通风系统优化

通风系统优化（精选12篇）

通风系统优化 篇1

我矿是采区前进式开采矿井, 随着矿井开采的深入, 采场的不断拓展, 产量的逐年攀升, 通风系统也随之日趋复杂, 通风阻力逐渐在增加, 矿井风量需求越来越大, 通风系统能耗越来越大。这就促使我们必须对通风系统进行优化, 以减小系统阻力, 降低系统能耗。面对如此复杂、变化极其频繁的通风网络, 若是采用人工解算, 费时费力不讲, 重要的是完全失去了时效性。随着计算机在工程领域中的应用, 一些针对通风网络解算的软件也逐渐的成熟起来, 并在实践中得到验证, 为对矿井通风系统进行分析, 从而确定优化方案带来了很大的便利。

1 数据采集

利用计算机软件来完成网络解算, 解算结果的可信程度关键取决于采集数据的数量和真实程度, 所以在建立通风网络模型之前, 我们对矿井通风系统进行了全面的调查, 通过通风阻力测定, 收集并整理掌握了通风系统各分支的相关参数, 包括:巷道断面、巷道长度、摩擦风阻等等, 为模型的建立提供了可靠的基础数据。

2 通风系统网络模型的建立

依据现状通风系统图, 作出与其一致的网络模型, 然后将先前收集所得的基础数据输入到模型中, 通过对一些角联巷道的风阻进行调节, 从而使各条分支以及各个用风地点的风量与实际相符, 这样就建立了一个模型。其中在调节角联巷道风阻时, 应尽量选择那些未进行实际测定, 而采用类比法, 选择相似巷道的百米风阻通过换算得到其风阻的分支作为调节分支, 这样不至于改变主要通路的风阻。因为主要通路的风阻是通过实际测定而得到的, 是与现实状况相符的, 如果主要通路的风阻改变了, 所建立的网络模型就会脱离现状, 这样一来即便各条分支和各用风地点的风量与现实的状况相一致了, 通过这种失真的网络模型解算的解果也将产生很大的偏差。

3 网络解算及结果分析

在成型的网络模型的基础上, 通过局部调整后便能得到不同时期、不同状态下的网络模型, 再对各个时期、各种状态下的模型进行解算, 并对解算结果进行比较、分析, 便能很容易得到由一个时期推进到另一个时期、由一种状态转变到另一种状态时, 矿井风量分布状况的变化。在发生这种变化后, 矿井风量能否满足安全生产需求, 各分支会不会出现风速超限或微风状况, 各用风地点的风量是否能满足其设计要求等等, 通过解算结果能很快得出结论。

3.1 现状通风系统模拟结果分析

对通风系统现状的模拟结果表明:矿井通风阻力为2480.92Pa, 其中回风井筒和进风井筒阻力较大, 分别占矿井总阻力的39.51%和21.82%, 经分析知该矿原设计产量为400万吨/年, 后经过技术改造提升至700万吨/年, 但进、回风井筒及主要进、回风大巷的尺寸均是与原设计产量相匹配的, 相对目前产量较小造成阻力较大;其次, 回风路线通风阻力也占相当大一部分即占总阻力的20.23%, 经分析和现场实地调查得知主要有两个方面的原因, 一是设计断面相对较小, 二是受采动影响巷道变形较大, 断面缩小造成阻力增大。

另外, 通过对现状通风系统进行分析可以很明显的看出东、西两翼风量分布极不均衡。东翼总回风量为17308m3/min, 西翼总回风为11844m3/min。这无形中又增加了矿井阻力。

3.2 不同时期通风系统模拟结果比较

表2对现状及随后四个时间的通风系统进行了比较。通过比较可以很容易看出以下几点:一是西翼13-1新增回风巷东段贯通后, 矿井总阻力有所下降, 下降16.45Pa;二是1112 (1) 工作面进入收作时期, 1210 (3) 上提工作面进入回采时期后, 1112 (1) 面需增阻降风, 从而造成矿井总阻力有所上升, 上升34.85Pa, 同时1112 (1) 面与1210 (3) 面接替期间四个工作面同时生产风量较为紧张;三是新增回风巷码头门贯通后矿井总阻力下降幅度不大, 风量基本没有变化。详见表1《不同时期通风系统网络模拟解算结果表》。

3.3 模拟个别瓶颈段刷大后结果

通过现场调查得知主井下口及部分段回风大巷阻力较大, 应进行降阻。其中对主井下口刷大后的通风系统进行模拟, 结果显示对降低矿井总阻力很有帮助, 刷大后较刷大前矿井总阻力下降100.06Pa, 风量略有上升。

4 通风系统优化方案的拟定

通过对上述解算结果进行分析和实地调查, 现拟定如下方案:一是对井筒附近系统巷道进行刷大, 对部分受采动影响变形严重的巷道进行修复处理;二是对主井下口瓶颈部位进行刷大处理, 三是加快西翼新增回风大巷西段的施工进度;四是合理进行采掘布置, 使两翼风量分布尽量均衡。

5 结语

上述方案经过逐步实施后, 已经收到预期效果, 矿井通风系统得到了优化, 通风阻力得到了很大程度的降低。从而节省了主要通风机的运转费用, 降低了矿井生产成本, 确保了矿井通风系统的稳定、可靠、高效的运行, 保障了矿井的安全生产。

通风系统优化 篇2

主要内容：

一、矿井通风系统——基本任务、类型及其适用条件、主要通风机的工作方式与安装地点、通风系统的选择；

二、采区通风——基本要求、采区进风上山与回风上山的选择、采煤工作面上行风与下行风、采煤工作面通风系统；

三、通风构筑物及漏风——通风构筑物、漏风及有效风量、减少漏风措施；

四、矿井通风设计——矿井通风设计的内容与要求、优选通风系统、矿井风量计算、阻力计算、通风设备选择

一、矿井通风系统

矿井通风系统是矿井通风方式、通风方法和通风网路的总称。

（一）矿井通风系统的基本任务

矿井通风系统的基本任务如下：

（1）供给井下足够的新鲜空气，满足人员对氧气的需要。

（2）冲淡井下有毒有害气体和粉尘，保证安全生产。

（3）调节井下气候，创造良好的工作环境。

（二）矿井通风系统的类型及其适用条件

按进、回风井在井田内的位置不同，通风系统可分为中央式、对角式、区域式及混合式。

1．中央式

进、回风井均位于井田走向中央。根据进、回风井的相对位置，又分为中央并列式和中央边界式（中央分列式）（见图1）。

图1 2．对角式

（1）两翼对角式

进、回风分别位于井田的两翼。

进风井大致位于井田走向的中央，两个回风井位于井田边界的两翼（沿倾斜方向的浅部），称为两翼对角式；如果只有一个回风井，且进、回风分别位于井田的两翼称为单翼对角式。

（2）分区对角式

进风井位于井田走向的中央，在各采区开掘一个不深的小回风井，无总回风巷。

两翼对角式与分区对角式通风系统如图2所示。

图2 3．区域式

在井田的每一个生产区域开凿进、回风井，分别构成独立的通风系统。

4．混合式

由上述诸种方式混合组成。例如，中央分列与两翼对角混合式，中央并列与两翼对角混合式等等。

（三）主要通风机的工作方式与安装地点

主要通风机的工作方式有三种，即抽出式、压入式和压抽混合式。1． 抽出式

如图3所示，主要通风机安装在回风井口，在抽出式主要通风机的作用下，整个矿井通风系统处在低于当地大气压力的负压状态。当主要通风机因故停止运转时，井下风流的压力提高，比较安全。2．压入式

如图4所示，主要通风机安装在入风井口，在压入式主要通风机的作用下，整个矿井通风系统处在高于当地大气压的正压状态。在冒落裂隙通达地面时，压入式通风矿井采区的有害气体通过塌陷区向外漏出。当主要通风机因故停止运转时，井下风流的压力降低。

图3

图4

3．压抽混合式

如图5所示，在入风井口设一风机做压入式工作，回风井口设一风机做抽出式工作。通风系统的进风部分处于正压，回风部分处于负压，工作面大致处于中间，其正压或负压均不大，采空区通连地表的漏风因而较小。其缺点是使用的通风机设备多，管理复杂。

图5

（四）矿井通风系统的选择

根据矿井设计生产能力、煤层赋存条件、表土层厚度、井田面积、地温、矿井瓦斯涌出量、煤层自燃倾向性等条件，在确保矿井安全及兼顾中、后期生产需要的前提下，通过对多个可行的矿井通风系统方案进行技术经济比较后确定。

中央式通风系统具有井巷工程量少、初期投资省的优点，因此矿井初期宜优先采用。

有煤与瓦斯突出危险的矿井、高瓦斯矿井、煤层易自燃的矿井及有热害的矿井，应采用对角式通风或分区对角式通风。

当井田面积较大时，初期可采用中央式通风，逐步过渡为对角式或分区对角式。

矿井通风方法一般采用抽出式。当地形复杂、露头发育老窑多、采用多风井通风有利时，可采用压入式通风。

二、采区通风系统

采区通风系统是矿井通风系统的主要组成单元, 包括采区进、回风和工作面进、回风巷道组成的风路连接形式及采区内的风流控制设施。

（一）采区通风系统的基本要求

（1）每一个采区都必须布置回风道，实行分区通风。

（2）采煤工作面和掘进工作面应采用独立的通风系统。有特殊困难必须串联通风时，应符合有关规定。（串联通风，必须在被串联工作面的风流中装设甲烷断电仪，且瓦斯和二氧化碳浓度都不得超过0.5%,其他有害气体浓度都应符合《煤矿安全规程》的规定）

（3）煤层倾角大于12°的采煤工作面采用下行通风时，报矿总工程师批准。（4）采煤工作面和掘进工作面的进风和回风，都不得经过采空区或冒落区。

（二）采区进风上山与回风上山的选择

上（下）山至少要有两条；对生产能力大的采区可有三条或四条上山。1．轨道上山进风，运输机上山回风 2．运输机上山进风、轨道上山回风

比较：轨道上山进风，新鲜风流不受煤炭释放的瓦斯、煤尘污染及放热影响，输送机上山进风，运输过程中所释放的瓦斯可使进风流的瓦斯和煤尘浓度增大，影响工作面的安全卫生条件。

（三）采煤工作面上行风与下行风

上行风与下行风是相对于进风流方向与采煤工作面的关系而言的。如图6所示，当采煤工作面进风巷道水平低于回风巷时，采煤工作面的风流沿倾斜向上流动，称上行通风，否则称下行通风。

图6

优、缺点：

（1）下行风的方向与瓦斯自然流向相反，二者易于混合且不易出现瓦斯分层流动和局部积存的现象。

（2）上行风比下行风工作面的气温要高。

（3）下行风比上行风所需要的机械风压要大。

（4）下行风在起火地点瓦斯爆炸的可能性比上行风要大。

（四）采煤工作面通风系统

1．U形与Z形通风系统(见图7)

图7 2．Y形、W形及双Z形通风系统(见图8)

图8 3．H形通风系统(见图9)

图9

三、通风构筑物及漏风

矿井通风系统网路中适当位置安设的隔断、引导和控制风流的设施和装置，以保证风流按生产需要流动。这些设施和装置，统称为通风构筑物。

（一）通风构筑物

风构筑物分为两大类：一类是通过风流的通风构筑物，如主要通风机风硐、反风装置、风桥、导风板和调节风窗；另一类是隔断风流的通风构筑物，如井口密闭、挡风墙、风帘和风门等。

1． 风门

风门：在需要通过人员和车辆的巷道中设置的隔断风流的门

安设地点：在通风系统中既要断风流又要行人或通车的地方应设立风门。在行人 或通车不多的地方，可构筑普通风门；而在行人通车比较频繁的主要运输道上，则应构筑自动风门。风门表示方式、调节风门表示方法如图10所示。

