矿井通风系统图

矿井通风系统图（精选11篇）

矿井通风系统图 篇1

矿井通风系统是十分复杂的立体结构, 巷道数目多、纵横交错、上下重叠, 相互关系不明晰, 直接用实际的通风系统图分析通风问题有很多不便。为克服这些缺点, 需要对通风系统网络化, 即用反映巷道空间关联的单线条表示通风系统中各风流的分合关系, 将通风系统图抽象成点与线集合的网状线路示意图, 即通风系统网络图。矿井通风网络分析是实现通风系统优化及调节分析的理论依据, 是矿井通风安全技术中一项重要的工作, 矿井通风网络图直观明了地反映矿井井巷间的连接关系及风流的流动路线, 是进行通风网络解算或优化调节的基础。

目前, 矿井通风网络理论已经十分系统[1], 通风网络的计算方法也相当丰富, 分析任何形式和任何规模的通风网络都可以找到理想的算法, 但是在软件开发上, 仍存在一些不足[2], 例如通风系统图和通风网络图的自动绘制功能不完善, 图形系统缺乏通风网络参数如风量、风速、阻力等的显示与可视化分析功能。因此, 有必要深入研究矿井通风网络图自动绘制技术、网络图参数自动关联技术。

1 矿井通风网络图及绘制基本规则

矿井通风网络图, 是由表示通风系统内各风流路线及其分合关系的网状线路与其赋权通风参数组成。将通风系统抽象为通风网络进行通风系统分析, 是研究通风系统的重要手段和方法, 正确绘制通风网络图是进行通风网络分析的前提。

通风网络图具有以下特点: (1) 通风网络图是通风系统的表达图, 是有向图、连通图、非完全图、非平面图。 (2) 通风网络图是反映各风流分合关系的网络示意图, 属于图论的范畴, 而不是工程图。不同于通风系统图与立体示意图, 不要求按比例, 不遵守投影关系, 不反映各风流的平面和空间位置, 也不反映风路的实际形状。 (3) 为清晰地反映各风流间的拓扑关系, 通风网络图的节点可以移位, 边可以伸缩、曲直、翻转, 甚至可以变形。 (4) 为提供丰富的通风网络分析, 网络图能进行分层管理, 如通风网络图层、通风设施层、标注层、反向分支层等。 (5) 为在图形上进行功能扩展, 网络图形要能承载通风参数数据, 各几何图元不仅要呈现几何视觉关系和标注功能, 同时应承载如节点编号、分支编号、分支属性等相关数据。 (6) 网络图应是开放的、动态的图形系统, 可以和目前流行的图形系统实现数据共享交流, 可以动态地进行修改编辑。

2 通风网络图绘制关键技术研究

2.1 热点节点设置

节点是风流分合点, 是风流分支的始点或末点, 反映分支之间的关联关系。编号顺序沿风流方向从小到大, 节点编号不能重复, 所有与地面大气的连通点应统编为1个节点 (大气节点) , 而且要能够方便和分支相连接构成网络图。

为此, 设计了如图1所示样式的节点, 节点共由3部分构成:圆、标号和热点。与平时手工绘制的节点比较起来多了一个热点。

“热点”的目的是为了在绘制网络图形时, 能够自动捕捉网络节点。由于节点之间的巷道连接可能多于2条, 因此要在节点上添加多于1个的热点, 系统默认为4个热点, 若不够, 热点部分可以自主增添。

2.2 自动捕捉热点有向分支

将有风流连通的节点用单线条连接起来。为便于区分, 正常风路用实线表示, 漏风风路用虚线表示, 大气节点间用点划线表示。为此, 要求有3种类型的分支连线可供选用。

为了使通风网络图绘制时能够实现节点热点的自动捕捉, 分支连线除了应标有表示风流方向的箭头外, 还要有捕捉节点的热点, 如图2所示。为表示清楚, 将分支连线与节点连接时产生热点捕捉的过程用方框标出。

2.3 通风设施库设计

在通过分支连线和节点的热点捕捉生成几何网络后, 还需进行标注。在标注时, 除标出各分支的风向、风量外, 还应将进风井、用风地点、通风防火设施以及火区位置等加以标注, 并以图例说明[3,4]。为使通风设施等标注方便, 专门设计了通风设施图形库 (图3) 。

通风设施图形库中有:风桥、挡风墙、风门、风窗、通风机等。在标注时, 只需将该通风设施在网络图形上拖放即可实现快速标注。

2.4 通风网络图形与属性数据关联

通风网络图中包含了3类数据: (1) 图的结构数据, 即分支与节点的连接关系; (2) 物理图形数据, 即网络图的节点坐标和分支形状等, 也就是网络图的视觉效果; (3) 与分支相关联的参数即权值, 即通风网络节点和分支的属性数据, 如节点编号、分支编号、分支属性等。

网络图的3类数据分别表达了3种作用。在3类数据中, 其中2类最为关键: (1) 分支与节点的结构数据, 因为节点数和分支数为通风网络分析的基础性数据, 同时也是对网络图进行完整性判断的一项数据指标; (2) 与分支相关联的参数, 这些参数将参与通风网络分析运算。这2类数据是否准确将直接影响通风网络的分析结果。

通过直接扫描网络图形判断图形结构数据, 即扫描分支连线和节点, 分别进行计算。对与分支关联的参数, 采取了图形数据绑定措施。记录图形ID号, 根据ID号进行数据关联。原理如图4所示。

3 通风网络功能模块设计

通风网络图形系统是为“矿井通风安全预警系统”项目的应用而开发的, 其目的是在通风网络图形上实现通风阻力数据测定处理、通风网络解算、风量调节、通风网络优化、火风压模拟等功能。通风网络图形各功能模块如图5所示。

4 结语

基于通风网络图形的功能模块已开始应用, 从应用情况及反馈效果来看, 图形系统功能丰富、方便、稳定, 运行效果良好。图形系统功能模块的扩展性强, 实现了矿井通风阻力数据测定处理、通风网络解算、风量调节、通风网络优化、火风压模拟功能, 还可以根据通风管理的要求进行更改。

摘要：通风网络图是矿井通风网络系统分析及优化的前提, 其基本组成为有向分支、节点及通风参数。根据矿井通风网络图构成及绘制规则要求, 设计了圆、标号及热点组成节点, 通过位置判断自动捕捉热点生成有向分支进行分支绘图, 进行通风网络几何图形与属性参数关联等技术。上述技术在矿井通风管理实际应用中表现出了良好的稳定性和可靠性。

关键词：矿井通风,通风网络图,CAD

参考文献

[1]程磊, 党海波, 彭信山.矿井通风网络分析研究现状及趋势[J].煤炭工程, 2011, 25 (3) :14-18.

