在各项工作中, 通过行之有效的管理控制, 都可以确保工作顺利开展并结束。对通风系统进行科学、有效的管理, 可以在很大程度上提高煤矿通风系统运行的安全性, 确保开采工作顺利进行。进一步完善管理机制, 利于矿井通风技术的贯彻和落实。而建立完善的煤矿矿井通风安全生产监管机制, 制定有效的监控手段, 构建利于矿井通风系统安全生产的法律法规保障体系, 都十分利于矿井的稳定运行。
2.2 加强通风系统管理人员的安全意识、责任意识
矿山安全的重要性重于其他工作, 由于煤矿生产中安全事故频发, 严重威胁了作业人员的生命安全, 因此也受到了社会各界的广泛关注。矿井作业人员作为矿井生产中的主体, 对其进行安全教育十分重要。只有在根本上提高矿井作业人员的安全意识, 使其在整个井下作业中具备井下生产时高危因素的辨别、防范意识, 从而在最大程度上避免各种危险事故的发生。除此之外, 还需要对井下作业人员进行技术培训, 让员工充分掌握矿井通风系统的各项指标、技术等操作流程, 在细致学习之后具备责任意识。通风系统管理人员具备较高的责任意识, 及时处理系统在日常运行中的问题, 并对突发状况制定相应的应急处理措施, 从而使问题在最短时间内解决, 防止出现更大的损失。
2.3 重视通风工作日常管理
煤矿企业需要制定完善的通风安全管理计划, 将煤矿自身发展的情况和国家制定的有关安全生产方针、煤矿生产技术、通风安全技术资料等密切结合在一起, 使计划得以落实, 发挥其安全管理的作用。一般情况下, 通风日常技术管理的内容主要是技术文件管理或者技术资料管理, 包括矿井通风系统图、网络图以及瓦斯监控系统图等, 并实时收集有关数据, 如通风参数、瓦斯含量及地质资料等, 以便为通风管理工作提供有效的参考依据以及数据支撑。由于矿井的通风基础设施对于安全生产意义重大, 因此, 煤矿要安排专人定期检查维修, 以确保相关设施设备的完整性。
3 结语
煤矿矿井通风技术在发展中, 通过和新兴技术有机结合在一起, 很大程度上提高了通风系统运行的稳定性, 并使井下各种作业设备受到实时监控, 进而节约了大量的人力资源, 并提高了管理效率。多种先进技术及设备投入在矿井通风系统之后, 也增加了设备的管理与维修难度, 因此, 需要管理人员具备更多的专业知识, 更好的完善煤矿矿井通风管理技术, 促进煤矿的安全生产。
摘要：我国煤炭资源储备量在世界排名中居于前列。社会经济的发展离不开能源的支持, 对煤炭进行有效开采是我国经济发展的推动力。通常情况下, 煤炭需要在地下深处进行开采, 存在的安全风险比较大。最近几年, 随着煤矿企业安全保障系统的不断完善, 矿井通风系统发挥了十分重要的作用, 是井下安全作业的重要保障。
关键词：煤矿,矿井通风,管理
参考文献
[1]张飞, 崔信磊.现代煤矿矿井通风安全管理措施分析[J].大科技, 2014, 04.
[2]宁传军.关于加强煤矿矿井通风安全管理措施探讨[J].科技创新与应用, 2014, 26.
[3]赵彬.浅析煤矿矿井通风安全控制的影响因素[J].科技研究, 2014, 14.
[4]高山.对现代煤矿矿井通风安全管理措施的分析研究[J].科学导报, 2014, 21.
[5]周志翔.论做好煤矿矿井通风的技术措施[J].商品与质量·建筑与发展, 2013, 07.