图10

设置风门的要求：

（1）每组风门不少于两道，通车风门间距不小于一列车长度，行人风门间距不小于5 m。入排风巷道之间要需设风门处同时设反向风门，其数量不少于两道。

（2）风门能自动关闭，通车风门实现自动化，矿井总回风和采区回风系统的风门要装有闭锁装置，风门不能同时敞开（包括反风门）。

（3）门框要包边沿口，有垫衬，四周接触严密，门扇平整不漏风，门扇与门框不歪扭。门轴与门框要向关门方向倾斜80°至85°。

（4）风门墙垛要用不燃材料建筑，厚度不小于0.5 m，严密不漏风。墙垛周边要掏槽，见硬顶、硬帮与煤岩接实，墙垛平整，无裂缝、重缝和空缝。

（5）风门水沟要设反水池或挡风帘，通车风门要设底坎，电管路孔要堵严。风门前后各5 m内巷道支护良好，无杂物、积水和淤泥。2．风桥

设在进、回风交叉处而又使进、回风互不混合的设施称为风桥。

当通风系统中进风巷道与回风巷道需水平交叉时，为使进风与回风互相隔开，需要构筑风桥。风桥按其结构不同可分为以下三种：

（1）绕道式风桥：开凿在岩石里，最坚固耐用，漏风少。（见图11）（2）混凝土风桥：结构紧凑，比较坚固。（见图12）

图11

图12

（3）铁筒风桥：可在次要风路中使用。3．密闭

密闭是隔断风流的构筑物，设置在需隔断风流、不需要通车行人的巷道中（见图13）。密闭的结构随服务年限的不同而分为两类：

（1）临时密闭，常用木板、木段等修筑，并用黄泥、石灰抹面。

（2）永久密闭，常用料石、砖、水泥等不燃性材料修筑。

图13 4．导风板

在矿井中应用以下几种导风板：

（1）引风导风板。（2）降阻导风板。（3）汇流导风板。

（二）漏风及有效风量 1．漏风及其危害

矿井有效风量：矿井中流至各用风地点，起到通风作用的风量总和。

漏风：未经用风地点而经过采空区、地表塌陷区、通风构筑物和煤柱裂隙等通道直接流（渗）入回风道或排出地表的风量。

漏风的危害：使工作面和用风地点的有效风量减少，气候和卫生条件恶化，增加无益的电能消耗，并可导致煤炭自燃等事故。减少漏风、提高有效风量是通风管理部门的基本任务。

2．漏风的分类及原因

（1）漏风的分类

矿井漏风按其地点可分为：

矿井外部漏风（或称井口漏风）：泛指地表附近如箕斗井井口、地面主通风机附近的井口、防爆盖、反风门、调节闸门等处的漏风。

矿井内部漏风（或称井下漏风）：指井下各种通风构筑物的漏风、采空区以及碎裂的煤柱的漏风。

（2）漏风的原因

当有漏风通路存在，并在其两端有压差时，就可产生漏风。漏风风流通过孔隙的流态，视孔隙情况和漏风大小而异。3．矿井漏风率及有效风量率

矿井有效风量：风流通过井下各工作地点实际风量总和。

矿井有效风量率：矿井有效风量与各台主要通风机风量总和之比。矿井有效风量率应不低于85%。

矿井外部漏风量：直接由主要通风机装置及其风井附近地表漏失的风量总和。（可用各台主要通风机风量的总和减去矿井总回或进风量）

矿井外部漏风率：矿井外部漏风量与各台主要通风机风量总和之比。矿井主要通风机装置外部漏风率无提升设备时不得超过5％，有提升设备时不得超过15％。

（三）减少漏风，提高有效风量

1．外部漏风

漏风风量与漏风通道两端的压差成正比，和漏风风阻的大小成反比。应增加地面主要通风机的风硐、反风道及附近的风门的气密性，以减少漏风。

2．内部漏风

（1）采用中央并列式通风系统时，进、回风井保持一定的距离，防止井筒漏风。（2）进、回风巷间的岩柱和煤柱要保持足够的尺寸，防止被压裂而漏风，进、回风巷间应尽量减少联络巷，必须设置两道以上的高质量的风门及两道反向风门。

（3）提高构筑物的质量，防止漏风，加强通风构筑物的严密性是防止矿井漏风的基本措施。

（4）采空区要注浆、洒浆、洒水等，可提高压实程度，减少漏风。（5）利用箕斗回风时，井底煤仓要有一定的煤量，防止漏风。（6）采空区和不用的风眼及时关闭。

四、矿井通风设计

（一）矿井通风设计的内容与要求

矿井通风设计的基本任务是建立一个安全可靠、技术先进和经济合理的矿井通风系 统。矿井通风设计一般分为两个时期，即基建时期与生产时期，分别进行设计。

1． 矿井通风设计的内容（1）确定矿井通风系统。

（2）矿井风量计算和风量分配。（3）矿井通风阻力计算。（4）选择通风设备。（5）概算矿井通风费用。2．矿井通风设计的要求

（1）将足够的新鲜空气有效地送到井下工作场所，保证生产和良好的劳动条件；（2）通风系统简单，风流稳定，易于管理，具有抗灾能力；（3）发生事故时，风流易于控制，人员便于撤出；

（4）有符合规定的井下环境及安全监测系统或检测措施；（5）通风系统的基建投资省，营运费用低、综合经济效益好。

（二）优选矿井通风系统

1．矿井通风系统的要求

（1）每一矿井必须有完整的独立通风系统。

（2）进风井口按全年风向频率，必须布置在不受粉尘、煤尘、灰尘、有害气体和高温气体侵入的地方。

（3）箕斗提升井或装有胶带输送机的井筒不应兼作进风井，如果兼作回风井使用，必须采取措施，满足安全的要求。

（4）多风机通风系统，在满足风量按需分配的前提下，各主要通风机的工作风压应接近。

（5）每一个生产水平和每一采区，必须布置回风巷，实行分区通风。

（6）井下爆破材料库必须有单独的新鲜风流，回风风流必须直接引入矿井的总回风巷或主要回风巷中。

（6）井下充电室必须采用单独的新鲜风流通风，回风风流应引入回风巷。

2．确定矿井通风系统

根据矿井瓦斯涌出量、矿井设计生产能力、煤层赋存条件、表土层厚度、井田面积、地温、煤层自燃倾向性及兼顾中后期生产需要等条件，提出多个技术上可行的方案，通过优化或技术经济比较后确定矿井通风系统。

（三）矿井风量计算

1．矿井风量计算原则

矿井需风量，按下列要求分别计算，并必须采取其中最大值。

（1）按井下同时工作最多人数计算，每人每分钟供给风量不得少于4 m3。（2）按采煤、掘进、硐室及其他实际需要风量的总和进行计算。

2．矿井需风量的计算

（1）采煤工作面需风量的计算

按瓦斯涌出量计算、按工作面进风流温度计算、按使用炸药量计算、按工作人员数量计算按工作人员数量计算、按风速进行验算。

（2）掘进工作面需风量的计算 按瓦斯涌出量计算、按炸药量计算、按局部通风机吸风量计算、按工作人员数量计算、按风速进行验算。

（3）硐室需风量计算

机电硐室、爆破材料库、充电硐室。3．矿井总风量计算

矿井的总进风量，应按采煤、掘进、硐室及其他地点实际需要风量的总和进行计算。

（四）矿井通风总阻力计算

1．矿井通风总阻力计算原则

（1）矿井通风设的总阻力，不应超过3 000 Pa。

（2）矿井井巷的局部阻力，新建矿井按井巷摩擦阻力的10%计算，扩建矿井宜按井巷摩擦阻力的15%计算。

2．矿井通风总阻力计算

矿井通风总阻力：风流由进风井口起，到回风井口止，沿一条通路（风流路线）各个分支的摩擦阻力和局部阻力的总和，简称矿井总阻力，用hm表示。

对于矿井有两台或多台风主要通风机工作，矿井通风阻力按每台主要通风机所服务的系统分别计算。

在主要通风机的服务年限内，随着采煤工作面及采区接替的变化，通风系统的总阻力也将因之变化。当根据风量和巷道参数直接判定最大总阻力路线时，可按该路线的阻力计算矿井总阻力；当不能直接判定时，应选几条可能是最大的路线进行计算比较，然后定出该时期的矿井总阻力。

矿井通风系统总阻力最小时称通风容易时期。通风系统总阻力最大时亦称为通风困难时期。

对于通风困难和容易时期，要分别画出通风系统图。按照采掘工作面及硐室的需要分配风量，再由各段风路的阻力计算矿井总阻力。

计算方法：沿着风流总阻力最大路线，依次计算各段摩擦阻力hf，然后分别累计得出容易和困难时期的总摩擦阻力hf1 和 hf2。

（五）矿井通风设备的选择

矿井通风设备是指主要通风机和电动机。

1．矿井通风设备的要求

(1)矿井必须装设两套同等能力的主通风设备，其中一套备用。

(2)选择通风设备应满足第一开采水平各个时期工况变化，并且使通风设备长期高效率 运行。

（3）风机能力应留有一定的余量。

（4）进、出风井井口的高差在150 m以上，或进、出风井井口标高相同，但井深 400 m以上时，宜计算矿井的自然风压。

2．主要通风机的选择

（1）计算通风机风量Qf。

（2）计算通风机风压。

（3）初选通风机。

（4）求通风机的实际工况点。

（5）确定通风的型号和转速。

（6）电动机选择

（六）概算矿井通风费用

吨煤通风成本是通风设计和管理的重要经济指标。

吨煤通风成本主要包括下列费用：

(1)电费（W1）。

（2）设备折旧费。

（3）材料消耗费用。

（4）通风工作人员工资费用。

（5）专为通风服务的井巷工程折旧费和维护费折算至吨煤的费用。

碱场煤矿通风系统优化改造实践 篇3

关键词：矿井 通风系统 优化改造 风量 风压

合理的矿井通风系统对煤矿的安全生产起着重要作用[1—2]。随着碱场煤矿东采区回采即将结束，矿井将形成东翼和南翼同时生产的局面。此时仅用东风井同时承担东翼和南翼的通风，风机将在大角度下运行，东风井风机能力是否满足两翼通风需求亟需进行论证分析。因此，根据碱场煤矿矿井生产接续计划，为确保南采区投入生产后达到设计生产能力，必须对现有矿井通风系统进行优化改造，使东、南两翼的通风系统平衡，以确保通风系统的合理稳定与经济可靠。

1 矿井概况

碱场煤矿位于穆棱县八面通镇，现隶属沈阳焦煤鸡西盛隆矿业有限责任公司。设计年产量150万t/a，核定生产能力100万t/a，为高瓦斯矿井，绝对瓦斯涌出量为40.84m3/min，相对瓦斯涌出量为36.48m3/t。现有东翼采区和南翼采区两个采区。矿井通风系统为中央并列抽出式，一段“三入一回”即主井、副井、一区入风井入风，回风井回风；二段“两入一回”即皮带井、轨道井入风，回风井回风。东采区为“两入一回”即集运巷、轨道巷入风，专用回风道回风。

目前在东翼采区安装主要通风机担负矿井通风任务，风机型号BD—Ⅱ—NO26，叶片安装角度为—5°，风压4470Pa，风量5880m3/min。东采区为残采区，2012年年末将结束，南采区明年开始为主采区。

2 问题的提出

东采区现有一个综采工作面两个开拓掘进工作面，三个综掘工作面和五个独立通风硐室，东采区总进风量为4880m3/min，南采区风量仅为1000m3/min，由于南采区风量限制，南采区首采面无法保证生产，同时南采区服务的开拓巷道也无法全部进行。当前东采区主扇叶片角度已调至—5°，矿井通风阻力达到4470Pa，再调高叶片安装角度，风机将出现喘振，因此无法通过提高主扇叶片安装角度来实现风量的增加。现矿井核定年产量为100万t/a，若要实现设计年产量150万t/a，需要供风量为8346 m3/min，当前矿井风量不能满足要求，因此南采区通风系统改造势在必行。