[2]华宁, 陈喜山, 曹娥, 等.矿井通风网络解算软件研究综述[J].青岛理工大学学报, 2011, 32 (1) :33-35.

[3]陆刚, 韩可琦, 韩文骥, 等.矿井通风网络图形系统的研制[J].中国矿业, 2006, 15 (11) :27-29.

[4]徐竹云.矿井通风系统优化原理与设计计算方法[M].北京:冶金工业出版社, 1996.

矿井通风系统图 篇2

今年以来，在两级公司正确领导下，我矿通风系统认真落实2011年两级公司及矿安全工作会议精神，以示范矿井达标建设为工作标准，保持工作“严、细、实”的态度，认真履行通防系统各级人员岗位职责，全面提升“一通三防”基础管理及现场管理水平，现将主要工作汇报如下：

一、矿井通风基本情况：

木瓜矿通风方式采用中央边界式。主斜井、副斜井、木瓜立井为进风井，张家珥回风立井为回风井。通风方法为机械抽出式。矿井配备两台同等能力、同等型号BDK65-8-NO26轴流式对旋主通风机，电机额定功率2×400KW，现主通风机风叶角度为-6о/-6о，排风量为6550m3/min，负压1650pa，矿井通风等积孔3.28m2。矿井总进风量6290m3/min：其中主斜井进风量2915m3/min，付斜井进风量2395m3/min，木瓜进风井980m3/min，矿井总回风量6560m3/min。矿井有效风量6013m3/min，有效风量率90.42%，矿井需要风量5467m3/min，最大通风流程6900m。

木瓜矿属低瓦斯矿井，2010年鉴定矿井瓦斯绝对涌出量为

1.30m3/min,瓦斯相对涌出量为0.38m3/t。2008年鉴定现开采的10#煤层属易自燃煤层，有煤尘爆炸性，煤尘爆炸指数24.6%。附：瓦斯、煤尘爆炸性、煤的自燃性检测报告

矿井共有二个采区：一采区生产布局为一个综采面(10-105工作面)、一个回撤面（10-108回撤面）、一个准备面（10-106准备面）

两个掘进工作面（10-1031、10-1032）、四个峒室（中央变电所、一采区变电所、井下火药库、一采区水仓），其它用风巷道五个（主斜井行人联巷、主斜井清理平巷、10-1052联巷、9-107运输联巷、原木瓜回风巷）。二采区生产布局为三个峒室（张家耳水泵房、张家耳变电所、二采区变电所），其它用风巷道三个（二采区轨道巷末端、二采区非常仓库、二采区皮带巷末端）。矿井通风分区共计20个。

二、安全管理示范矿井达标情况

1、通风系统方面

矿井通风系统设计合理，风量充足，风流稳定，可靠，主风机安装使用符合要求，通风设施齐全完好，符合《规程》各项要求。今年8月份我矿请太原理工大学资深专家对矿井进行了通风阻力测定工作。局部通风管理到位，局扇安装、使用符合规定，实现风机双向切换功能，要求每天4点班各队组对局扇进行切换试验，并汇报通风调度及矿调度室，进行记录。存在问题：10-1031与10-1032两个掘进面共用一段回风巷，预计今年11月底两个巷道贯通，此问题解决。

2、瓦斯管理方面

1）我矿安装使用KJ-70N安全监测监控系统，瓦斯管理监控有效，我矿以木矿通字[2011]13号文件下发了《木瓜煤矿监控系统管理考核办法》及《通风安全监控系统联网运行管理制度》，监控设施安装使用，符合《“一通三防”十七项管理规定》，传感器调校严格按照要求执行。截至目前，我矿监控系统无瓦斯超限现象，上传中断共计4次，其中一季度3次，二季度1次，主要原因是系统主机软件运行问题以及大武网络公司问题均已按要求分析上报；异常报警9次，其中一季度9次，二季度0次，主要原因瓦斯异常报警4次，均为人为操

作因素造成；CO异常报警5次，主要原因为爆破、胶轮车尾气及变频器干扰造成。上传中断比去年同期30次有大幅下降，下一步我们的目标是彻底杜绝上传中断及异常报警事故，向瓦斯治理工作的四个零指标看齐。

2）井下瓦斯巡回检查线路分三条线路，符合《规程》要求，通风队瓦检员配备15人，符合要求，通风系统成立小分队，不定期对井下瓦检员上岗情况进行抽查，督促瓦检员严格落实岗位责任。

3、防尘、防灭火方面

1）地面设有一水源井，安装250QJ100-400型深井潜水泵一台，水泵额定流量100立方米/小时，扬程400米，管径φ159,在高山6KV开闭所门口施工有一个永久性水池，水池分为两部分，一为沉淀池，一为使用池，容量均为200 立方米。合计为400立方米。

2）根据《“一通三防”十七项管理规定》，本我矿对井下防尘洒水管路进行改造升级，主、副斜井、井底车场内管路均为6寸管路，采区巷道及各工作面洒水管路均为4寸管路，符合标准，管路出水阀门及闸阀安装均按照《“一通三防”十七项管理规定》标准安装。