矿井通风风量的测定 篇2
矿井通风的主要参数之一就是风量, 即单位时间内通过井巷空气的体积。a) 测风站要求。 (a) 必须设在直线巷道中; (b) 测风站长度不少于4 m; (c) 测风站前后10 m内没有拐弯和其它障碍; (d) 测风站应挂有记录牌, 注明编号、地点、断面积、平均风速、风量、测风日期、测风点; (e) 测风站应设在没有漏风、支架齐全、断面变化不大的巷道内;b) 测风方法。测风采用定点法、九点法和线路法, 求出平均风速。在同一断面测风次数不少于3次, 每次测量结果的误差不应超过5%, 然后取3次的平均值。测得平均风速后通过测风站的断面积计算出巷道风量。《煤矿安全规程》规定, 至少每10 d要进行一次全面风量测定。
矿井通风的重要性 篇3
针对当前国内在煤矿通风仿真系统软件设计中存在的不足, 设计基于矿井通风三维可视化的仿真系统, 通过通风系统的三维自动构建、三维可视化、对动态风流仿真及通风图属的三维交互查询, 实现对煤矿通风的立体监控操作, 不仅可以便于对煤矿通风的三维可视化管理, 也将会有利于提升煤矿矿井通风的监控质量。以下以北方山西阳煤煤矿为例, 探讨基于矿井通风仿真系统的煤矿通风系统设计, 具体介绍如下。
1 煤矿基本情况
针对北方地区山西阳煤煤矿 (下称“该矿”) , 其位于山西省境内, 该矿井对外交通方便, 地理位置十分优越, 有着丰富的浅部煤炭资源;井田面积83.6km2, 地质储量10.6×108t。可采储量6.4×108t。矿井设计能力为240×104t/a, 核定能力为290×104t/a, 主采3#、12#、15#煤层。矿井产量已持续多年保持在400×104t以上。为石炭系、二迭系煤质、煤种和主要产品结构为:3#、9#、15#、15#下煤为井田赋存稳定。且在该矿井开采中, 由52211风巷 (-506 m) 为52211切眼“h4”测点向上11.6 m处按328°经度方位施工, 其风巷设计中全长为535 m, 其上对应的C13煤已被回采, 下覆B10煤也已回采, 本次矿井的施工范围是F10-5、F10-5 (8) 之间的断层内, 风巷北断也将会靠近F10-5 (8) 断层带;在该矿井中, 其风巷水文地质情况较为复杂, 最大涌水量为3.0 m3/h~6.5m3/h, 正常涌水量为1.0 m3/h~2.5 m3/h, 且还具有煤尘爆炸的危险性, 只有加强对矿井的通风管理及瓦斯监测工作, 才可以确保矿井施工安全。
2 矿井通风仿真系统对煤矿通风系统的设计
2.1 系统需求分析
a) 在矿井通风系统的设计中, 应该合理利用通风动力, 以最经济的方式为井下用风点提供足量空气, 确保矿井具有适宜的温度、湿度, 并可以保持矿井中具有良好的气候条件, 从而可以保证井下作业人员安全;b) 在矿井通风仿真系统设计中, 还应该采取符合矿井实际情况的矿井通风方式及矿井通风方法, 能有效控制矿井风向及风量, 防治瓦斯、火灾、粉尘灾害;c) 在设计该系统中, 还可以借助现代化信息管理技术, 应用计算机作为辅助手段, 实现对矿井通风系统的管理, 加强矿井通风管理, 提高煤矿通风系统的抗灾能力;d) 在矿井的通风仿真系统设计中, 应该具有人性化的系统操作界面, 提高系统操作的友好性, 并能够积极改善矿井通风状况, 确保煤矿矿井施工安全。
2.2 系统功能分析
在矿井通风系统设计中, 系统应该具备绘制通风系统图、网络图的能力, 同时也应该具备风机选型、风机调节、自然分风管理、按需分风解算的能力, 实现对通风的最优设计与改造, 调节控制矿井通风状况。并且在煤矿通风系统设计中, 在基于矿井通风仿真系统的设计中, 还应该具备风机管理、通风报表、故障诊断及矿井灾变处理的能力, 可以应用计算机图形系统, 以此来建立基于矿井的三维通风网络模型, 能够实现通风系统的数字化、可视化管理, 对系统的网络数据进行实时处理、解算, 为矿井管理人员及技术人员提供数据支持。并且在矿井通风仿真系统设计中, 还应该采用先进的计算机图形及数据库、虚拟现实技术, 实现三维建模功能, 使用户对复杂矿井内的通风情况, 仅以三维图形就能够实现对矿井各个巷道风量、风向的实时解算, 实现对矿井通风的全方位管理。
2.3 系统硬件组成
针对该煤矿通风系统设计, 对其矿井通风设计中应用通风仿真系统, 可以有效实现对矿井内通风状况的结算, 确保矿井作用安全。该矿井通风系统的硬件中, 应该确保系统满足实际用工需求, 确保矿井通风正常, 降低矿井事故的发生。针对该煤矿矿井的通风仿真系统设计, 那么其通风系统应该包括三维自动构建、三维可视化及动态风流仿真、通风图属三维交互查询四个部分组成, 故此, 在该矿井仿真通风系统分布设计中, 将会应用到DP接口、I/O传输、传感器、电力参数采集、以太网、PLC、上位机、电源模块、CPU、AD转换等, 以满足对矿井通风仿真软件的硬件设计需求, 为矿井作用安全提供保障。[1,2]