3 改造方案分析

南风井即将贯通，贯通后，矿井有5条井筒：皮带斜井、副斜井、老斜井、现有风井和南风井。东采区和南采区同时生产，东采区一采两掘，南翼采区一采五掘。矿井总入风量7200m3/min，东采区1采2掘，有效风量2100 m3/min，东采区供风2520m3/min，南翼采区1采5掘，有效风量3450m3/min，南翼采区供风4140m3/min。

南翼采区投产，根据南风井风机和现有东区风井风机的运行方式，矿井通风系统方案有三种：①南风井入风，现有东区风机运行；②南风井风机和现有东区风机同时运行；③南风井主扇运行，现有东区风井入风。

3.1 南风井入风，现有东区风机运行

南风井入风，现有东区主扇BD—II—NO26运转，通过计算机解算发现[3—4]：东采区的通风状况比南风井未贯通时大为改善，但是，南区风量不足。因此该方案不可行。

3.2 南风井风机和现有东区风机同时运行

现有东区主扇BD—II—NO26和南风井主扇FBCDZ—8—No.28（HP型）对旋轴流式通风机同时运转。此时的通风状况比现在南风井未贯通时大为改善。但是，南风井和现有风井的风机都在小风量、高负压的不稳定状态运行。分析原因为老主井、新主井、老斜井三个进风井阻力太大，达到2150Pa。因此该方案也不可行。

3.3 南风井主扇运行，现有东区风井入风

南风井主扇FBCDZ—8—No.28（HP型）对旋轴流式通风机运转，东区主扇停止运转，东采区两条入风井与南采区皮带巷和轨道巷连接为采区入风；东采区回风井与南采区回风大巷连接进入南采区回风立井为采区回风。

改造后，解算结果显示：南翼风井风机风量139.1m3/s，压力4215.3Pa，矿井等级孔为2.55m2。现有风井总进风量79.77m3/s，东采区风量55.39m3/s（3320m3/min），东采区工作面风量28.8m3/s，可保证1采2掘。南采区风量78.4m3/s（4700m3/min），南采区工作面风量38.3m3/s，南翼采区可保证1采5掘生产。矿井风量满足要求，但是，南风井主要通风机负压稍高，此方案可行。

3.4 通风系统优化方案的制定与实施

根据以上三种方案计算结果，通过通风参数比较，选取第三种方案。该方案实施需在南采区边界地面开掘一个通风立井，长度550m，直径6m。安设高效节能FBCDZ—8—No.28（HP型）型对旋轴流式通风机，转速为740r/min，风机叶片安装角度为—5°。对东采区初期依据风量需要进行增阻调解，后期将东采区巷道全部封闭。南采区需进一步扩大回风巷断面，降低通风阻力，以保证南采区风量需求。

4 效果分析

4.1 改造后的通风机性能

改造后对南风井主要通风机的性能进行了测定，其结果如下：风机型号为FBCDZ—8—No.28（HP型），最大工作风量为8346m3/min，最大工作负压为4215.3Pa，配套电机功率为2×500KW。

4.2 改造前后效果分析

改造前后比较如表1所示。通风系统改造前，全矿井1个回采工作面和5个掘进工作面同时生产，年产量为100万吨，改造后可实现2个回采工作面和7个掘进工作面同时生产，实现年产量150万吨，年创造直接经济效益10000万元。风量充足，能确保安全生产并可获得巨大社会效益，服务年限可达10年以上。

5 结论

通过矿井通风阻力测定，经过三种不同改造方式的通风系统计算分析，得出了最佳通风系统优化改造方案为南风井主扇运行、现有东区风井入风，并为该方的实施确定了具体措施。改造后风量增加2466m3/min，将能实现设计产量的150万t/a，同时确保矿井的安全生产，将能取得较好的经济和社会效益。

参考文献：

[1]张国枢.通风安全[M].北京：中国矿业大学出版社，2008.1.

[2]赵彭伟，姚理忠，陈旭东.王庄矿西风井通风系统改造[J].机械管理开发，2004，78（3）：39～40.

[3]程磊，杨运良，景国勋. 鹤壁四矿通风系统优化改造[J].河南理工大学学，2005，24（6）：426～429.

[4]马汉池，郭建伟.五矿已三采区通风系统改造[J].煤矿安全，2002，3（1）：13～15.

通风系统优化 篇4

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].

通风系统管理制度 篇5

通风系统管理制度

通防科

2014年7月23日

东风煤矿通风系统管理制度

第1条 为了认真贯彻落实“系统合理、设施完好、风量充足、风流稳定”的要求，确保通风可靠。特制定东风煤矿通风系统管理制度。

第2条 全矿要高度重视通风系统管理工作,成立以总工程师为组长的通风系统管理领导小组，明确各级管理人员及相关部门的职责，并严格落实。

第3条 通风系统必须合理、稳定、可靠；风量、风速满足《煤矿安全规程》（以下简称“规程”）的相关要求。

第4条 必须有完整的独立通风系统。新水平延伸、开拓新采区或改变一翼、一个水平、一个采区等矿井通风系统时，必须编制通风设计及安全措施，报中铝恒泰合矿业有限公司（以下简称“公司”）总工程师批准后实施。

第5条 生产水平和采区必须实行分区通风。

准备采区，必须在采区构成通风系统后，方可开掘其他巷道。采煤工作面必须在采区构成完整的通风、排水系统后，方可回采。

每个采区必须设置至少1条专用回风巷。采区进、回风巷必须贯穿整个采区，严禁一段为进风巷、一段为回风巷。

第6条 采、掘工作面应实行独立通风。

同一采区内，同一煤层上下相连的2个同一风路中的采煤工作面、采煤工作面与其相连接的掘进工作面、相邻的2个掘进工作面等，不得采用串联通风。

采区内为构成新区段通风系统的掘进巷道或采煤工作面遇地质构造2

而重新掘进的巷道，布置独立通风确有困难时，其回风可以串入采煤工作面，但串联通风的次数不得超过1次，且串联通风期间必须停止采煤工作面的一切作业，制定安全技术措施报矿总工程师审批；构成独立通风系统后，必须立即改为独立通风。

第7条 采煤工作面不得采用下行通风。

第8条 采掘工作面的进风和回风不得经过采空区或冒顶区。无煤柱开采沿空送巷和沿空留巷时，应采取防止从巷道的两帮和顶部向采空区漏风的措施。

矿井在同一煤层、同翼、同一采区相邻正在开采的采煤工作面沿空送巷时，采掘工作面严禁同时作业。

第9条 采空区必须及时封闭。必须随采煤工作面的推进逐个封闭通至采空区的连通巷道。采区开采结束后45天内，必须在所有与已采区相连通的巷道中设置防火墙、封闭采区。

采煤工作面回采结束后，必须在45天内永久封闭完毕。第10条 控制风流的风门、风桥、风墙、风窗等设施必须可靠。不应在倾斜运输巷中设置风门；如果必须设置风门，应安设自动风门或设专人管理，并制定专门的安全技术措施，防止矿车或风门碰撞人员以及矿车碰坏风门。所有工作面回风侧不得设置风窗。

第11条 矿井通风阻力测定每3年至少进行1次。矿井转入新水平生产或改变一翼通风系统后，必须重新进行矿井通风阻力测定。

第12条 必须加强巷修工作，严格落实巷道维修制度，确保矿井通风阻力符合规程相关规定。

第13条 进、回风井之间和主要进回风巷之间的联络巷内，必须砌筑永久性风墙；需行人、过车的联络巷内，必须安设两道联锁的正向风3

门和两道反向风门。

第14条 避免出现角联通风巷道，特殊情况下，须在角联通风巷道内安设风速和瓦斯传感器。

第15条 对井下不用的巷道或废弃巷道应及时封闭，以简化和优化通风系统。

第16条 本矿主要通风机为轴流式风机，能进行反转反风，但必须确保能在10分钟内改变巷道中的风流方向；当风流方向改变后，主要通风机的供给风量不应小于正常供风量的40％。

每年应进行1次反风演习；矿井通风系统有较大变化时，应进行1次反风演习。

矿总工程师每季度至少组织1次反风设施检查，发现问题必须及时整改，并作好详细记录。

第17条 矿井必须建立测风制度，每10天进行一次全面测风。对采掘工作面和其他用风地点，应根据实际需要随时进行测风，每次测风结果都应写在测风记录牌上。应根据测风结果采取措施，进行风量调节。

测风结果按旬报矿总工程师审核签字。

第18条 矿井必须按月绘制通风系统图、通风系统立体示意图和矿井通风网络图，并及时修改。图中标明风流方向、风量和通风设施的安设地点。多煤层同时开采时，必须绘制分层通风系统图。

第19条 矿井每月必须编制风量分配计划方案，报矿总工程师审批。方案应包括矿井总风量、采掘工作面风量、峒室及其他地点风量等内容。

生产过程中，若采掘工作面瓦斯涌出量变化较大，应按实际瓦斯涌出量重新核定风量，编制风量调整报告，报矿总工程师批准后实施。

第20条 矿总工程师每月至少组织一次通风系统审查、分析专题会议。审查、分析应包括下列主要内容：

1.审查分析矿井、采掘工作面及硐室专用回风系统是否符合要求、是否存在角联通风巷道、通风系统是否合理、进回风系统是否畅通、通风设施是否可靠等；

2.审查分析井下巷道的风量、风速、瓦斯浓度、温度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度等是否符合规程规定；

3.审查分析采、掘工作面的布置是否合理；

4.审查分析井下巷道断面是否满足通风要求、巷道状况是否完好； 第21条 矿井必须采取定期和不定期检查、全面检查和重点检查等方法对通风系统进行巡视检查。

第22条 矿井通风系统巡视检查时间应符合下列要求：

1.回风巷道（包括硐室）、角联通风巷道每班至少巡视检查一次，进风巷道每天至少巡视检查一次；

2.掘工作面、采煤工作面及其运输巷、回风巷每班至少巡视检查一次；

3.通风系统发生变化（包括巷道贯通、新建通风设施、主要通风机负压发生变化等异常情况），须及时对相关巷道进行巡视检查。

第23条 矿井通风系统巡视检查内容应符合下列要求：

1.通风系统巡视检查内容应包括通风设施状况、巷道状况、巷道最小断面、风流瓦斯浓度、局部瓦斯浓度、温度、一氧化碳浓度及二氧化碳浓度；

2.矿井主要进、回风巷、硐室等井下所有通风的巷道都应纳入通风系统巡视检查范围。

第24条 通风系统巡视检查领导小组应认真收集、分析、整理各种资料，并建立通风系统巡视检查台帐。

第25条 盲巷管理必须符合以下规定

1、临时停工的巷道不得停风；否则，必须切断电源、撤出人员、设置栅栏、揭示警标，并设专职瓦斯检查员检查瓦斯、二氧化碳及其他有害气体浓度，当浓度超过《规程》规定，不能立即处理时，必须在24小时内进行封闭。

2、封闭盲巷时，密闭内至少安设一趟瓦斯抽采管路，管径不得小于100毫米，且瓦斯抽采管路进入密闭前，必须进行绝缘处理。

3、构筑临时密闭必须经公司通风防突部批准后方可实施，封闭时间超过15天的巷道必须构筑永久密闭。

4、有计划停电、停风前，必须制定专门的通风管理安全技术措施，经矿总工程师审批后实施。

5、采、掘工作面在相距盲巷20米前，技术科必须下达过巷警戒通知书，通防科必须制定专门的通风、瓦斯管理安全技术措施，经矿总工程师审批后方可实施等。

第26条 启封盲巷必须遵守以下规定

1、启封前，必须编制专门的安全技术措施，经矿总工程师批准后，由救护队负责实施。

2、安全技术措施应包括安设局部通风机、安装瓦斯传感器、排放瓦斯、拆除密闭和防止密闭内、外瓦斯超限等内容。

3、启封前，密闭内、外瓦斯浓度必须降到1.0%以下后，方可进行启封工作；

通风系统优化 篇6

关键词：矿井通风；系统优化设计；改进方向

中图分类号：TD724 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）04-0092-02

对于从事矿井通风作业的专业技术人员而言，如何优化矿井通风系统属于矿井设计的重要问题之一，提高矿井通风系统的工作效率促进矿机工作生产力的关键所在。随着我国采矿业的高速发展，由于矿产资源的开采加大，矿井作业面临着诸如通风系统距离增加、风量调节难度加大、井下有毒气体增多、以及井下湿度大、气温高、氧气密度小等严重问题。促进矿井通风系统优化设计势在必行。