3）我矿安装使用防灭火束管监控系统，配备值机人员3名，采用人机检测相结合的管理办法，坚持每5天一次对各采掘工作面回风流、上隅角、密闭等地点的预测预报工作，严密监视采空区各种参数的变化情况，定期对采空区及回采工作面上隅角的有害气体进行采样、分析，进行煤层自然发火预测预报，确保了监测数据的准确性，对co等有害气体的检测工作有序进行。井下消防设施均按照《规程》规定配备了沙箱（0.25m3）、灭火器2具、消防桶一个，消防斧一把，消防钩一个，消防铲一把，符合《规程》要求。

4、管理制度方面

今年以来，通风科不断制定完善了《“一通三防”制度汇编》、《井下爆破特殊管理规定及实施办法》、《木瓜煤矿民爆物品管理制度及岗位职责》、《木瓜煤矿防治井下火灾管理规定》、《防灭火监测管理制度》、《通风安全监测系统联网运行管理制度》、《木瓜煤矿矿井安全监控系统管理考核办法》、《局部通风管理制度》、《“一通三防”系统检查评分奖罚办法》、《井下胶轮车运行管理制度》等各项管理制度，并严格落实，严格把关。

5、“六大系统”方面

今年以来，通风科根据《霍州煤电集团关于煤矿井下安全避险六大系统验收工作的通知》及安监总煤装【2011】15号相关规定，对监测监控系统和供水施救系统不断进行检查完善，于7月底完成改造建设，现两个系统符合集团公司要求。

6、三年规划方面

根据霍煤电安字【2009】662号文，我矿通风系统严格按照要求深入开展安全质量标准化建设，着手源头、夯实基础，坚持事故“零”理念，抓好“一通三防”工作，根据生产实际，不断完善各项制度，深入现场，以“职能部门职能抓，关键人物关键抓”为管理理念，明确责任，落实人头，突出重点，狠抓关键环节，以标准为引线，以落实为基础，强化过程控制，促进安全质量标准化整体上台阶，上水平，向安全示范矿井达标建设看齐。

通风科

矿井通风系统安全评价研究及应用 篇3

关键词：矿井通风系统；安全评价；应用

0.引言

随着我国的经济得到了迅速的发展，在对资源开发方面也得到了加大，在近些年的发展当中，一些矿井事故的发生率愈来愈频繁。在工业技术的迅速发展和在工矿企业中的实际应用，在很大程度上促进了社会经济的繁荣，但是与此同时也带来了一些负面的效应，也就是大型的工业系统的复杂化的程度已经愈来愈高，这就使得一些灾难性的事故频繁发生，这些不仅给我国的国民经济带来了巨大损失，同时也给社会造成了很大的心理压力。

1.当前矿井通风系统现状分析

我国的矿井通风理论以及技术在上世纪五十年代就已经有了一定的进展，能够对井巷通风阻力进行广泛的研究和测定，并且也建立了各种作业面的紊流传质方程以及污染物的浓度分析计算的方法，从而对风量的计算提供了理论上的依据。在随着社会的不断发展过程中，极端及技术以及网络技术的应用对矿井的通风系统的分析提高了效率，在新进技术的支持下矿井的生产能力有了大幅度的提升，在开采的深度以及强度方面不断的得到了加强。

在上世纪十年代初期，在我国的矿井通风理论和技术的研究上有了迅速的发展，并取得了令人瞩目的成果，与此同时，对矿井通风系统的评价研究的工作也在不断发展着，一些评价方法也被应用在这一系统当中[1]。

2.矿井通风系统安全评价原则分析

在我国的矿井通风系统方面是比较复杂的且是动态的系统，所以就会受到诸多外在因素的影响，要想实现安全评价的相关目标，就要在指标体系上能够完善以及科学，这也是进行系统评价的一个重要基础，对评价的结果有着直接性的影响。在这一过程中要能够建立与之相关的原则，只有遵循這些原则才能够有效的将矿井通风系统的安全评价得以有效的应用。

2.1系统性原则

首先在矿井通风系统的系统性原则方面有着整体性以及相关性和目的性、有序性以及适应性的特点，其中的整体性特点主要就是在矿井通风系统的各评价指标是有机整体，它们在内容上虽然有着不同但是在综合以及统一形成的整体作用下就有着一些新的功能，在这些功能的实现下安全评价的结果才能够准确的对整体性加以反映。而相关性就是安全评价和评价指标间有着一定的联系和以来，以此来达到合理的评价目的。系统是为能够达到一定的目的而存在的，而建立系统的目的就是对矿井通风系统的安全状态进行有效的评价[2]。

2.2科学性原则

在矿井通风系统的安全评价的科学性原则方面，由于其系统事故的发生有着一些自然的规律，故此其评价指标在选择的过程中就需要有着客观性以及科学性，在理论知识的掌握上要能够进行实际的分析，在经验的基础上对安全评价的指标概念进行明确，与此同时要能够和客观的规律相符合，主观的安全指标是不可取的，在真实客观的基础上才能够保持其科学性[3]。

2.3可测性原则

还有就是在对矿井通风系统的安全评价系统进行建立的过程中要能够和实际得到契合，要将需要的数据进行现场的搜集还要能够在测试的可操作性上比较强，从而避免一些比较复杂的的程序。

2.4其他原则

除了以上的原则之外还有着普遍性原则以及特殊性原则和定性、定量指标相结合的原则，在对其指标的建立过程中，要能够将特殊性和普遍性得到兼顾，在对矿井通风系统当中所存在的普遍共性指标建立评价层，而对一些比较特殊的情况就要将关系选取以及结构的层次得以应用。同时在事物的发展变化过程中还要能够将定量以及定性进行结合，把定性指标转化为定量化的指标，从而实现指标值的量化原则。

3.安全评价指标相关影响因素分析

3.1矿井危险因素

在矿井通风系统方面主要是相关装置以及通风动力和井巷、通风设施所构成，主要的目的就是在通风动力的作用下，以最为经济的方式来向井下各用风的地点进行提供优质的质量空气，进而对作业人员的安全实行保护。并且能够在发生危险的时候可以有效的对风向和风量加以控制，这样就能够将灾害危险的程度控制到最低。在这一过程中就需要对相关的影响通风系统的因素进行了解，从而有效的从根本上加以控制[4]。在矿井的危险因素方面，主要就是在工矿中比较典型的灾害对通风系统产生的影响，这其中就包含了瓦斯爆炸以及火灾等。