2.4 系统软件设计
在该矿井通风仿真系统的软件设计中, 应该确保矿井通风仿真软件具备一定的智能性、可靠性、实时性与稳定性, 确保矿井通风系统可以提高通风系统工作效率。因此在系统的软件设计部分, 应该包括以下几个方面。
a) 对于矿井通风仿真软件系统的软件设计中, 应该实现网络解算, 实现对矿井通风系统的仿真、预测及分析, 在系统的软件设计中, 应该包括对自然分风解算、需求分风解算及设计工况点的选择风机, 然后确保在软件实际应用中, 可以利用网络解算结果, 实现对通风系统的仿真模拟, 及对网络结构的评价优化。该软件的流体网络图如图1中所示;
b) 在矿井通风仿真软件系统软件设计中, 还应该确保对矿井通风网络结构的合理性分析与评价, 可以确切计算出该通风系统网络结构的合理性系数, 从而可以判断出该网络结构的合理性。能够以图形和表格的方式, 对于主要通风机工况点进行稳定性判断, 找出通风系统中的困难工作面通路, 计算系统中的进风、用风及回风阻力, 并且能够以图形和表格方式对通风系统实施角联分支查询;
c) 在该矿井通风仿真软件系统的设计中, 系统可以绘制清晰、准确的网络图, 以实现对矿井通风系统的可视化, 通过计算网络数据, 自动生成网络图, 随后可以根据网络数据, 以将用风地点排列在网络图的中央, 使矿井的通风系统结构被管理人员一目看清, 同时在网络图中, 还具有一定的GIS功能, 可以对图上显示的分支巷道名称、长度及断面、风量等参数进行及时编辑计算, 确保通风系统分析软件可以和网络图软件融合起来, 可视化的管理矿井通风情况;
d) 在该矿井通风仿真软件系统的软件设计中, 应用通风机智能选型软件, 可以计算出用风地点的风量, 并且还可以计算出矿井风量及通风系统阻力, 计算主要通风机工作风量及风压;还可以根据网络图上的巷道参数、通风参数及风机工况点, 将其修改数据存入到数据库中, 进行网络解算。能够把矿井的网络图导入到CAD系统, 并且可以在绘图仪上进行输出, 针对软件系统中所有的生成数据及文字解算结果, 还都可以导入到WORD中。
3 矿井通风仿真软件系统的应用分析
在煤矿开采中应用矿井通风仿真软件, 将用户操作转变成为矿井通风网络解算文件, 也就是通过网络拓扑结构、参数数据文件、节点数据文件、筑物数据文件、风机特性曲线库文件的形式, 规划出该系统的通风网络图, 并对该网络进行解算, 还原原始数据。
通风量计算中的应用:
在该矿井的通风风量计算中, 根据通风仿真软件系统, 对矿井矿井总风量进行计算:按柴油设备单位功率指标4.08 m3/ (k W·min) , 以总功率为依据, 折算总风量为:Q=576 k W×4.08 m3/ (k W·min) =2 350.08m3/min, 即39.16 m3/s。
通风负压计算。巷道通风负压由式 (1) 计算:
式 (1) 中, hi为巷道通风负压, Pa;P为巷道周界, m;L为巷道长度, m;S为巷道断面, m2;qi为巷道所需风量, m3/s;a为摩擦系数, N·s2/m4。
最终计算得矿井总负压为1 800 Pa。
矿井巷道所需风量按排尘风速计算:
式 (2) 中, Q为放矿巷道所需风量, m3/s;V为风速, m/s;S为巷道断面, m2。
矿井总风量计算中, 可以根据式 (3) :
式 (3) 中, Qm为矿井总风量, m3/s;Qi为各类作业面所需风量, m3/s;K为风量备用系数, K=1.5;Ni为各类作业面的数量, 个。
针对各类作业面所需风量, 各类作业面的数量及风量备用系数从而计算出总风量:Qm=1.5× (2.4×4+1.75×3+2.1×5+1.34×3+2+2.5×2) =54.4 m3/s。
对于矿井的通风系统布置中, 采用单翼对角的抽出式通风方式, 也就是由副井来进入新风, 并且经井底车场及石门, 从而可以进入阶段运输巷道。在实际中, 还应该考虑作业面分风需求, 确保矿井采矿中的风流通风, 可满足生产通风要求。减少因负压不平衡问题, 确保风量分配合理, 在主要需风岔口及回风联络道中, 使扇风机安全经济地运转, 可以设测风站及活动式调节风门, 应用矿井通风仿真系统, 实现对矿井掘进面的通风管理, 确保矿井通风安全。
4 结语
建立可视化的矿井通风仿真系统, 根据当前煤矿矿井特点, 设计基于煤矿通风系统的仿真系统, 优化改造当前的矿井通风仿真系统, 应用软件优化矿井通风网络, 实现对矿井通风系统的模拟监控, 强化煤矿通风管理, 有效提升煤矿开发的现代化进程, 具有实际的应用价值。
参考文献
[1]邢玉忠.矿井重大灾害动态机理与救援技术信息支持系统研究[D].太原:太原理工大学, 2012.