1 矿井通风系统的内容体系

1.1 矿井通风系统

矿井通风系统，简而言之，就是通过通风设备以及通风网络将地表新鲜空气输送至井下满足井下作业环境要求，同时排出井下作业时所产生的污浊空气的换气系统。即将井下空气与地表空气之间通过人工建造形成空气流通循环的系统工程，以满足矿井作业需要从而提高施工效率。

1.2 矿井系统

1.2.1 矿井通风系统等级分类。矿井通风系统通常依据矿井作业中面临的具体问题进行等级分类，一般将矿井内主要面临安全问题例如瓦斯浓度、煤层自燃条件、井下温度作为矿井通风系统的主要标准。针对于普通类型矿井，在矿井通风系统中对其定义为一般型；对于温度过高的矿井，以其瓦斯浓度、煤层自燃等具体情况还分为一般降温型、防火降温型以及排放瓦斯降温型三大等级；而对于瓦斯安全问题，国内对矿井通风系统将其细分为一般排放瓦斯型、排放瓦斯及降火型与排放瓦斯防火降温型。

1.2.2 矿井通风方式分类。针对矿井通风方式通常通过不同矿井的回风口与井田的具体位置进行细致划分。中央式、对角式、分区式以及混合式四种通风方式是国内对矿井通风的具体分类。将进出风口设置于井田中央部位的通风方式我们通常将其定义为中央式通风，而针对中央式矿井通风方式的风井倾斜对应位置，我们又可以将其细分为中央并列式以及中央边界式两种；而对于对角式通风系统，因其井田两翼的位置差异，亦可通过回风口与井田位置关系的不同分为单双翼两种对角式通风系统；至于将井田的每一区域内都设立独立的通风系统的矿井通风方式，我们将其定义为分区式通风系统；对于混合式通风方式，顾名思义，即将中央式、对角式、分区式三种通风方式灵活运用于一体，结合各种不同的优点并为己用形成的独特的优质的通风方式。

1.2.3 通风方法分类。矿井通风方法通常可分为自然通风和机械通风。基于通风机的运作原理的不同，一般通风方法也不同。以压入式而言，通过进风井的主扇给予正压促使地表空气进入井下，并压出井下作业产生的浑浊气体；利用回风井的主扇产生的强大负压抽出井下作业产生的浑浊空气的空气循环方式我们称之为抽风式；混合式则采取利用进风井的主扇压入新鲜空气和利用回风井的主扇抽出污浊空气相联合的通风方式。由于自然风压一般较小且不稳定，因此矿井必须采用机械通风，我国大多数矿井主要通风采用抽出式通风，采掘工作面通风则多采用压入式的局部通风方式。

1.2.4 矿井通风网路分类。风路连接方式的差异性是对矿井通风网络分类的主要标准，串联、并联和角联是通风网络系统的三种基本联接方式。将两个或两个以上通风风路直接联在一条线路中，并不分流的通风网络形式被称为串联网络。而并联网路指的是在确立一个通风主系统的前提下，将不同子系统以首首相连、尾尾相连的形式构成的一个通风系统。角联网路是指在并联网路分、合点之间贯穿一条或几条对角风路。

2 矿井通风系统优化的探讨

2.1 矿井通风系统设计的宗旨

矿井通风设计宗旨在于通过促进井下与地表空气的循环，提高井下工作环境质量，以达到保障工人生命安全，提高矿井施工效率的目的。

2.2 优化矿井通风系统的作用

矿井通风系统的设计直接影响着矿井的工作安全、经济效益、生产运营和应变能力。利用科学方法综合考虑各种因素影响，确定一个抗灾能力强、安全可靠、经济实用和技术合理的通风系统。

2.3 矿井通风系统优化设计的原则

矿井通风系统优化设计应坚持以人为本的原则，通过改善矿井通风状况，为井下营造稳定可靠的安全生产环境；坚持经济节约的原则，根据实际生产情况，合理布局井筒和通风井等设施，缩短回风距离，最大限度地降低回风阻力；坚持统筹规划的原则，结合矿井未来发展趋势，合理调整现有的井巷和通风设备，充分发掘通风系统的潜力，形成与井下动态变化相适应的通风

系统。

3 矿井通风系统优化设计的改进方向

3.1 目前矿井通风系统技术的发展状况

伴随国内外科学技术的快速发展，矿井通风技术也发展出多风机多级机站、抽出式局部通风机、FQC系列矿用气动抽出式塑料叶轮轴流局部通风机、智能局部通风机等新的设备。目前，学术界对于如何改建矿井通风系统与技术模式还没有给予一致的规定与要求，矿井通风重点考虑的内容包括分区通风系统、多风机多级机站通风系统、主—辅多风机系统、统一主扇通风系统、矿井通风系统的微机自动控制技术新型以及高效、节能矿用风机的研制与应用等。

3.2 矿井通风系统优化设计的发展方向

随着计算机技术的快速发展，专家学者已开发出推理机、FortranCAD系统、Fortran 77Dbase-Ⅲ系统等一批新型高科技矿井通风系统设计软件，通过进一步开发通风系统技术在矿井中的运用，矿井通风系统优化设计未来应重点从以下三方面开展工作：

3.2.1 发展综合集成技术。当前，矿井通风系统优化设计研究呈现多种设计方法相综合的发展趋势，在设计过程中日趋注重将多元化知识与数据收集并有机结合在一起，将不同的分析方法结合在一起，运用计算机网络自动化工程技术统一管理矿井通风系统。对矿井通风系统优化设计应继续加强人机结合和人网融合，创立起完整的智能化矿井通风集成系统，结合自主学习和自主适应机制，建立健全、完善发展系统的最终目的。

3.2.2 重视决策支持系统。目前，矿井通风系统的优化设计主要依靠计算机系统进行处理，优化方法逐渐由线性优化转向非线性优化。但受当下计算机发展水平的制约，开发出自动设计系统还面临很大困难。因此，与矿井通风系统优化设计相配套的计算机软件，在设计过程中应以决策支持系统为主，逐步研制和设计相对独立的计算机软件系统来优化矿井通风系统。

3.2.3 完善电子监控体系。伴随着采矿方法和采矿技术快速发展，许多矿井的生产量往往超过其原有的生产设计能力，矿井规模越来越大，矿井通风系统日趋复杂，特别是随着多风机多级机站等新技术的应用，矿井通风系统的管理工作也日益复杂，传统的凭人工经验对通风系统进行管理已经不能适应社会经济快速发展，运用计算机网络自动化工程系统针对矿井通风系统采取监控已经成为矿井生产和发展的必然趋势。对此，矿井通风系统优化设计应把电子监控体系建设作为一项重要工程，安排适当数量的监测点和监测设施，对矿井的运行状态进行全面监控，为通风系统的深入优化提供重要支撑。

参考文献

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[2] 邱宇善，雷远扬.浅析矿井通风系统优化设计的改进方向[J].现代经济信息，2012，（17）：171+176.

通风系统优化 篇7

随着我国经济的不断发展,对于能源开采要求越来越高,而在能源开采中的矿井通风系统中出现的一系列现象需要引起我们的重视,一方面保证矿井的安全,另一方面推动我国矿井开采业的进一步发展。

1矿井通风方法分析

在实际的矿井通风工作中,主要内容指的是工作人员对矿井进风井以及出风井的设计;通常来说,矿井通风方式的选择主要是依据矿井中煤层瓦斯气体含量的高低、煤层的埋藏程度、存储方式、冲击层的厚度、煤炭倾向性等状况进行综合考虑。在矿井工作过程中,主要的矿井通风方式如下:

(1)中央式通风方式。所谓的中央式通风方式主要指的是在矿井通风过程中,进风井以及出风井的位置基本上位于矿井走向的中央位置;在实际的应用过程中,此种通风方式还可以分为中央并列式以及中央边界式两种通风方式。同时,此种通风方式主要适用于在煤层倾斜状况较为严重、矿井长度较短、边界没有设置相应的安全出口的矿井;中央式通风在应用过程中,所表现出来的优点为:在应用初期所需要的成本较少,管理较为方便;能够节省施工场地,不会造成严重的压煤现象;但是,出来较为严重的噪音污染。

(2)对角式通风方式。所谓的对角式通风主要指的是矿井的进风口存在于矿井的中央位置,出风井存在于矿井较浅位置的两翼边界采区的中央。在实际的应用过程中,对角式通风能够依据实际情况分为两翼对角式和分区对角式两种形式。此种通风方式主要应用于矿井煤矿走向较长、并且矿井面积较大、产量较大的矿井,对角式矿井的优点是:在构建初期的成本较高,整个系统构建的周期较长,并且没有噪音现象,矿井在通风过程中,阻力较小。

(3)混合式通风方式。在矿井通风工作中,混合式通风方式主要应用在一些大型矿井和时间较长的矿井中,所谓的混合式通风方式是由三种或者三种以上的通风方式所构成的组合而成的通风方式。通常来说,混合式通风方式适用于矿井走向较长或者一些年限较长的矿井、煤层多、井筒较多、面积较大的矿井中。混合式的通风方式在应用过程中的优点融合了中央式通风方式以及对角式通风方式的优点。

2矿井通风系统优化设计策略分析

在矿井工作过程中,良好的通风系统是井下作业的安全保障。随着矿井的深度逐渐增加,导致矿井暴露出许多问题,严重影响了相关工作的开展,积极的对矿井通风设计进行优化迫在眉睫。

2.1通风设计优化方式确定

在实际的通风系统优化过程中,通风系统应该朝着更加简单、所需要的成本较低、可行性强等方向发展,并且整个通风系统的可调性较为稳定,具有较强的稳定性。合理有效的通风系统能够保证矿井的安全,防止灾害的发生。另一方面,通风能力一定要和矿井的生产能力相适应,避免不能满足通风需求的现象出现。矿井通风优化设计其主要目的就是为了将新鲜的空气输送到矿井下,实现对井下空气的更换,为工作人员营造一个良好的工作环境。在优化设计过程中,整个通风系统要简单、便于操作、易于管理,能够抵抗各种灾害。如果出现相应的灾害,能够保证工作人员迅速撤离,同时还能保证其能够对风的流量进行合理控制,具有良好的经济效益且成本较少。

2.2方案优化措施分析

(1)通风支持系统的研究。在实际的系统优化过程中,相关设计工作人员应该依据实际状况加强对计算机技术的应用,能够实现对整个系统的规划、调节,并且相应的优化方式也逐渐从线性朝着非线性方向发展,有效的推动了矿井优化工作的开展。但是在实际的应用过程中,现阶段的计算机水平不能满足实际的工作需求,导致自动化矿井通风系统的实现存在一定的难度。所以,在实际的矿井通风系统优化工作中,工作人员应该积极建立相应的决策系统,同时,还要积极研发一些独立的通风系统,能够有效的提高矿井通风的水平。

(2)矿井通风能力的确定。随着我国煤炭企业的快速发展,一些规模较大的煤炭企业的实际产量已经完全超出了该矿井的设计产量,对于矿井安全的威胁也越来越大,矿井通风是煤矿企业安全生产的根本保证,因此,只有保证了矿井通风技术的合理性才能好提高矿井的通风质量,保证相关工作的开展。所以,矿井的通风能力是矿井相关工作开展的主要依据,同时,也是防止矿井灾害的主要措施。在实际矿井通风系统设计改造过程中,相关工作人员应该依据实际情况对系统的设计进行优化,保证通风设备的合理性,制定完善的管理机制,不断提高其抗灾害能力以及通风能力,只有这样才能实现井下空气的更新,营造一个良好的工作环境。