3.2安全管理因素

而在安全管理的因素方面主要就是人为因素，最为常见的就是管理人员的年限以及技术人员所占的比例以及受训的时间等。在矿井通风系统当中的安全管理人员在受教育的年限愈长学历愈高，在对一些理论的知识掌握上愈是牢靠那么这一指标值也就愈高。这对实际的安全有着重要的影响。

3.3通风环境因素

还有就是在通风环境这一影响因素方面，它主要是在井下的通风系统作业的环境，其中的温度以及风速和空气的质量都对安全评价指标有着影响。其中在粉尘的浓度上应当是越低越好，在矿井的空气温度也是构成矿内气候条件的一个重要因素，温度的过高或者是过低都会对人体有一定的影响，在温度上最为适宜的是在十五到二十摄氏度，对矿内的温度产生影响的因素主要是地面空气的温度以及空气受压缩以及膨胀和岩石的温度等。

3.4通风设备因素

在通风的设备这一影响因素上主要就是在通风系统中，各种设备的安全性对通风系统的安全性有着直接的影响，其中最为主要的就是通风机的运转性能以及瓦斯的抽放率和隔爆设施的完好情况。在通风设备方面主要是承担着全矿的通风任务，故此是昼夜运转的，这和矿井内的工作人员的安全有着密切的关系，其稳定的运转能够保证通风系统的稳定。

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4.具体安全评价应用分析

在对具体的安全评价进行应用过程中，本文主要以A矿井为例进行阐述，该矿井建于上世纪六十年代在2012年批准核定生产能力达到一百八十万吨，实际生产一百六十万吨。在当前该矿井的生产状况为通过走向长壁后退方式进行的开采，矿井的通风方式是中央边界式，在通风的方法上为抽出式，其中在进风井有四个，回风井一个。在二零一一年的瓦斯坚定的结果是相对涌出量是2.01m3/t，CO2相对涌出量是3.15m3/t，是属于瓦斯矿井。在通风系统的基本参数方面主要是通过阻力测定数据进行的计算，在通风阻力所测定的各项实测数据基础上，根据矿井当前的实际情况来建立网络解算模型进行网络计算。

根据该矿井的通风系统的实际情况，为能够客观真实的反映实际情况，最大化的减少评价的误差，在相关的规程以及细则的严格执行的基础上，然后再结合矿井的通风安全专家以及现场的通风安全的技术人员等进行赋值并计算。在这一矿井的多年运行开采以及自我改造情况下，使得风流不稳定的风度所占据的比例比较大，所以要对通风网络进行优化，把现行的单通道通风系统改成两个子系统，然后再采取分区式的通风方式来降低不稳定的风路分支数。还有就是在这一矿井中的角联风路数的量过多，由此就给风路风阻在调节的过程中增添了很多的难度，为了能够有效的保障通风网络的稳定性，所以要能够对工作面上的角聯风路的关联分支加以风阻调节，并要能够对其风机的工况点进行优化调整。

例如对矿井通风系统环境进行模糊综合评价：令[0，0.6]不合格，[0.6， 0.7]及格，[0.7，0.8]中等，[0.7，0.8]良好，[0.8，1]为优秀。几位位专家评价的结果分数为：0.87，0.73，0.68，0.73，0.67，0.58，0.91，0.81，0.78，0.85则评价的结果为如下表所示。

表1 评价表

级别不合格合格中等良好优秀

数量12331

频率1/102/103/103/101/10

通过这一模糊统计评价的方法来确定隶属函数并将其分为几个级别，这样能够将验证模糊综合评价的结果的合理性以及可信性得以保持。

5.结语

综上所述，在当前我国对矿井通风系统的安全评价的研究已经有了很大的进展，这一系统有着多环节以及非线性和动态性的特点，而安全评价是一项改善工业安全生产以及管理现状等比较有效的长效机制，所以在这一方面的研究要能够得到有效的加强。在矿井通风系统的研究已有了七十多年的历史，在当前技术比较发达的阶段，对其安全评价的准确性以及科学性将得到更加有效的加强。

【参考文献】

[1]李基隆，刘炳锋，林吉飞，董娟，夏建波.两阶段法在矿井通风系统评价中的应用研究[J].工矿自动化，2014，（07）.

[2]王时彬，陈日辉，孟祥允，刘世涛.计分法在矿井通风系统方案优选中的应用[J].中国钨业，2014，（03）.

[3]王彦波，张黔生，陈建，谢贤平. 基于灰色层次分析的矿井通风综合评价模型研究[J].矿冶，2014，（03）.

[4]赵红红，蒋曙光，王云航，陈国明，陶卫勇.改进AHP在大柳塔矿通风系统评价中的应用[J].矿业研究与开发，2014，（02）.

作者简介：吴瑞明（1985-），男，汉族，山西大同人，太原理工大学矿业工程学院在职研究生，研究方向：矿山通风及安全评价，工作单位：大同煤矿集团有限责任公司燕子山矿机电管理部，助理工程师

矿井通风网络图自动绘制技术研究 篇4

关键词：矿井通风,通风网络图,自动绘制

0 引言

矿井通风是煤矿的命脉, 其好坏直接关系到煤矿的安全生产和经济效益。通过矿井通风网络图可以一目了然地看清矿井的通风系统, 因此, 矿井通风网络图是矿井通风管理的重要图件之一, 也是进行矿井通风系统模拟、网络解算、通风系统优化的基础资料, 对于矿井的安全管理十分重要。

用计算机手工绘制通风网络图较困难且繁琐, 难免出现错误, 给矿井通风管理工作带来不便。矿井通风网络图的自动绘制技术不仅可提高绘图的自动化水平, 提高工作效率, 降低通风管理人员的工作难度及出错率, 并且能够为矿井通风网络解算提供极大的方便。为了掌握目前矿井通风网络图自动绘制技术的研究现状, 本文从以下3个方面进行介绍和分析:通风系统图网络结构信息的采集、网络通路的生成以及网络图的绘制。