矿井通风系统技术的研究 篇4
关键词：矿井通风系统,通风技术,优化方案
矿井通风是矿井安全生产的前提, 对于矿井的开采也是至关重要的。尤其是“一通三防”的观念是重中之重。所谓“一通三防”, 一通是指向井下源源不断的输送新鲜空气, 一般情况下称之为矿井通风;而“三防”就是防瓦斯、防煤尘和防火工作。但是, 就目前大多数的煤矿的生产现状而言, 安全问题是不容乐观, 如煤矿的瓦斯、煤尘、火灾事故频繁发生, 带来重大的损失。
1 矿井通风技术的发展
我国对矿井通风理论与技术研究, 取得了一些进展。如对井巷通风阻力进行了广泛的研究与测定;建立了各类作业面紊流传质方程及污染物浓度分析计算方法;应用电子计算机计算和分析复杂通风网络;矿井火灾时风流非稳定流动规律的研究不断深化, 建立了若干典型风流控制方案;深井热源、空气与围岩热交换和矿井热环境控制理论与技术有较大进展, 初步形成矿内热力学理论体系;开展了矿井通风系统优化与控制的人工智能技术研究等。
2 矿井通风系统评判指标体系
矿井通风系统的好坏可以用定性和定量两种指标来评定。依据矿井通风的相关理论并结合生产实践的经验, 评判矿井通风系统好坏的指标。具体如图1所示。
3 掘进工作面局部通风系统优化
掘进工作面的局部通风系统的优化, 具体内容如下:
3.1 保证局部通风机安全运转。
井下各掘进队要高度重视局部通风机管理、双风机双电源自动切换、风电闭锁试验工作。按规定要求每日按时进行试验, 做到断电闭锁灵敏可靠, 发现的问题及时进行了处理, 记录规范清晰。机电管理单位要加强局部通风机供电设备的维护, 确保了局部通风机的安全可靠供电。通过调查研究、统计分析研究, 并参考有关技术规范、法规和经验, 确定出各指标评价分级的界定范围值。如表1所示。
3.2 减少井下掘进工作面的漏风。
通风管理部门的基本任务是减少漏风。因为漏风会使工作面和用风地点的有效风量减少, 工作面气候条件降低, 增加电能的消耗。同时还要降低风筒的风阻。
3.3 掘进工作面通风安全技术装备系列化。
掘进工作面通风安全技术装备系列化主要内容如下:
保证局部通风机稳定运转的装置;加强瓦斯检查和监测;综合防尘;防火防爆;隔爆与自救。实施掘进安全技术装备系列化的矿井, 能够提高矿井防灾和抗灾的能力, 降低矿尘浓度与噪声, 从而改善了掘进工作面的作业环境, 同时煤巷掘进工作面的安全性也得到了提高。
4 矿井通风系统优化设计探讨
建立合理的矿井通风系统是矿井安全生产和提高经济效益的基本保证。
4.1 优化方案的拟定。
通风系统优化原则。通风系统要考虑到通风费用经济、优化设计方案技术的可行性、可调性稳定性等方面。同时还要考虑到一些基本要求, 如通风系统要简单、风流稳定、运行费用低、综合经济效益好等因素。
4.2 优化方案探讨
4.2.1设计支持系统的研制。矿井通风系统整体优化设计理论与方法的实现都以计算机为工具, 矿井通风系统计算机软件的建立应该以决策支持系统为主。4.2.2矿井通风能力合理核定。矿井通风能力核定工作是衡量矿井生产组织是否科学的标尺和遏止瓦斯事故发生的有效途径。在设计或改造通风系统时, 要合理的进行通风网络设计、风机选型和网优化, 提高通风系统预防灾害和抗灾能力。4.2.3从定性到定量的综合集成技术。采取人-机结合、人-网结合、以人为主的信息、知识和智慧综合集成。4.2.4监测点的最优布局理论在系统的适当位置, 安排一定数目的监测点和提供必要的数量信息, 以此来反映系统的运行状态, 监测系统是否运行正常。
4.3 模糊优选分析程序。
主要流程如图2所示。
结束语
随着社会的发展, 人类越来越重视不断改善自身的生存环境, 世界各国在矿井通风方面也取得了一些成绩。但随着矿产资源开采深度的不断加深, 矿井必将会有岩温增高、风路延长、阻力增大、风量调节困难、漏风突出受阻等问题的出现。因此, 如何有效地解决深部矿井的通风优化设计问题是至关重要的, 相信随着不断的研究, 必定会有更好的通风安全技术出现。
参考文献
[1]赵梓成, 谢贤平.矿井通风理沦与技术进展评述[J].云南冶金, 2002 (3) .