(3)监测点的分析。在实际的工作过程中,矿井规模越来越大使得矿井通风系统也越来越复杂,一定程度上增加了管理工作人员的工作量。只有在科学合理的位置安排一些监测点,加强对通风系统的监测,工作人员能够通过对相关数据信息进行分析,从而获取通风系统的运行状态,保证通风系统的安全运行。因此,监测点分布的合理性是监测工作开展的主要依据,所以,相关工作人员在监测点布置过程中,应该依据实际情况,对整个通风系统进行分析,选择合适的位置,才能达到良好的监测效果。

3总结

综上所述,积极加强对矿井通风方法及通风系统优化设计策略进行研究分析巨为重要,不仅能够提高通风质量,保证井下施工的安全,还创造良好的经济效益,推动煤矿企业的发展。在实际工作过程中,工作人员应该依据实际,针对矿井现阶段的状况进行分析,不断的完善通风系统,才能达到事半功倍的效果。

摘要：经济的不断发展对于能源的需求也越来越大,推动了矿产企业的发展,在矿井企业发展过程中,良好安全措施是矿井工作开展的重要途径,加强煤矿矿井通风安全是企业安全发展的重要保证。矿井通风主要是为井下工作提供新鲜空气,并且能够有效的避免火灾发生,保证施工安全。文章主要以矿井通风方法为切入点,对矿井通风系统的优化设计进行分析,依据实际情况提出了一些意见,希望能够保证矿井的安全,推动我国矿井工作的安全开展。

关键词：矿井通风方法,通风系统,优化设计,策略分析

参考文献

[1]任增玉.矿井通风技术及通风系统优化设计探讨[J].黑龙江科技信息,2010(12):47.

[2]姜周民.矿井通风系统优化设计探讨[J].中小企业管理与科技,2011(21):255.

矿井通风系统优化改造 篇8

通风系统作为井下安全的基础保障, 是确保煤矿生产持续、稳定进行所不可或缺的重要条件。但随着井下开采掘进不断开展, 加之复杂的地质条件影响, 井下通风网络一直处于持续变动中, 这种变化不仅可能导致通风阻力的增大, 还会对通风机的工作特性造成影响, 从而降低通风效果。因此, 定期对矿井通风系统开展测定并进行优化改造是保障通风系统有效、实现矿井生产安全开展的必要手段[1]。

1 矿井概述

新路矿于2002年正式建成投产, 矿井采用“主立井+暗斜井”的多水平下山开拓法, 井田范围内地质条件中等, 主要可采煤层为2#煤, 煤层厚度介于3.8 m~5.5 m, 平均4.5 m, 煤层倾角10°~16°。工作面回采以综合机械化长壁开采为主, 全部垮落法管理顶板。井下通风选用中央分列式通风, 主、副井进风, 风井回风, 通风方法为抽出式。风井内装配有型号TZK-2-No18的通风机, 通风机转速为990 r/min, 配有JSQ146-6型电机, 电机功率为220 k W。

目前井下主要回采区域为31采区和32采区, 但由于现阶段回风井直径不足、井下风阻分布不合理等问题, 加之31采区和32采区均为高瓦斯采区, 为进一步完善矿井通风系统, 提升其安全性, 需对整个矿井通风系统进行优化改造, 特邀请专业人员组成技术小组对井下风阻开展测定工作, 并以此为基础设计通风优化方案。

2 矿井风阻测定与分析

井下风阻的高低及其分布的合理性对于井下各需风点的风量配给及主通风机的工况点均有显著的直接影响, 也是用于通风系统优化测定的关键指标之一。为了解井下通风系统风阻分布情况, 以便明晰井下各巷道通风参数及其通风潜力, 从而为通风系统的优化改造提供参考依据, 故选用气压计法中的基点测定法对新路矿全矿井巷通风阻力予以测定[2]。

a) 依据所得测量数据计算得出下图1和表1。

由阻力分布统计图与统计表分析可知, 三个不同风段的通风阻力比例大约为14∶13∶73, 这一比例存在问题, 不甚合理, 进风段与用风段的比例均相对较低, 而回风段比例极高, 分析其主要原因是由于回风巷道断面积相对较小且风量流通集中所致[3];

b) 井下部分区段巷道存在较大变形, 顶板存在严重的冒落现象, 其中尤以胶带巷道与人车巷道最为严重。对此, 应对回风巷道及时开展护巷维护工作, 适度增大巷道断面积, 以减轻回风巷道风阻较高的现状, 这有助于避免回风巷道中风速超限的发生。除此之外, 新路矿回风井截面积仅3.5 m2, 加之井筒内充斥各种无用管路, 通风阻力高达近700 Pa, 导致回风井难以满足全矿回风需求。对此, 矿方应派专业人员及时清除井筒内的废弃无用管路, 以保证通风顺畅;

c) 井下局部区段存在较大的漏风现象, 譬如胶带轨道相交处等。对此, 应当指派专人对关键区域进行全面细致地勘测, 探明漏风点后, 及时采取有效措施进行堵塞[4]。

3 通风系统优化改造

3.1 优化改造方案

a) 方案一。全面清除回风井筒内废弃无用管路;

b) 方案二。将边界回风更改为进风, 只在二三级轨道巷中保留一条回风巷道, 从而使新路矿通风系统由原本的“二进二出”变为“三进一出”;

c) 方案三。31采区经边界和四级轨道巷构成独立的回风系统, 32采区利用二三级轨道巷构成专用回风巷;

d) 方案四。将回风井井筒直径扩大至4.5 m。

3.2 优化改造方案网络解析分析

将不同优化改造方案分别进行通风网络结算, 对比结算结果确定最佳方案。

a) 方案一结果。全面清除回风井中的废弃无用管路后, 井下各需风点的风量配给均有所提升, 矿井回风总量由2 950 m3/min提升至3 150 m3/min, 回风量增加200 m3/min。同时, 回风井通风阻力由最初的700 Pa削减至456 Pa, 减小近250 Pa, 此时风井主要通风机负压削减至64 Pa。该方案起到了一定的增风降阻效果;

b) 方案二结果。将边界回风更改为进风, 只在二三级轨道巷中保留一条回风巷道, 以降低31采区进风阻力。经网络结算后可知, 此方案无法实现31采区用风要求。同时, 井下负压较未调整前有所提升, 风量有所降低, 进风线路阻力虽降低但全矿井总风阻增加。而且回风巷中风量较为集中, 三级以上回风巷道阻力均在1 300 Pa以上, 故此方案不可行;

c) 方案三结果。井下31采区与32采区均为高瓦斯区段, 通过此方案能够将两采区的回风系统相互独立, 有助于提升生产安全性。经过调整后, 32采区所需风量由新材料进提供, 31采区所需风量由立井提供。在保障掘进工作面通风需求的前提下, 31采区工作面风量为5.8 m3/s;32采区工作面风量为7.8 m3/s, 二者均可满足工作面安全生产的要求, 此时回风井主通风机工况点达到50.4 m3/s、1 168 Pa, 但实际生产中此工况点需求依靠现有设备难以达成;

d) 方案四结果。对井筒内废弃管路井下清除并扩大井筒直径到4.5 m后, 矿井回风总量增大之3 130m3/min, 31采区工作面风量达到6.4 m3/s, 32采区工作面风量达到6.6 m3/s, 均可满足井下安全生产要求, 同时风机负压减小至1 120 Pa。但该方案施工工艺较为复杂, 成本较高且耗时较长。

3.3 方案实施分析

a) 经由上文风阻测定分析得知回风井田断面不足且风阻较大, 而优化方案中方案一施工最为简便, 而且施工周期短, 成本低廉, 因此最终确定方案一为优化改造方案;

b) 采用方案一施工后, 重新对全矿通风系统实施风阻测定, 测算结果显示风机房水柱读数由原本的1 600 Pa减小至1 535 Pa, 负压缩减65 Pa;全矿回风总量从原本2 950 m3/min提升至3 120 m3/min, 回风量增加170 m3/min左右;回风井风阻由最初的700 Pa削减至466 Pa, 减小近240 Pa, 将这一结果与方案一通风网络结算结果进行对比可知, 二者存在较小的误差, 网络结算可用于对矿井实际生产的有效指导[5]。

4 结语

矿井通风系统的有效性对整个矿井生产活动有着重要影响, 随着资源开采活动的进行, 矿井通风线路与通风阻力都会发生较大变化, 使得整个通风系统效率受到较大影响[6]。就现阶段而言, 有较大部分矿井通风系统都存在问题, 虽个别通过加大通风机功率来保证生产正常进行, 但为此需要投入更多的经费, 选择合理的通风系统优化设计方案, 对保障煤矿安全生产与经济效益有重要意义。正佳煤矿在充分分析通风系统现状及问题基础上, 制订了综合的优化设计方案, 实践证明该优化方案可行有效, 保证了生产需要, 降低了通风成本, 为矿井短期及长远发展打下夯实基础。

摘要：以矿井通风系统的优化改造为着手点展开探究, 结合具体矿井实例, 通过对井巷通风阻力的测定分析, 提出多个优化改造方案, 并对其进行通风网络结算, 从而得出最佳的改造方案, 以期能够为其它矿井的通风系统改造设计提供一定的借鉴与帮助。

关键词：矿井,通风系统,问题分析,方案对比

参考文献

[1]郭临明.多区域复杂条件下矿井通风系统优化研究[J].中州煤炭, 2015 (12) :41-42.

[2]张长远.海天煤业通风阻力测定及分析[J].煤炭技术, 2015 (8) :189-191.

[3]王治学.矿井通风系统优化设计的重要性及改进措施[J].煤炭与化工, 2015 (8) :110-112.

[4]卫建军.正佳煤业通风系统优化设计分析[J].能源与节能, 2015 (9) :32-33.

[5]淮筱斌, 于贵生, 汪日生, 等.大台矿通风系统优化方案[J].煤矿安全, 2015 (11) :121-123.