1 通风系统图网络结构信息采集技术

采集通风系统图的网络结构信息是绘制通风网络图的前提。通风系统图网络结构信息采集技术经历了一个从手动到自动的过程。

(1) 手工建立网络结构数据文件。首先观察矿井通风系统图, 在其上对巷道和巷道交汇点进行编号, 研究通风系统的网络结构, 建立巷道和与其相关的巷道交汇点 (即节点) 的数据文件并写入数据库。

法国矿业研究中心在20世纪80年代初研制了具有绘制简单地质图、矿井开拓图及矿井通风网络图功能的辅助矿井设计和矿井通风网络解算的功能的计算机软件;太原理工大学高红波等研制开发了可视化矿井通风系统软件, 利用数据库存储图元及巷道信息, 在通过结算后更新数据库, 然后从数据库中读取已更新的参数自动绘制图形[1]。北京杰特威科技有限公司开发了通风安全管理系统, 该系统几何作图功能强大, 可根据人工输入的巷道拐点的地质三维坐标及其相互连接关系, 自动绘制通风三维立体图;还可根据网络节点的连接关系, 自动生成通风网络图并进行优化连接和自动标注风流方向。

这种方法需要人工确定和输入相应的通风网络结构信息 (包括巷道名称、节点编号等) , 效率比较低、耗费的人力劳力比较大, 另外当通风网络比较复杂时还容易出现输入信息错误并且不容易查找。

(2) 利用自主研发的CAD软件, 在绘制矿井通风系统图时, 自动建立和管理拓扑关系, 然后自动绘制通风网络图。

原淮南矿业学院的李湖生研制了矿井通风网络CAD软件, 把矿井通风系统单线图的所有巷道分叉点都作为网络节点进行编号, 所有两节点之间的巷道都作为网络的分支给予编号, 由此得到系统网络拓扑结构数据, 进而生成通风网络图, 最初生成的网络图图型和通风系统单线图基本一样[2,3]。

辽宁工程技术大学的刘剑教授领导的团队研制了矿井通风仿真系统MVSS, 既可以通过手动输入网络拓扑结构数据来独立生成通风网络图, 也可以根据建立通风系统图时的数据得到网络拓扑结构来自动生成对应的通风网络图[4,5]。

安徽理工大学的张国枢教授等研制了矿井通风系统平面图专用绘制软件, 实现了由绘制通风系统图时保存的系统网络拓扑结构数据自动生成网络图的功能[6]。

太原理工大学的于海涛利用建立矿井通风系统图时保存的节点和巷道分支数据, 自动建立矿井通风系统的拓扑关系[7]。

澳大利亚Craig Stewar开发的矿井通风仿真软件Ventsim, 可以直接导入dxf格式文件的矿井通风系统图, 导入通风系统图时把图的图形信息存入了Ventsim的后台数据库, 然后绘制出和通风系统图形状类似的通风网络示意图, 而且于2008年推出基于真三维立体图像的升级版本, 使矿井通风仿真更加接近实际。

美国MVC股份有限公司开发的VentPC可以直接利用AutoCAD图, 根据导入系统图时的信息建立与通风系统图形状类似的三维通风网络图, 并实现了以不同颜色区分通风系统中的进风、回风及用风巷道。

这种方法虽然在绘制通风网络图时不用手动输入通风网络结构信息, 但是这些网络结构信息并不是真正的网络结构信息, 而是提取的通风系统图的巷道节点的坐标等信息, 利用这些数据绘制的通风网络图和通风系统图的形状大致一样, 不太符合通风网络图的绘制原则。

(3) 基于AutoCAD格式或其他格式的图形文件的矿井通风网络信息采集。分为两种方法:利用基于AutoCAD软件的人机界面进行交互式数据采集;利用其他格式的图形文件自动采集矿井通风网络信息。前一种方法需要人的参与, 由于是利用人工来识别和采集信息, 因此采集到的信息比较准确;第二种方法几乎不需要人的参与, 而是软件自动完成, 效率很高, 但是由于目前算法的局限性导致信息的识别不可能完全正确, 进而致使采集的信息准确度不高。

安徽理工大学的时春香开发了具有人机交互界面的网络结构数据的交互式采集插件, 把采集到的数据直接写入到后台数据库中[8]。

安徽理工大学的张国枢教授和杨应迪等研究了基于AutoCAD格式的矿井通风系统图的网络信息交互式采集技术。通过其开发的交互式采集软件, 在通风系统图上, 用鼠标单击巷道和航道的交叉点, 选区位置, 进行自动编号, 自动采集分支的物理位置和分支长度, 然后通过查询通路来检验采集的信息是否完整, 再把采集的信息数据文件加载到AutoCAD图形中, 对加载的数据和通风系统图中“NewLayer”图层的图元进行自动核对, 最后根据采集的数据信息绘制出具有GIS功能的仿真物理模型通风网络图[9]。

中国矿业大学的孔令标、侯运炳等开发出以GIS软件Arc/Info为开发平台的通风网络解算软件。该解算软件充分利用GIS系统的空间数据和属性数据的特点, 进行通风网络图特征建模, 解析网络、节点、通风支路、串联、并联、角联等要素之间的拓扑关系, 提出采用非平面数据模型来解决通风网络中的三维拓扑问题[10]。

辽宁工程技术大学的段冬生研究了矿井通风系统图和网络图的绘制及绑定技术, 以矿井通风系统单线图为基础, 利用开发的网络拓扑关系程序自动生成拓扑关系文件, 再用AutoLISP程序处理和读取拓扑关系数据, 然后根据拓扑关系数据绘制通风网络图[11]。

太原理工大学的王海涛开发了矿井风量预测系统, 着重研究了矿井风量预测时网络图的自动生成, 编写了风网属性提取程序, 实现了通风系统图中风网属性数据的自动提取和保存, 改进了原始数据的输入方式[12]。这种方法已经初步实现了网络结构信息的自动提取, 效率有所提高, 但是自动提取的信息很可能不完整或出现错误, 还需要人工进行核对和修改。