[2]廉战军.矿井通风与安全[M].太原:山西人民出版社发行部, 2010.
通风矿井瓦斯的催化燃烧 篇5
1 贵金属催化剂
近年的研究表明贵金属催化剂中最好的催化剂是Pd/Al2O3[4]。但是Pd催化剂容易失活导致催化活性的降低, 除此之外, Rh, Au均可以作为催化剂, 但是Au的价格比较昂贵, 不适合于工业的大量燃烧使用。
1.1 活性组分
对于Pd催化剂的活性组分是PdO当温度高于750℃时会导致PdO发生还原生成Pd从而使催化活性下降, 转化率下降, 不利于工业燃烧。同时该催化剂的抗硫性很差。与此同时, 其抗酸碱性也很差。
1.2 载体的影响
载体的作用是为了分散催化剂活性组分分散和提高催化剂的机械强度。某种程度上载体也可以对催化剂进行改性或与催化剂的组成发生反应。Al2O3是Pd催化剂的载体, 它增大了Pd的接触表面, 但是随着加热温度的增加, 会导致Pd的活性表面降低, 最终使得催化剂的活性下降。当以ZrO2作为载体时可以增加催化剂的热稳定性[5,6], 这种载体的加入对于Pd来说增加了起催化活性, 但是Guerrero等[7]研究表明载体比表面积增加其催化活性未必增加。与此同时载体的晶型和酸碱度也会对催化剂造成影响, 因而可以看出贵金属催化剂是有多个影响因素的, 因而造成了它的不稳定性。
相对于贵金属催化剂的这些特点可以看出贵金属催化剂存在着许多不足, 因而不适合工业中催化燃烧。
2 六铝酸盐
2.1 六铝酸盐结构与性质
六铝酸盐的通式可以表示为AA112O9其结构有两种磁铅石型 (MP) 和β—Al2O3型, 如图1所示。
它们由互成镜像的尖晶石结构和镜面交替堆积而成的层状结构。主要区别在于镜面上:增加传导镜面层A位阳离子的电荷有利于形成磁铅石型结构, 而增加阳离子尺寸有利于形成β-氧化铝结构, A位镜面阳离子有利于氧的快速传输。同时六铝酸盐具有高热阻, 高温下可保持较大的比表面积, 抗热冲击能力强, 水热稳定性良好被认为是高温催化燃烧最具应用前景的催化剂和活性载体。
2.2 取代离子的影响
2.2.1 镜面层阳离子被取代
镜面阳离子不仅对维持比表面有重要作用, 而且对催化活性影响也较大, 经研究表明[8]Sr2+、Ca2+、Ln3+等可以取代Ba形成六铝酸盐, 但总是伴随杂相, 而且比表面下降较多。La/Sr构成的MP构型的六铝酸盐是目前较理想的热稳定材料。
2.2.2 Al3+被取代
离子半径与Al相近的过渡金属离子可以对六铝酸盐晶格中的Al进行部分取代甚至是完全置换, 近年来实验表明:Mn的取代可使催化活性大幅度提高[9]。
2.2.3 二者同时被取代
对于AMA111O19六铝酸盐不同A、M取代的六铝酸盐体系晶相不同。Eguchi等[10]研究, 发现LnMnA111O19中, 随Ln系离子半径增加活性上升。由于Ln系离子中La3+的半径最大, 因此LaMnA111O19的活性最佳。M为不同离子时, Mn和Cu效果最好。
2.3 前景展望
如果六铝酸盐能够将温度降低至工业常用温度, 那么低浓度的瓦斯就可以得到利用, 这样不仅可以减少温室气体的排放, 而且能够将其燃烧产生的热量用于发热, 热量用于供暖, 缓解了国内的能源紧张。
3 结语
通过对贵金属和六铝酸盐的描述, 显示出了六铝酸盐是极具发展前景的, 它必将成为瓦斯催化燃烧不可缺少的催化剂。
参考文献
[1]GroppiG, CristianiC, LiettiL, etal.Catal[J].Today, 1999, 50:399～412.
[2]严河清 (YanHQ) , 张甜 (ZhangT) , 王鄂凤 (WangEF) .武汉大学学报 (WuhanUniversityJournal) , 2005, 51 (2) :161～1 6 7.
[3]马丽景, 王林宏, 李殿卿, 等.Mn、Fe取代六铝酸盐的结构和甲烷催化燃烧性能[N].吉化工学报, 2006, 11.
[4]王胜, 高典楠, 张纯希, 等.贵金属甲烷燃烧催化剂[J].化工进展.
[5]Zhang H, Grome k J, FernandoG.MaterialsSci.&Eng.A, 2004, 366 (2) :248～253.