陈四楼煤矿通风系统优化 篇9

1 原矿井通风系统概况

陈四楼煤矿矿井通风系统是混合式通风。主、副井筒进风;中央风井、南风井、北风井排风。通风方法为抽出式。矿井南、北翼均布置有轨道大巷和胶带大巷;轨道大巷进风, 胶带大巷回风。矿井北翼通风系统相对独立, 排风由北风井担负;矿井南翼通风系统排风由中央风井和南风井担负, 中央风井担负南五采区全部风量和南七采区一部分风量, 南风井担负南十一采区、南十三采区全部风量和南七采区一部分风量, 南七采区位于矿井南翼通风系统角联风路上。

中央风井安装2台K4-73-02№28F型离心式主要通风机, 配备YR1250-10/1430型电机, 通风机排风量为63.25 m3/s, 负压为2 680 Pa;南风井安装FBCDZ№28/2×355型矿用防爆对旋轴流式主要通风机2台, 配备YBF560M1-8型电机, 排风量102 m3/s, 负压2 731 Pa;北风井安装2台FBCDZ-8-№28型矿用防爆对旋轴流式通风机, 配备YBF560M1-8型电机, 通风机排风量148.78 m3/s, 负压2 250 Pa。矿井最大通风流程为10 779 m。

2 矿井通风系统改造的必要性

根据矿井采掘生产情况和南七采区结束后通风系统情况 (图1) , 矿井通风系统存在下述问题:

(1) 陈四楼煤矿3个回风井并联运行, 北风井通风系统相对独立, 中央风井仅担负南五采区、南七采区部分回风, 中央风井实际转速为500 r/min, 实际运行时风量63.25 m3/s, 静压2 680 Pa, 功率582 kW, 实际效率29.1%, 运行效率低。

(2) 南七采区处在中央风井通风系统和南风井通风系统的角联风路上, 采区供风不稳定, 特别是南翼胶带运输大巷南七分风点向南北分风量忽大忽小, 系统不稳定, 通风系统管理困难;南七采区结束后, 角联点将漂移, 届时南五采区成为生产采区, 用风量增加将造成通风系统更加不稳定。

(3) 中央风井、南风井担负的各自通风网络形成对拉局面, 相对增加两风井通风机的工作负荷, 造成能量损耗。

(4) 南翼各采区均通过南翼轨道大巷入风, 巷道距离长、局部巷道受压变形断面缩小, 巷道风速超限 (南大巷1 800 m至1 950 m段, 由于巷道变形断面变小, 风速达到11.4 m/s) , 巷道通风阻力加大, 通风能量损耗增大。

为提高矿井通风系统的稳定性, 降低矿井通风管理难度, 南七采区结束后急需对矿井南翼通风系统重新进行调整及完善。

3 通风系统优化方案的提出

根据矿井生产及采掘面接续安排, 中央风井和南风井主要通风机运行情况以及通风系统安全、稳定、合理、经济的需要, 决定南七采区结束后中央风井主要通风机停止运行, 对通风系统进行优化。

方案1:在南翼-440 m水平大巷保护煤柱内增加1条南翼-440 m回风大巷 (巷道断面12 m2) , 作为南三、南五采区回风巷, 胶带大巷改为进风巷, 调整后南翼为轨道大巷、胶带大巷双巷进风, 同时对原有南五生产系统调整 (为减小通风阻力, 同时满足南三、南五采区提升需要, 增加1条轨道下山) , 以满足以后-720 m辅助水平初期生产的需要。

方案2:南五采区至副井井底车场之间沿南翼-440 m水平大巷保护煤柱内掘1条进风大巷, 原胶带大巷仍作为回风巷, 井底至南五段配风满足最高风速要求。同时对原有南五生产系统调整, 以满足以后-720 m辅助水平初期生产的需要。

4 方案的论证与比较

针对以上2个方案, 从开拓准备工程量、技术、方案运行优缺点等方面进行分析比较。

(1) 开拓准备工程量。

方案1中, 在南翼-440 m水平大巷保护煤柱内增加1条南翼-440 m回风大巷, 工程量约2 150 m (其中岩巷120 m) , 施工巷道工程费用为943.29万元;方案2中在南五采区至副井井底车场之间沿南翼2条水平大巷保护煤柱新掘1条进风大巷, 工程量约2 050 m (其中岩巷380 m) , 施工巷道工程费用为1 224.13万元。2个方案工程量相差不大, 但方案2岩巷较多, 工程费用比方案1多280.84万元。

(2) 通风网络解算结果。

网络解算结果见表1。由网络解算结果可以看出:方案1各采区风量均能够满足用风需要;方案2中南十一、南十三、南十五采区供风量较大, 而南三、南五采区风量不足。若对该翼采区进行调节, 南翼风井主要通风机负压增至4 010 Pa, 南三、五采区总回风量有所增加, 可增加到34.84 m3/s, 与需风量59.2 m3/s相比, 差别较大, 不能满足生产需要。

(3) 方案的优缺点。

2个方案均解决了通风系统存在角联风路的问题, 方案1解决了整个南轨大巷风速超限问题, 能够有效增加南三、南五采区风量 (达到60.08 m3/s) , 满足南三、南五采区生产需要, 工程费用节约了280.84万元, 但工程量比方案2稍多 (100 m) 。方案2仅解决了副井底至南五采区之间南轨大巷风速超限, 南五至南十一采区之间仍存在风速超限问题, 不能彻底解决整个南轨大巷风速超限问题。与方案1相比, 方案2总工程量少100 m, 但岩巷多260 m, 施工工期长, 同时, 南胶带大巷增加无效风量, 而不能增加南三、南五采区风量 (30.98 m3/s) , 满足不了矿井安全生产的需要。

经论证分析, 结合矿井生产接续情况, 确定采用方案1。

5 通风系统改造方案的实施与效果检验

2010年1月矿井南七采区结束后, 对采区进行了封闭, 经过认真充分的准备, 3月中央回风井调整为进风井, 南翼胶带运输大巷改为进风巷, 解决了井底至南五采区段大巷风速超限问题;-440 m回风巷施工结束, 巷道开始担负采区回风。

矿井通风系统调整后, 矿井通风方式改为主井、副井、中央风井进风和南风井、北风井排风的两翼对角式通风系统 (图2) , 南风井总回风巷风量9 016 m3/min, 负压2 800 Pa;北风井总回风巷风量8 871 m3/min, 负压2 200 Pa。消除了角联通风, 使矿井通风系统简单、稳定可靠, 各用风地点风量满足安全生产要求。

矿井通风系统调整后, 降低了矿井通风能耗。中央风井改为进风井, 停掉中央风井通风机, 节约功率755 kW;南风井主要通风机功率由789.79 kW 降到727.44 kW, 矿井月节约通风电费约40.36万元。

6 结语

矿井通风系统调整后运行稳定、合理、经济。此次矿井通风系统的调整, 为以后复杂通风系统的优

化积累了经验, 为矿井安全生产打下了良好的基础。

摘要：陈四楼煤矿通风系统为混合式通风, 矿井通风系统复杂, 通风管理难度大。通过对陈四楼煤矿通风系统分析, 提出矿井通风系统优化方案, 经方案比较确定最优方案并予以实施, 其效果显著。降低了矿井通风能耗, 通风系统稳定、可靠, 为矿井安全生产提供了保障。

浅析矿井通风系统的优化 篇10

矿井通风系统是矿井生产系统的重要组成部分,担负着连续不断地向井下供给新鲜空气,排出有毒有害气体,保证矿井和作业人员生命安全的重要任务。所有矿井的通风系统都必须符合“系统简单、安全可靠、经济合理”。即通风系统简单,便于通风管理;通风经济合理,可以节约通风费用;而通风系统安全可靠状况直接决定着整个矿井的安全或危险程度,是煤矿安全工作的重中之重。

2 我国矿井通风系统现状

近年来,我国煤矿技术高速发展,原煤产量较大提升但矿井事故却未相应减少,尤其煤矿瓦斯重大事故屡有发生。在部分开采时间较长的煤矿中,通风系统不科学合理是造成瓦斯重大事故的直接原因:随着开采范围的扩大、开采深度的加深、原煤产量的提高和瓦斯涌出量的增加,矿井出现了通风线路长、通风阻力大、通风设施差、漏风严重,通风能力不足等现象;尤其部分中小乡镇煤矿,通风人才较少、基础力量较低、改进意识薄弱,未对复杂落后、急需优化的通风系统进行优化改造,极易造成通风事故。为了确保矿井通风系统的合理、稳定、可靠,杜绝矿井通风及瓦斯、煤尘爆炸事故,各矿进行优化矿井通风系统尤为重要。

3 矿井通风系统优化理论

矿井通风系统优化是对矿井现有通风情况进行分析,找出系统中存在的不足和改进的地方;并在已提出的众多矿井通风系统方案中,寻找能满足矿井各用风地点供风、确保矿井安全、有利于矿井生产(或建设)和降低通风费用的最优通风系统方案。

各矿井通风系统可以通过对下列几方面进行比较得出适合该矿的最优通风系统:

(1)改变矿井通风方法。矿井通风方法包括抽出式、压入式及抽压联合式。当矿井在浅部开采、矿井煤层有自燃倾向性、或矿井火区比较严重时考虑采用压入式通风方法外,其余矿井一般选择采用抽出式通风方法。抽压联合式通风无论从管理,还是从装备上都比较复杂,应较少使用。

(2)改变矿井通风方式。矿井通风方式分为中央并列式、中央分列式、两翼对角式、分区对角式和混合式。通风方式的选择,应根据矿井煤层赋存条件、地形条件、井田面积及矿井瓦斯等级、煤层自燃倾向性等情况,从经济、技术和安全加以分析比较确定。

一般情况下,井田面积小、煤层倾角大、埋藏较深、新建矿井较多选择中央并列式;但在这种通风方式中矿井通风路线是折返式的,在同等条件下和其它通风方式比较,风路较长、阻力较大、漏风较多,而且主要通风机耗电多,矿井风压变化大。中央边界式或对角式的矿井通风方式优缺点与中央并列式相反,分别适用于井田面积大、煤层倾角大、埋藏较深的生产矿井中。煤层埋藏深、井田规模大、瓦斯等级高、多煤层开采的老矿井,宜使用混合式通风。

(3)简化矿井通风网络。矿井通风网络分为简单通风网络和复杂通风网络,两者的区别就是网络中有无角联风路。简化矿井通风网络的途径就是消灭或减少矿井通风网络中的角联风路。

(4)合理规划矿井通风设施。矿井通风设施包括风门、风墙、风桥、风窗等,在矿井通风系统中起着至关重要的作用。其设置应首先考虑尽量使矿井风流进行自然分配,减少矿井通风设施的数量,降低矿井通风阻力;若自然分配风量不能达到各用风地点需求,才考虑适当增加通风设施,并达到经济合理。矿井通风设施的位置、质量、数量必须符合要求,否则会导致漏风、风流短路、紊乱以及有害气体涌出等现象的发生,降低矿井通风系统的稳定性和可靠程度。

(5)合理配备矿井通风量。有效的稀释和排出井下生产过程中产生的瓦斯、煤尘和其他有害气体,是矿井通风的一项重要任务和目的,矿井必须按照风量计算方法计算矿井、采区、采掘工作面及其他地点需风量;依照各地点需风量进行风量分配,增加通风系统的抗灾能力。在一些矿井,因井下开采范围的扩大或加深、工作地点的变更,矿井需风量会发生较大的变化,所以要及时根据矿井需风量更换主要通风机,使其达到既能满足矿井安全生产的要求,又经济合理。

(6)降低矿井通风阻力。影响矿井通风阻力因素很多,如巷道支护形式及光滑程度、断面大小及变化情况、周边长度及巷道长度、以及矿井通风网络的布置、风量分配等。只有通过改变这些基础数据,才能降低矿井通风阻力,并为优化矿井通风系统提供条件,使矿井通风达到经济合理的要求。

4 应用实例

为了进一步说明优化矿井通风系统的理论,下面以山西亚美大宁能源有限公司大宁煤矿通风系统优化为例进行介绍。2007年9月,大宁煤矿开使进行矿井通风系统优化改造,2008年10月,该矿井通风系统优化改造工程完成。

4.1 大宁煤矿矿井概况

山西亚美大宁能源有限公司大宁煤矿矿井位于山西省晋城市阳城县町店镇大宁村,为中外合作经营企业。该矿批准井田面积38.8225km2,现开采3#煤层,安全许可和生产能力均为4.0Mt/a。

该矿采用斜-立井综合开拓,现设有六个井筒:主斜井、副斜井、行人斜井、进风立井、中央回风立井和采区回风立井;井下布置有七条主要大巷,其中四条为进风巷、三条为回风大巷。

矿井布置有一个综采工作面、四个三巷交替掘进工作面。其中采煤工作面采用综合机械化一次采全高的采煤方法;掘进工作面采用综合机械化掘进或联采机掘进方法。

该矿为高瓦斯矿井,矿井绝对瓦斯涌出量为428.04m3/min,相对瓦斯涌出量为55.87m3/t;且3#煤层部分区域具有突出危险性。该矿3#煤层煤尘无爆炸性;煤层属不易自燃煤层。

4.2 优化前的通风系统

优化通风系统前,该矿井采用中央并列式通风系统,由主斜井等四个井筒进风,中央回风立井回风。回风井安装BDK-10-№40(1600kW×2)主要通风机2台,通风方法为抽出式。矿井总进风量26332m3/min,总回风量26739m3/min。