2 生成网络通路的研究

在通风网络图自动绘制过程中, 通风网络通路的生成是关键, 网络通路的寻找是否正确直接关系到绘制的通风网络图是否正确。这方面的研究主要是找出一些算法, 以能够较快地、准确地从网络结构数据中寻找出网络结构中所有节点之间、分支之间以及节点和分支之间的连接关系。近些年, 国内有些研究者通过改进一些成熟算法得到了一些实用、有效的方法。

目前运用较多的是深度优先算法。该算法把一个网络结构看成树, 沿着树的深度遍历树的节点, 尽可能深地搜索树的分支。当某节点的所有边都己被探寻过, 搜索将回溯到发现该节点的那条边的起始节点。这一过程一直进行到已发现从源节点可达的所有节点为止。如果还存在未被发现的节点, 则选择其中一个作为源节点并重复以上过程, 整个进程反复进行直到所有节点都被访问为止。很多关于网络图通路的生成都是基于深度优先算法的, 例如前面提到的原淮南矿业学院的李湖生教授研究的矿井通风网络CAD软件[3], 辽宁工程技术大学刘剑教授团队开发的矿井通风仿真系统MVSS[5]等。

辽宁工程技术大学的贾进章、郑丹等提出用行向量法方便、快捷地确定通风系统网络通路的总数, 该方法适用于所有的通风网络系统, 实现步骤如下:

(1) 添加虚分支。对于有m个节点, n条分支的通风网络图G= (V, E) , |V|=m, |E|=n, 添加2个虚节点Vf和Vt, 使所有源节点连上Vf, 所有汇接点连上Vt, f和t是节点编号, 并且和网络图中的其他节点编号不重复, 添加2个虚节点后的图G'是一个单源单汇型网络, 其和原图G的网络通路个数也一样。

(2) 用式 (1) 计算图G'的通路总数w。

式中:a (k) f, t为G'的邻接矩阵A的k次幂A (k) 中的第f行元素[13]。

中国矿业大学的魏连江、周福宝等提出用通路树深度优先生长法确定通风网络通路。他们提出了假拓扑和真拓扑通风网络的概念, 并实现了拓扑关系的自动生成。将多源多汇型通风网络通过加虚分支和虚节点变为单源单汇型通风网络, 把所有的节点通路相同的部分合并在一起作为树干枝, 形成一棵节点通路树, 树根均为通风网络的进风节点, 树叶均为回风节点, 树枝与树枝的交点对应着通路的节点。节点树的生长过程是同胚深度优先生长的过程, 定树生长从树根及干枝开始, 然后遵循“先枝后叶”原则。“先枝后叶”原则:树根生成后再生成一干枝;树干枝生成后, 总是从末端树枝节点朝另一方向生长出新的若干树枝, 再生长树叶;树叶生长后, 再从末端树枝节点朝另一方向生长, 若不能生长, 再朝其余方向生长;若各方向均不能生长, 后退一枝节点开始枝叶生长, …, 退到树根时开始另一干枝生长, 再重复前述生长过程;若不能生长出干枝, 生长终止。从节点树的叶节点开始向根部寻找, 即可找出所有通路[14]。

中国矿业大学的吴兵教授提出用最长路径法自动生成通风网络图的方法。网络图中任意节点的最长路径:流入该节点的所有分支的始节点的最长路径长度加1。当计算出通风系统网络中2个节点的最长路径时, 就得到了其所在分支上的这2点之间的节点序列。当得到进风节点和回风节点之间的最长路径时, 也就找到了网络图中的一条通路了[15]。

煤炭科学研究总院的李伟、张浪、王翰锋等提出了基于改进节点位置法的角联风路识别方法。2005年蔡峰提出节点位置法:对于1条风路, 风流由其始节点vf流向末节点vt, 则该风路记作e (vf, vt) 。某条风路, 若至少存在1条不经过其始节点的通路pi使得从进风井到这一风路的末节点可达, 定义这条通路pi为下半通路;同时至少存在1条不经过其末节点的通路po使得从这一风路的始节点到出风井可达, 定义这条通路为上半通路, 则这一风路处在角联位置上。李伟、张浪、王翰锋等经过验证发现, 原方法算法不够严密, 经常出现识别错误的现象。他们提出的改进算法是在节点位置法基础上增加一个验证条件:pi∩po=ф;只有同时满足这3个条件的风路为角联风路[16]。改进算法不会出现识别错误的现象, 并且程序执行效率很高, 能够满足大型通风网络角联风路的识别。

这些算法虽然都能够得到网络通路, 很少出现错误, 但是对于一个比较复杂的通风网络结构, 它们都需要进行很多步的循环, 时间复杂度和空间复杂度都比较大。

3 关于绘制网络图的研究

关于绘制网络图的研究主要是如何布置图形中节点和相关弧线的位置, 使绘制的网络图既能清晰地反映出矿井通风系统的真实拓扑结构, 同时看起来比较美观。后来一些研究人员开始尝试在网络图中反映出通风系统的一些实际情况, 例如分支的风量、阻力等信息。

2003年, 辽宁工程技术大学的刘剑、贾进章和郑丹提出了基于独立通路思想的风网平衡图绘制数学模型。风网平衡图就是网络中的每一条分支都用一矩形块表示, 并按网络的拓扑关系把矩形块排列起来, 其中矩形块的宽度代表分支风量, 矩形块的高度代表分支的阻力。以独立通路思想为指导, 采用深度优先搜索法确定全部独立通路, 然后建立独立通路所属分支对应的平衡图矩形块的左下角点坐标和右上角点坐标计算模型[17]。2012年, 刘剑和邓立军研究了基于分层法的通风网络图绘制算法, 采用分层法作为绘制算法的主框架, 基于最长路径法对接点分层, 使具有相同最长路径长度的节点分布在同一个图层上;再采用混合遗传算法HGA来排序同一个图层上的节点, 使分支交叉数尽量少;最后利用最长路径并联通路法绘制节点和分支, 使绘制的通风网路图呈现鸭蛋形[18]。