[6]GuerreroS, ArayaP, WolfEE.Appl.Catal.A, 2006, 298 (10) :243～253.
[7]黄富荣.云南滇池地区下寒武统磷块岩的稀土元素特征及其地球化学演化[J].稀土, 1995, 16 (4) :48～51.
[8]翟彦青, 李永丹, 孟明.高温燃烧催化剂一六铝酸盐的结构、性质及制备[J].Chi-nese Rare Earths, 2004, 10.
[9]Artizzu—Duart P, Millet J M, GuilhaumeN, eta1.Catalyticcom bustion formethaneonsubstituted bar—iumhexaaluminates[J].CatalysisToday, 2000, 59:163～177.
矿井通风系统的优化及其应用 篇6
矿井的通风系统作为整个工作系统的一部分, 发挥着至关重要的作用。其好坏优劣, 直接关系着整个矿井的安全可靠。近年来, 矿难频繁发生, 最主要的原因就是通风系统不合理, 造成工人呼吸不顺畅。因此, 通风系统的优化, 不仅是保证工人工作环境安全的重要因素, 同时有助于提高矿井的抗灾能力, 是实现高效生产的重要条件。由此可见, 应当建立完善的矿井通风系统, 为矿井经济效益的提升提供充分保障。
1 我国矿井通风系统现状
随着煤炭需求量的不断扩张, 原煤产量也逐渐提升, 然而煤矿事故尤其是瓦斯事故也越来越多。究其原因, 这些问题基本上均是通风系统的不科学合理造成的。在现有的系统中, 如果增加矿井的需风量, 则会增加通风阻力, 对风量的调配困难, 则会造成通风系统的不稳定。另外, 通风线路长, 通风设备差, 漏风现象的出现, 造成了瓦斯的泄漏时有发生。有些小乡镇的煤矿通风能力不足, 但是缺乏专业的人员帮助他们改善系统, 改造意识也十分薄弱, 无法及时对系统进行优化改造, 导致通风事故频频出现。因此, 优化矿井的通风系统, 是保证安全稳定生产, 杜绝通风事故发生的前提条件。
2 优化矿井通风系统的理论依据
对矿井的通风系统进行优化就是了解原系统中存在的不足, 然后分析产生的原因, 提出合理的优化方案进行优化, 确保矿井的安全生产。主要通过以下几个方面进行改进与优化。
2.1 通风方法的改变
通常采用的通风方式包括抽出式、压入式和抽压联合式, 要根据不同的情况采用不同的通风方式。如矿井比较浅, 且具有自燃的危险时, 要采用压入式的通风方式;其他没有特殊要求的矿井, 往往采用抽出式的通风方式;抽压联合式的设备比较复杂, 管理起来也较为麻烦, 因此应尽量避免使用。
2.2 简化矿井的通风网络
复杂的通风网络具有角联风路, 角联风路是指有一条或多条风路把两条并联风路连通的网络。具有角联风路的通风系统的通风性能不够稳定, 容易造成通风不畅引起瓦斯事故。而简单网络可以消除矿井通风系统中的角联网络, 因而要尽量采用简单的通风网络。
2.3 降低矿井的通风阻力
导致矿井通风阻力变大的因素非常之多, 如断面大小的变化情况, 矿井通风网络的情况等等。这就要求技术人员进行实地考察, 了解通风阻力变大的最主要原因, 是风量分配引起的还是巷道的长短或者光滑程度引起的, 然后测量这些量, 得到准确的数据, 根据数据进行分析改进, 以此降低矿井的通风阻力, 达到优化矿井通风系统的目的, 提高安全生产的效率。
2.4 矿井通风方式的改变
矿井的通风方式有很多种, 包括中央分列式、中央并列式、分区对角式、混合式等等, 要根据不同的环境条件, 选择不同的通风方式。需要考虑的是矿井煤层的地理条件, 存储情况, 煤矿的自燃可能性等。对于井田面积较小、煤矿隐藏较深的矿井适合采用中央并列式的通风方式, 但是该方式会造成通风阻力大、风路长、漏风多等问题, 不利于煤矿的开采。对于井田面积较大、煤矿隐藏较深的矿井, 宜采用中央对角式的通风方式。
2.5 采用合理的通风设施