井下采掘工作面采用独立通风,其中回采工作面采用三进二回的“U”型通风,工作面使用风量为5576m3/min。

三巷交替掘进工作面采用二进一回的“U”型通风,各掘进头均使用2台30kW×2局部通风机压入式供风。全风压供给二条进风巷的风量分别为3367、1125m3/min,共4492m3/min。

4.3 通风系统优化方案的提出

大宁煤矿采用原有的通风系统存在矿井用风地点风量不足、风排瓦斯浓度高、通风路线长、通风阻力大、并导致采掘失调等现象,系统较为复杂、较不经济合理。为解决上述问题,该矿提出优化通风系统方案。主要工程为在首采区新建一采区回风立井,缩短通风路线、加大矿井及井下各地通风量、采煤工作面变更通风系统、降低风排瓦斯浓度。

4.4 优化后的通风系统

优化通风系统后,该矿井采用混合式通风系统,由主斜井等四个井筒进风,中央回风立井和采区回风立井回风。采区回风立井新安装BDK-8-№31(800kW×2)主要通风机2台,通风方法为抽出式。矿井总进风量35325m3/min,总回风量39649m3/min。

井下回采工作面采用六进二回(或五进二回)的“h”型通风,工作面使用风量为6082m3/min,工作面回风风量为10267m3/min,见图1

三巷交替掘进工作面仍采用原有通风系统,但加大各掘进用风量,全风压供给二条进风巷的风量共5101m3/min。

4.5 优化前、后的通风系统比较

通过对大宁煤矿通风系统优化改造项目前、后的通风系统进行比较,可以看出优化后的系统有以下优点。

(1)矿井通风阻力减小。该矿改变了矿井通风方式,在采区增加了一个采区回风井,专供采煤工作面的通风。采面通风路线比原来缩短了一半(仅采煤工作面就缩短了回风顺槽的通风路线2000m);同时,各巷道断面比原有巷道扩大3.45m2;大大缩小了矿井通风阻力。

(2)增加采掘工作面个数及各地的用风量。在优化前的原有通风系统中,由于用风地点较多,井下仅能布置一采二掘,采掘平衡较失调,掘进速度远远跟不上采煤速度;并且由于掘进速度必须加快,瓦斯抽放不完全,造成采掘工作面风排瓦斯浓度较大,时有超限现象。优化系统后,矿井增加了13317m3/min风量,不仅满足了各地点的用风,还可以多布置二个三巷交替掘进工作面。

(3)降低了矿井风排瓦斯浓度。优化前,原有采煤工作面回风量仅5560m3/min,回风瓦斯浓度较高、不稳定;特别是工作面瓦斯抽放不完全的情况下常有瓦斯超限现象,严重影响工作面的回采进度。优化后的工作面回风量达到10000m3/min以上,有效的降低了采面风排瓦斯浓度,更安全可靠、合理稳定、抗灾能力强。

(4)增强矿井与各采面的通风安全可靠程度。由于优化后的通风系统使用了二个回风井,风量加大,系统更安全,易于防灾;且当一个回风井用风地点灾变时不致影响到另一个回风井,限制了灾害的扩大,且易于救灾,易于尽快恢复生产。

另外,因矿井瓦斯抽放系统未改变,而优化后的通风系统多布置两个三巷交替掘进工作面,井下每个采掘面的瓦斯抽放量均有所降低;矿井在每个采掘面风量增加、风排瓦斯浓度不变的情况下,可以增大风排瓦斯量。

(5)优化矿井通风后,由于多运行采区风井的主要通风机,通风费用有所加大;但井下采掘速度可以加快,对整个矿井经济核算还是合理的。

矿井通风系统优化前、后方案详细比较见表1。

5 结论

综上所述,矿井在遵守确保矿井风流稳定可靠,用风地点风量足够;力求经济合理,尽量减少通风工程量,降低通风费用;尽可能减少公共风路风阻的原则来优化矿井通风系统,既能满足矿井通风安全基本要求,又能获得良好经济效益。

(1)通过优化通风系统能够将足够的风量送往井下用风地点,通风效果好、风质好、有效风量率高。

(2)优化通风系统可增强矿井抗灾能力,限制灾害扩大;且在灾害时易于救灾,易于尽快恢复生产。

(3)优化通风系统可使矿井通风系统简单化。

(4)优化通风系统可减小矿井通风阻力,降低矿井通风费用。

参考文献

[1]煤矿安全规程.国家安全生产监督管理总局/国家煤矿安全监察局

[2]《煤矿安全规程》读本.北京:煤炭工业出版社.2004

[3]煤炭工业矿井设计规范.GB50215-2005.北京:中国计划出版社.2007

[4]黄元平.矿井通风.北京:中国矿业大学出版社.1990

通风系统优化 篇11

关键词：煤矿；巷道布置；通风系统；修改巷布；运输能力；通风能力

中图分类号：TD724 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）33-0040-02

随着我矿煤层深度开采，+206三水平生产采区可采储量只剩下43.2万吨，2015年主要采区工作面均在+100四水平开采，该水平的通风能力、提升矸石、设备、运送材料能力很难满足生产的需要。为了确保+100水平正常安全生产，对巷道重新进行优化布置，在+100东+103.1—+210.7标高布置底板回风上山，目的是使+100水平通风系统由两入两回改变为三入两回，增加风量，降低风阻。

1 概况

+100水平为矿井的四水平，主要开采煤层为一、二号煤层，为煤与瓦斯突出煤层，地质储量为737.5万吨，分为四个采区，即+100西一采区（已采完）、+100西二采区（石门已揭煤）、+100西三采区、+100东一采区（准备采区）。通风系统为两入两回，两入分别为三段暗主井、三段皮带井，两回为三段暗副井、+100—+206标高西侧底板回风上山，水平入风量为3932m3/min，回风量为3968m3/min，该水平提升系统为三段暗主井既提升人车又提升矸石、设备兼用，每班必须一半时间用来运送人员，极大地影响了矸石和设备材料提升，开拓进尺很难有大的突破，影响了开拓煤量的构成。

2 松树镇煤矿生产的现状和不足

2.1 松树镇煤矿生产简介

松树镇煤矿原+100东二采区设计简介：（1）五个回采工作面，共计回采原煤39万吨，预计回采结束时间为2017年；（2）设计开拓进尺540m×5000元/m =270万元。

2.2 现状

该矿井按水平划分，分东、西两翼布置，共划分为四个水平：第一水平+550水平，第二水平+400水平，第三水平+206水平，第四水平+100水平，第一水平、第二水平已回采完毕，现生产水平为第三水平、第四水平，共布置五个采区：+206西一采区、+206西二采区、+206东二采区、+100东一采区、+100西二采区。

+206、+100水平西侧煤层平均倾角10°，其中有U5、U6、U7、U8、U9、U10六条火成岩岩墙按煤层倾向生成并贯穿整个区域，岩墙平均厚度为21.5m，且局部伴生火成岩膨胀体。其中U5、U7、U9火成岩岩墙伴生落差分别为4.5m、3.6m、5.8m。

2.3 不足

（1）+100东二采区通风系统必须利用原+206东二采区通风系统，为保证通风系统稳定、可靠，每年需翻修、拉底（扩面将阻）1695m，维修费用为447.8万元/年。根据接续实际情况，+100东二采区截止2017年采区才能回采结束，进行封闭。3.5×447.8万元=1567万元。（2）采用+100东二采区设计（保证不了提前施工+100东侧采区岩石底板瓦斯专用抽放巷）。（3）增加了矿井通风阻力。（4）采用+100东二采设计必须利用原+206东二采区通风系统回风，受采动的影响，主要表现为：容易造成采空区自燃发火，同时不利于通风设施维护和管理。综上所述条件，主要是不能保证通风系统的可靠，容易造成瓦斯事故。

3 优化通风系统修改巷布的工程组成

+100东大巷80m，+100补石334m，第一集中上山513m，第二集中上山512m，+180.5m标高—+210.7m标高底板回风上山476m，+103.1m标高—+180.5m标高回风联络巷279m，总计：2194m，其中岩石：1169m，煤巷：1025m。

4 优化通风系统修改巷布必要性的前后对比

4.1 生产系统方面

修改巷布前：+206东二采区32110面的二层煤需要利用+206东二采区的系统才能开采，但32110面的二层煤标高低于+206标高，属于剃头开采，违反了《煤矿开采技术》，通过优化巷道，既解决了+206东二采区剩余煤量剃头开采问题，又减少因维护+206东二采区系统的巷道1695m，维修费用为447.8万元。同时也利用该系统解放了+206东一采区残存块段。

4.2 通风系统方面

修改巷布前：+100水平通风为两入两回，入风量为3932m3/min，回风量为3968m3/min，通风路线为：三段暗主井—+100东一采区—三段暗副井；三段皮带井—+100西二采区（+100西三采区）—+100—+206标高西侧底板回风上山—+206水平回风巷。修改巷布后：为三入两回的通风系统，入风量为5906m3/min，回风量为5963m3/min，通风路线为三段暗主井（三段暗副井）—+100东一采区（+100东补石门区）—+103.1—+210.7标高东侧底板回上山—+206水平回风巷；三段皮带井—+100西二采区（+100西三采区）—+100—+206标高西侧底板回风上山—+206水平回风巷。以上可以看出通过修改巷布，+100水平从两翼偏坠式通风（+100东一采区通过距离比较远，阻力比较大）改变成入风为中央并列，回风为两翼均匀（风量分配均匀，通风阻力小）。通风系统稳定可靠，所以优化通风系统修改巷布是必然的。

4.3 提升系统方面

修改巷布前：只能通过三段暗主井运送人员、升降矸石、设备，三段皮带井运送煤炭。提矸车皮保证不了，极大地影响了全井的开拓进尺，2015年全矿所有采区工作面将集中在+100水平，提升矸石、升降设备、工作面搬家倒面、生产矛盾会集中到运输上，运输将是制约安全生产的主要因素。修改巷布后：三段暗副井变为入风，可以用来运送人员，三段暗主井提升矸石、升降设备，基本能够满足生产的需要。

4.4 消突方面

区域防突措施中采取顺层钻孔预抽煤巷条带瓦斯区域防突措施如果在明年取消（国家煤监局网站公布准备取消顺层钻孔预抽煤巷条带瓦斯区域防突措施），那么+100东将无法进行消突工作，修改巷布后利用+100东一补石门钻场及补打瓦斯专用抽放巷能够实现底板穿层钻孔预抽煤巷条带瓦斯区域防突措施。

4.5 煤炭资源开采方面

通过优化巷道布置，利用+100东一补石门区的系统能够开采原+206东一采区3111面与3113面之间的可采储量；原+206东二采区3212面下部剩余储量，可获得可采储量约43万吨，延长了矿井服务年限。

5 结语

通过对+100东+103.2—210.7标高优化通风系统修改巷布，分别在通风系统方面、生产系统方面、提升系统方面、消突方面、煤炭资源开采方面等取得很大的成果，可以看出优化通风系统修改巷布是必然的。

参考文献

[1] 张国枢，杨运良，谭允桢，等.通风安全学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2000.

[2] 谭允桢.矿井通风系统管理技术理论[M].北京：煤炭工业出版社，1998.

[3] 刘光智.浅谈煤矿通风系统的安全性及优化设计[J].科技与企业，2013，（1）.

[4] 段仓熊，介小文，李伯平.徐家沟煤矿通风系统优化改造方案分析[J].价值工程，2013，（25）.