2006年, 西安科技大学的吴奉亮、常心坦研究了多通风机通风系统网络图的自动绘制, 通过计算多通风机通风系统中每个通风机的主要作用范围, 将系统中的巷道划分成若干个以通风机为代表的分区;然后自动生成每个分区对应的鸭蛋形曲线网络图, 将每个分区中最主要的用风巷道放在网络图最左侧的弧线上;最后将各个分区的曲线图连接起来构成一个大的网络图[19]。

这方面的研究大多是出于功能性和实用性考虑的, 对美观性和简单性考虑不多, 而美观性和简单性是绘制网络图的一个很重要的原则。

4 结语

通过对国内外研究人员关于矿井通风网络图自动绘制的研究进展的分析, 发现其研究内容主要是通风系统图网络结构信息的采集、网络通路的生成以及网络图的绘制方面。对于通风系统图网络结构信息的采集, 目前还很难做到完全自动采集, 特别是当通风网络结构比较复杂时, 自动采集的信息出现的错误更多, 这方面也是目前通风网络图自动绘制研究的一个难点;对于网络通路的生成, 目前已经有比较成熟的算法, 例如深度优先搜索算法、行向量法和节点位置法以及对这些算法的改进和优化, 逐步能够适用于复杂的网络结构;在网络图的绘制方面, 现在研究者除了研究怎样使绘制的网络图简单、美观, 还应研究怎样使网络图更多地反映通风系统的一些信息, 使网络图的功能性和实用性得到提升。

矿井通风系统图 篇5

【关键词】矿井；通风系统；优化

当前，安全生产以作为煤炭企业生产经营的重要目标，在保障矿井安全生产中矿井通风系统的建设和完善具有重要的基础作用。通风系统的建设目的是确保矿井下方工作人员呼吸新鲜空气，排除并稀释矿井下方有毒有害的气体或粉尘，为保证矿井内施工人员生命安全和身体健康提供重要保障。

1.矿井通风系统概述

所谓矿井通风系统，主要指的是矿井通风动力装置、通风网络以及通风控制设施等[1]。其通过提供新鲜空气至矿井内部，并将矿井内有毒有害气体或粉尘排出，从而确保井内施工人员人身安全。因此，矿井通风系统是一个具有开放性的、复杂性的、随机性的动态系统。

作为矿井安全生产的一个根本保障性手段，矿井通风系统在矿井防险、抗灾中具有重要的基础作用。其能否科学、合理、安全、可靠的运行，对煤矿企业的安全生产以及实现社会和经济效益具有重要的决定性作用。因此，国家和社会对矿井通风系统的建設和完善提出了更高的要求，通过不断对其系统进行优化，确保矿井通风安全，避免或减少矿井灾害的发生，从而保证工作人员生命安全和身体健康。

2.矿井通风系统优化的意义

作为一个动态系统，矿井通风系统的优化主要针对其系统优化方法和方案评价指标的确定。特别是矿井通风系统方案的评价指标，其进行确定时应该真实可靠的对通风系统的质量和状况进行反映，并且坚持科学性、简明性、可比性以及可测性原则。

当前，随着国内经济水平和科技水平的不断进步，计算机网络技术以及其他系统应用技术的不断创新和发展，为矿井通风系统的优化提供了重要的理论基础和实践指导。通过对通风系统位置优化、风压优化、风量分配优化等，极大的降低了矿井通风系统建设和运行过程中的建设施工费用、维护保养费用以及通风用电费用等。可见，通过对矿井通风系统中各个环节不断创新、改革、优化处理，不仅能够使其更好的为煤炭矿井开采工作提供稳定安全的保障功能，而且可有效的降低企业在通风系统中成本预算，有利于其社会效益和经济效益的共同实现。

3.通风系统存在问题分析

当前，国内多数煤矿井下设计不科学，存在巷道弯曲变形严重，导致通风阻力增加，并且地温随着开采深度加深而逐渐增高，造成井内需要用风位置增多，这就要求矿井通风系统重新配置和优化，从而优化井下工作环境，确保生产安全。对国内煤矿通风系统进行研究发现，虽然经过多年不断探索和改革，矿井通风系统得到了较大发展，但总体上仍存在诸多问题，总结起来有以下几方面[2]：

（1）当前，国内多数煤矿在通风难易程度中属于容易通风的矿井，然而由于矿井开采设计的不合理，造成部分煤矿通风线路过长，需求通风量过大，造成煤炭矿井内具有较高负压，从而增加了給风增风难度。

（2）通过分析矿井阻力分布，由于煤炭矿井存在进风路线多而回风路线少，造成回风巷道内集中了较多风量，导致回风阻力偏大，并且回风巷道弯曲变形严重，巷道面积较少，更加增加了回风阻力。

（3）多数煤矿矿井内部分巷道的断面面积过低，再加上部分工作地点巷道严重变形，阻力增加，最终导致风速超限。

（4）风量分配和风质控制缺乏合理性，造成部分工作地点风量不足，而部分工作地点风量过剩严重。

（5）通常情况下，地温随着矿井深度增加而升高，并且随着矿井内通风路线的延长，用风地点和通风阻力增加，导致矿井需要更加充足的风量，这使得原矿井通风系统供风不足。

（6）矿井内环境保持不佳，导致巷道内堆积物过多，并且随着矿井深度增加，矿压升高，造成通风阻力明显提高。

（7）部分煤炭矿井通风系统中通风设施由于缺乏维护保养，其受受压变形影响，导致通风系统漏风严重，不能够有效的为矿井内部提供足量的风量。

4.基于安全角度的通风系统的优化

4.1安全性要求

通常认为确保矿井的安全生产和预防和控制灾害事故发生作为矿井通风系统的安全性标准，这要求矿井通风系统需做到以下几点[3]：

（1）在矿井通风系统自身方面，要求其具有较高的控制和消除外界自然灾害的能力，不但能够避免自身事故发生，而且在面对其他因素造成的事故时，能够应对和避免自身受事故灾害影响。