当矿井自然分配风量时, 切勿采用通风设施, 极易使得通风阻力变大。当矿井无法自然分配风量时, 加入科学的通风设施, 如风门、风墙、风桥、风窗等。要根据具体情况, 采用合理的通风设施, 要注意通风设施的摆放位置, 数量, 保证能够通风顺畅, 经济合理。还要严格控制通风设施的质量, 保证其正常工作, 避免漏风、风流短路、有害气体涌出等现象的发生, 提高整个通风系统的安全可靠性。
2.6 合理配备矿井通风量
要根据通风量计算方法计算每个地方所需的通风量, 有效地稀释并排出瓦斯、煤尘等有害气体, 保证工作人员的安全。合理配备矿井的通风量对于通风系统至关重要, 因为随着矿井深度的增加, 所需的通风量是不同的, 如果不能合理配备, 很有可能引起事故的发生。要根据所需的风量, 及时更换通风机, 对风量需要少的地方, 减少通风机还能降低成本。故合理的配备通风量是安全生产的前提, 也是降低生产成本且提高经济效益的有效手段。
3 矿井通风系统的优化方案
3.1 优化前的通风系统
某煤矿的通风方式为中央并列通风系统, 从北风井、新副井和老副井进风, 从东风井回风, 东风井安装两台BDK-10-NO40 (1 600 k W×2) 对旋轴流式风机, 通风方法为抽出式。矿井总进风量为128 m3/s, 总排风量为130 m3/s。
3.2 优化方案的提出
根据实地考察, 得知此矿井的瓦斯浓度较高, 通风线路长、阻力大, 并且还有自燃的倾向, 所采用的系统比较复杂且不合理。为解决上述问题, 提出了一种优化系统的方案, 采用混合式通风系统, 以加大地下的通风量, 降低瓦斯的浓度。
3.3 优化后的通风系统
通风系统优化后, 挖掘了一个新的风井, 采用混合式通风系统, 由北风井、新副井、老副井和东风井四个风井进风, 新挖掘的风井作为中心风井进行回风, 在新风井中新安装两台BDK-8-NO31 (800k W×2) 通风机, 通风方法为抽出式。增加总进风量为211 m3/s, 总排风量为220 m3/s。
3.4 优化前后通风系统的比较
进行优化后的系统与之前的系统相比, 具有以下优势。
1) 该矿井改变了通风方式, 因此能够降低通风阻力。新风井的增加, 增加了原有的通风量, 有助于采煤人员通风的顺畅。此外, 在四个风井中央增加一个风井, 缩短了通风线路, 各巷道的断面也有所扩张, 在很大程度上降低了通风的阻力。
2) 降低了矿井内瓦斯的浓度。在通风系统优化前, 风井的总排风量为130 m3/s, 优化后的风井的总排风量为220 m3/s, 大大降低了瓦斯的浓度。在矿井中瓦斯超量的现象经常发生, 优化前的总排风量太小, 很容易造成瓦斯事故, 优化后的系统有利于安全生产的进行, 提高了矿井的抗造能力。
3) 增加了矿井中各地的用风量。优化前的系统进风量少, 而地下用风的地点较多, 造成地下采掘工作的失衡。在地下掘进的速度与采煤的速度相差甚远, 这便需要加快掘进速度, 而掘进速度的加快, 就造成了瓦斯抽放的不完全, 导致瓦斯浓度过高。系统优化后, 进风量增加, 满足了各个地点的用风量, 降低了瓦斯的浓度, 为安全生产提供有力保障。
除上述之外, 优化系统之后的风量增大, 当发生意外时, 可以尽快将有毒气体排出, 限制了灾害的扩大, 易于救灾工作的顺利展开。系统优化之后, 可以在地下多安装几个采掘机, 可以加快生产的效率。当然, 由于增加一个风井会增加生产成本, 但是采掘速度的加快, 也加快了煤炭的生产效率, 从整体上看系统的优化带来的收益大于成本。
4 结语
通过煤矿通风系统的优化, 使其更加经济合理, 有效地保证了煤矿生产的安全性、可靠性与高效性。同时也加强了煤矿系统的抗灾能力, 大幅度提高了经济效益, 对矿井的整个系统优化发挥着指导作用。所以, 相关人员应当重视矿井系统的优化, 以便于推动矿井生产工作的稳定运行。
参考文献
[1]邢玉忠, 范红伟, 王彦凯, 等.基于瓦斯监测数据的矿井通风系统合理性评价[J].采矿与安全工程学报, 2010, 27 (4) :522-526, 531.
[2]王宏图, 黄振华, 范晓刚, 等.粗糙集-神经网络理论在矿井通风系统评价中的应用[J].重庆大学学报:自然科学版, 2011, 34 (9) :90-94.