矿井复杂网络通风系统优化 篇12

平煤股份八矿位于平顶山市区东部, 设计生产能力为300万吨/年, 井田东西走向长度12.5km, 南北倾斜宽3.36km, 井田面积41.42km2。矿井于1966年12月破土动工, 1981年2月投产, 井田工业储量为38839.9万吨, 可采储量为26197.53万吨, 矿井可采煤层共有三组四层, 丁5.6煤层、戊9.10煤层、己15煤层和己16.17煤层。

八矿丁一风井采用抽出式通风方法, 担负丁一采区、戊一采区和己一采区通风任务。丁一采区位于矿井东部, 先开采丁一深部采区, 按矿井丁一采区深部开采计划, 丁一深部采区共计储量约1471万吨, 可采储量约900万吨, 丁一四条下山需不断向下延伸, 丁一现在一条下山达2400米, 随着丁一采区井田边界继续向北延伸, 通风阻力将越来越大。预计丁一采区深部开采共向下延伸11个区段, 由进风到回风通风路线达10000米以上, 巷道设计通风断面较小, 而二水平戊一采区通风路线为5000米以下, 设计四条上山, 通风断面大, 两个采区阻力不平衡, 丁一风井主扇运行极不经济。

2 丁一采区通风系统存在问题

(1) 丁一采区无专用回风上山。

(2) 丁一风井通风网络结构、阻力分布不合理。

(3) 丁一采区现有风量不能解决丁一地温高的问题。

(4) 丁一采区煤层瓦斯含量大, 有突出危险。

(5) 丁一采区巷道失修地点多、失修严重。

(6) 丁一风井限制二水平采区的开采。

3 丁一风井通风系统优化必要性

根据平煤股份八矿生产部署及将来生产计划, 丁一采区及二水平戊一、己一采区计划深部延伸, 需风量不断增加, 仅仅依靠现在的丁一风井供风, 难以满足矿井的生产需要, 丁一采区向深部开发, 矿井生产布局正在由一水平向二水平过渡, 但由于各种原因, 采掘布置、通风巷道断面已无法满足现在高产高效矿井的需要, 严重制约着八矿的生产。

我矿丁一风井目前风量为9880m3/min, 一水平和二水平存在严重的争风问题, 既限制了二水平的开发速度, 又给一水平丁一采区的深部开采造成困难, 严重制约着八矿的安全生产, 随着丁一采区深部开发, 二水平戊一和己一采区采面投产, 需风量将大幅增加, 因此对丁一采区通风系统优化改造迫在眉睫。

4 十二五规划中未来五年不同时期矿井计划需风量

丁一风井各采区预计需风量:

4.1 丁一采区三条下山目前还未施工到位, 需要加快施工进度, 尽快形成完善的系统。

(1) 2011年~2012年, 丁一采区正常生产布置1个综采面, 1个掘进工作面, 5个峒室, 同时四条下山、片盘需施工到位, 需布置3个开拓工作面, 总需风量4752m3/min。

(2) 2012年~2013年, 丁一采区正常生产布置1个综采面, 2个掘进工作面, 4个峒室, 同时下延三条下山、片盘, 需布置2个开拓工作面, 总需风量4512m3/min。

(3) 2013年后, 丁一采区正常生产需布置1个综采面, 3个掘进工作面, 5个峒室, 总需风量4200m3/min。

4.2 二水平戊一采区预计需风量:

戊一采区目前正在施工戊9.10-21030采面的机风巷, 预计2012年8月采面形成。

(1) 2011年~2012年布置1个备采工作面, 1个开拓工作面, 2个掘进工作面, 4个硐室需风量3600m3/min。

(2) 2012年8月~2013年10月布置1个采煤工作面, 2个开拓工作面, 2个掘进工作面, 4个峒室, 总需风量3200m3/min。

(3) 2013年后, 戊一采区将布置1个采煤工作面, 1个备采工作面, 3个掘进工作面, 4个峒室, 总需风量5400m3/min。

4.3 二水平已一采区预计需风量:

二水平已一采区目前正在施工己一西翼回风下山, 预计2012年10月完工, 通风系统形成后, 开始施工己一皮带下山, 现在需风量1500m3/min。

(1) 2011年~2012年布置2个开拓工作面, 2个硐室需风量1600m3/min。

(2) 2012年~2013年布置2个开拓工作面, 2个掘进工作面, 4个峒室, 总需风量2100m3/min。

(3) 2013年~2014年布置1个准备工作面, 1个开拓工作面, 2个掘进工作面, 4个峒室, 总需风量2900m3/min。

(4) 2014年后, 己一采区将布置1个采煤工作面, 1个备采工作面, 3个掘进工作面, 4个峒室, 总需风量5520m3/min。

5 矿井通风系统改造前矿井阻力测定

矿井通风阻力测定即矿井各井巷的通风阻力 (摩擦阻力和局部阻力之和) 测定, 有时也单指矿井最大通风阻力路线的阻力测定。测定参数包括:测点的静压、测点的标高、干球温度、湿球温度、风速、测点间长度、井巷断面积、周长等通风参数, 以及风门两端静压差。2011年1月份, 八矿组织通风部门对全矿井进行了一次通风阻力测定, 在系统改造前对矿井阻力分布状况进行一次排查摸底, 为复杂网络通风系统优化提供了大量的科学依据和技术资料。

矿井通风系统阻力分布情况及分析:通常情况下, 一个比较合理的通风系统阻力分布为:进风段占20%~30%, 用风段占40%~50%, 回风段占30%~40%。

通过对矿井阻力测定的结果, 我们得出每个风井最大通风阻力路线的进风段、用风段和回风段通风阻力的对比结果, 并对结果进行分析, 找出造成通风阻力过大的风段存在的问题。丁一风井各风段阻力分布情况见表1所示。

从表中可以看出, 丁一风井通风阻力分配不合理, 回风段阻力过大。特别是回风段中丁一东翼专回、丁一轨道上段阻力过大。经过井下实地分析, 丁一东翼专回多处巷道变形、底鼓, 出现爬行巷道, 丁一轨道下山多处巷道狭窄, 风速超限, 多处地段受到破坏, 多为侧壁变形、顶板冒落及底板凸起。这些巷道维修速度赶不上变形速度, 因此造成了回风段通风阻力过大。

6 优化方案确定

6.1 通过阻力测定提出以下通风系统优化方案

(1) 方案一:在二水平戊一采区补做一条进风降阻巷 (兼做辅助运输) 与丁一轨道下山下段联通, 丁一轨道上段及原进风下山改为回风, 并将丁5.6-11210边切眼与丁一轨道上段联通作为丁一采区的东翼回风, 同时将丁一东翼回风不断延伸, 担负丁一东翼采区的通风重任, 丁一进风降阻巷作为丁一采区主要进风巷, 丁一皮带下山作为辅助进风巷, 丁一采区通风系统由原来的“两进一回”改为“两进两回”。

(2) 方案二:服务于一水平己二、戊二采区的西一风井, 在戊9.10-12160采面回采结束后, 仅担负己二上部采区的通风任务, 如果仅仅为己二采区服务, 会造成风机用风不经济, 产生不必要的经济损失, 因此考虑在二水平戊一采区做一条总回风与西一风井相连通, 形成丁一风井、西一风井联合服务一水平己二采区、丁一采区、二水平戊一、己一采区的通风网络。

(3) 方案三:在丁一深部开采区域范围内, 新做服务于丁一采区的回风井筒, 丁一新回风井筒仅服务于丁一深部采区, 二水平戊一采区西翼回风不再为丁一采区服务, 原丁一风井全力服务于二水平戊一、己一采区。

6.2 方案论证及确定

6.2.1 通风系统优化方案一论证

(1) 该方案解决了丁一采区通风路线长的问题, 丁一采区通风路线相比以前减少了2000多米, 丁一采区进风段阻力大大减小, 丁一采区风量由原来的4050m3/min增加为改造后的5500m3/min;

(2) 通风系统优化改造后, 丁一采区风量增加仅1500m3/min, 保证了丁一3个掘进工作面的正常开工, 对丁一采区后期深部开采起到至关重要的作用;

(3) 丁一进风降阻巷的施工, 不仅有效的提高了采区风量, 缩短了通风距离, 而且作为辅助运输巷也减小了职工劳动强度;

(4) 经过改造的丁一采区通风系统风机负压降低到2940pa, 主扇工况点在合理的工作范围内。

6.2.2 通风系统优化方案二论证

(1) 该方案为西一风井担负丁一采区的回风任务, 根据计算机模拟解算, 系统改造后采区风量增加约468m3/min, 各采区风量有所增加, 但是增加幅度不大, 西一风井回风2856m3/min, 负压为3529pa, 因西一风井担负一部分通风任务, 丁一风井回风下降至7362m3/min;

(2) 戊二采区回风段回风路线长达5000米, 回风段阻力较大, 丁一采区阻力分布不合理;

(3) 系统优化改造后丁一采区风量增加不明显, 对后期深部开采起不到关键作用;

(4) 戊8-21020抽排巷长达2000米, 开掘巷道投入成本高, 再加上丁一、戊二采区巷道失修巷道长, 维修成本高, 系统改造投资大、见效低;

(5) 戊二采区回风段长达5000米, 回风段阻力大, 并且回入风量不理想, 风量不足3000m3/min, 风井负压达3500pa, 使西一风井主扇运行不够经济。

6.2.3 通风系统优化方案三论证

(1) 该方案的确立, 将会解决丁一采区与二水平戊一采区共用回风的问题, 丁一采区通风系统得到独立;

(2) 经过计算机风网模拟结算, 丁一新回风井施工后, 丁一采区风量大增, 丁一风量的紧张的历史局面将得以结束, 丁一采区深部开采规划将会顺利实施, 经过通风能力核定, 丁一采区产量将增加到120万吨/年;

(3) 二水平戊一、己一采区投产后, 不再与丁一采区存在“争风”问题, 并且丁一风井少了一个大阻力采区的负荷, 其工况点工作范围能够保证戊一、己一采区采掘生产需要, 有效风量率达90%以上。

(4) 丁一新回风井的施工, 需再安装一对地面主要通风机, 矿井的通风网络将会更加复杂, 不过将来西一风井因采区封闭主要通风机不再担负通风任务。

6.3 丁一风井方案优缺对比与择优选择

通过以上三种方案的论证, 方案一不仅提高了采区风量, 而且保证了采掘头面顺利开工, 是合理的系统优化方案, 但是只能解决一时通风系统难题, 不能解决丁一采区与戊一采区共用回风问题, 当戊一、己一采区投产后, 三采区争风问题依然存在。

方案二的提出虽然会解决西二风井风机损耗问题, 使西二风机不至于因采区的封闭而停运, 但是该方案造成通风路线加长, 回风段长度达5000米, 西二风机负压高达3500pa, 并且需开掘一条2000多米的回风巷, 投入成本大, 经济效益不明显, 因此不能采用。

方案三不仅有利于丁一深部开采实施, 而且使丁一、戊一采区系统独立, 并且能保证二水平戊一、己一投产后风量充足, 能够满足用风需求, 也不存在争风问题, 因此是最优的通风系统优化方案, 有利用八矿矿井的长期发展。

因此选择方案三为最优方案。

7 结论

通过一系列矿井通风系统优化与改造, 丁一风井总风量由原来的9880m3/min提高到现在的12230m3/min, 确保了矿井由一水平采区向二水平采区过渡时期的安全生产, 缓解满足了高突工作面的用风需求, 降低了采掘工作面的瓦斯浓度。成功地解决了平煤股份八矿在大采深、多煤层群、复杂通风系统生产条件下, 矿井两个水平同时开采风量紧张的问题, 它不仅完善了矿井各采区专用回风系统, 使矿井通风系统达到了合理、稳定、可靠的要求, 而且大大提高了原煤产量, 使矿井原煤产量稳定在360-380万吨/年。在成功解决水平过渡时期通风问题的同时, 又充分考虑了水平过渡后的通风系统方案, 使通风系统优化改造做到有的放矢, 减少了重复工程和资金浪费。为多风机耦合、深水平、多煤层复杂网络矿井通风系统优化改造积累的丰富的经验, 其通风系统优化方案和风网结算技术, 对于通风系统改造的矿井极具参考价值, 值得大范围推广。

参考文献

[1]王志强, 李晓霞.矿井通风系统安全性评价探讨[J].轻工科技, 2012 (03) .

[2]何兴, 李康来.煤矿矿井通风系统问题分析与解决对策[J].中国新技术新产品, 2012 (03) .