矿井通风的重要性 篇7
1.1 我国矿井通风理论与技术研究主要进展
(1) 对井巷通风阻力进行了广泛的研究与测定。
(2) 建立了各类作业面紊流传质方程及污染物浓度分析计算方法, 为风量计算方法提供了理论依据。
(3) 应用电子计算机计算和分析复杂通风网络, 为矿井通风系统分析提供了有效的方法。
(4) 射流通风理论与技术得到发展, 利用风流动压的方向性调节与控制风流的技术获得应用。
(5) 矿井火灾时风流非稳定流动规律的研究不断深化, 建立起若干典型风流控制方案。
(6) 受控循环通风理论推动了空气净化装置的研制和污染源控制技术的发展。
(7) 深井热源、空气与围岩热交换和矿井热环境控制理论与技术有较大进展, 初步形成矿内热力学理论体系。
(8) 开展了矿井通风系统优化与控制的人工智能技术研究。
(9) 开展了露天矿通风理论与技术的研究。
1.2 矿井通风节能技术研究的进展
(1) 多风机多级机站
多风机多级机站具有显著的优越性, 它既可提高矿井有效风量率, 又可节省电能消耗。我国自1983年开始该通风技术的试验研究以来, 先后有几十个大中型非煤矿井采用此技术, 改造原有的通风系统, 都取得了明显的社会效益和经济效益。所谓多风机多级机站, 即是由几级 (至少是二级以上) 风机站接力地将地表新风直接送到井下作业区, 将污风抽排到地表。其需风点的风量调节基本上由风机控制, 尽量避免用风窗调节, 以提高系统的可控性, 使矿井通风系统真正做到按需供风。多风机多级机站的一个显著特点是节能效果好。风机的功率与风量立方成正比。大型风机风量大、风压高、功率消耗大。多级机站采用机站间风机串联及机站内风机并联, 这样所选的风机风量小、风压低, 故功率也小;还可选用新型高效节能风机, 因此能耗低。
(2) 矿井通风系统分析
自然分风网络的优化研究迄今为止仍处于理论摸索阶段, 它的研究对矿并通风设计、计划和管理具有理论和实际的指导意义, 对节省能源、降低通风成本等产生直接影响, 是一个值得重视的研究领域。此外, 无论是控制分风网络优化, 还是自然分风网络优化, 其研究的出发点都是将矿井通风网络处理为静态阶段, 即只能就矿井某一时期的状态进行优化, 但实际上矿井生产是一个动态的、离散化的变化过程, 通风工作应根据生产的变化而不断进行调整, 即使在同一时期, 各需风点的风量和需风点数也是在变动的, 所以需要矿井通风能及时满足生产变化的要求, 发展矿井通风网络的动态优化理论。
2 矿井通风系统优化设计
矿井通风系统设计是矿井设计的主要内容之一, 它不仅关系着矿井建设速度、投产时间、基建投资的多少, 而且对矿井投入生产后的生产面貌和技术、经济效益也有长远的影响, 因此矿井通风系统的优化设计问题, 一直是从事矿井通风工作的专业人员所关注的研究课题之一。近年来, 在这方面虽有不少研究成果, 但有关矿井通风系统优化设计方面还存在许多的问题没有解决, 有的还没有被涉及到。
2.1 设计支持系统的研制
矿井通风系统整体优化设计理论与方法的实现仍要以计算机为工具, 而在目前的计算机硬软件水平下, 建立自动设计系统是非常困难的, 因此矿井通风系统计算机软件的建立应以设计决策支持系统为主。
2.2 监测点的最优布局理论
随着采矿工业的发展, 矿床开采的规模越来越大, 矿井通风系统的规模也随之不断扩大复杂性随之提高, 尤其是多级机站通风系统的采用, 系统管理工作量越来越大。因此采用传统的凭人工经验对系统进行管理的方法越来越不能满足人们对其社会效益和经济效益的要求, 利用计算机和系统工程, 实现矿井通风系统的优化管理和自动监控, 使系统安全可靠经济运行势在必行。因此在系统的适当位置上, 安排一定数目的监测点, 提供必要的数量信息, 以反映系统的运行状态, 是计算机在线优化管理的一个重要环节。可见, 对开展矿井通风测量的监测点最优布局理论的研究是具有重要意义的。
结束语:随着社会的进步, 人类越来越重视不断改善自身的生存环境, 世界各国在矿井通风方面人力、物力的投入也不断加大, 在矿井通风方面也取得了不少成就, 但随着浅部矿产资源的日渐枯竭, 矿产资源开采向纵深发展是必然的趋势, 随着开采深度的增加, 矿井必将出现岩温增高、风路延长、阻力增大、风流压缩放热、风量调节困难、漏风突出、有毒有害物质和热湿排除受阻等问题。因此如何有效解决深部矿井的通风优化设计问题已迫在眉睫。
参考文献
[1]谢贤平, 赵梓成.矿井通风系统的优化及其模糊性[Z].1993 (3) .
[2]薛弈忠.高温深井通风设计的探讨[Z].
[3]冯兴隆, 陈日辉.国内外深井降温技术研究与发展[Z].
[4]王文, 王国君.矿井热害的治理[Z].