（2）要求矿井通风系统在排除井内热量、矿内粉尘以及残留瓦斯方面具有较好的功能，并且在抑制煤炭自燃方面具有优异的特性。

（3）确保矿井通风系统能够科学、稳定、安全、可靠的运行。

（4）要求矿井通风系统具有较强的可调性，以此满足矿井内不同工作地点对风的需求量。

4.2优化方案的选取

对矿井通风系统的优化，可按照以下两个层次进行分析[4]：

（1）优化矿井通风系统方案，通过对煤炭矿井通风系统前期设计要求、改造方案进行详细分析研究，最终确定一个具有最优化的通风系统。在最优通风系统内，主要包含矿井通风压力的最优化设计、通风井巷断面的最优化设计以及主要通风机型的最优化选择。

（2）优化矿井通风系统的调节性，在对煤炭矿井通风系统调节性方面，通常采用优化主要通风机的调节和优化矿井通风网络的调节两方面进行优化处理，目的是促进煤矿矿井通风系统运行能够达到最佳状态，并且保持一定时间。

5.小结

有关煤炭矿井通风系统的研究已经有较长的时间经历，从简单到复杂，从原始到先进，经过前人实践经验和不断创新发展，加之计算机技术及其他应用技术的快速进步，使得矿井通风系统得到了广泛的改善和优化。作为矿井系统的一项重要组成部分，矿井通风系统是确保煤矿能否正常安全生产的一个重要保障手段，其与矿井生产既关联又制约。可见，研究和优化矿井通风系统对煤炭矿井实现其社会和经济效益具有重要的基础性作用。

【参考文献】

[1]谭允祯.矿井通风系统管理技术理论（第1版）[M].北京：煤炭工业出版社，1998：1-3.

[2]景国勋，杨玉中.矿山重大危险源辨识、评价及预警技术（第1版）[M].北京：冶金工业出版社，2008：50-52.

[3]杨娟，沈汉年.矿井通风系统评价方法与标准[J].工业安全与防尘，2000（1）：11-13.

矿井通风系统图 篇6

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].

矿井通风系统图 篇7

龙泉矿井的建设规模为5.0Mt/a, 可采煤层分别为4号、7号、9号煤层, 首采煤层为4号, 埋藏深度在420m~850m, 属高瓦斯矿井。根据煤层赋存条件和矿井建设环境情况, 矿井工业场地布置在上龙泉村。通过对全井田的开拓方案经过筛选优化, 经技术、经济综合分析比较, 设计斜、立井联合开拓走向条带开采方案。

矿井初期, 在工业场地布置一对主、副斜井和副立井, 在风井场地布置一个回风立井。井下大巷呈南北向布置, 回采工作面推进长度较长, 便于高产高效设备能力的发挥。井下大巷沿4号煤层顶、底板布置, 合理解决了巷道立体交叉问题, 大巷运输方式与井筒提升方式相协调;矿井初期开拓大巷与采准巷道“合二为一”, 在开拓巷道两侧直接布置回采工作面, 大大节省了矿井初期工程量及投资。矿井建设工期短、全员效率高、用人少、投资低。

2 矿井通风技术优化设计

2.1 通风方式

根据本井田煤层埋藏较深、瓦斯含量大、生产能力大、通风系统复杂的特点, 矿井采用机械抽出式通风方式。

2.2 通风系统选择

根据本矿井实际情况, 结合开拓部署, 矿井通风系统采用中央并列式。利用主斜井、副斜井和副立井进风, 回风立井回风。

2.3 矿井通风设备的优化选择

经计算, 矿井总需要风量为260m3/s。矿井通风负压为:通风容易时期负压1144.32Pa;矿井通风困难时期负压2831.86Pa。

根据矿井规模及通风参数, 就目前国内流行的、能够满足本矿井通风需要的矿井轴流通风机形式进行了定性的技术与经济分析, 详述如下:

方案一:选用ANN型矿井轴流通风机。该产品结构合理、效率高、制造精良、成套性强、自动化程度高, 适用于大型及特大型矿井, 但价格偏贵。

方案二:选用GAF型矿用停车动叶可调轴流式矿井通风机, 优点是:停车动叶集中同步调节装置, 一次调节叶片角度调节方便;产品佩戴消音器、箱式风门、轴承润滑站、喘振报警装置, 成套性强;风机全压效率高、产品加工精良、保护完善、价格适中。缺点是:风机占地面积大, 需设置垂直扩散塔, 土建费用较高。

方案三:选用AGF型矿井轴流通风机, 该产品结构形式与GAF大致相同, 优点是可反转反风。

方案四:选用FBCDZ型防爆对旋轴流通风机, 国内有多个风机厂生产。该型风机为90年代中期开发出的新产品, 已在国内多个矿井应用, 尤其在中、小型矿井更是得到广泛的推广, FBCDZ型风机最大的优点是风机可露天布置, 不需建风机房, 节省大量的土建费用;且风机安装于轨道上, 无基础, 安装简便, 可缩短施工安装工期。

方案五:选用一般矿用轴流通风机, 如KZS型。该形式风机主要采用的是原苏联技术, 在80、90年代得到了较为广泛的推广应用, 在国内较大型、中型矿井占有一定的份额。该型风机由于自身结构的需要, 风道较长且需要设置S弯道, 占地面积相对增加, 土建投资相对较高。

根据以上方案对比, AGF型矿用轴流通风机和FBCDZ矿用防爆轴流通风机, 两种型号风机均是目前国内较大型、大型矿井主要选择的通风设备, 均有一定的市场占有率。

AGF型风机具有优良的气体动力性能, 但其复杂的结构、较大的土建工程、较长的施工工期限制了其使用范围。FBCDZ型对旋轴流通风机, 近年来则发展迅速, 不仅在中、小型矿井通风设备选型中一枝独秀, 而且广泛应用在较大型、大型矿井通风设备选型中。

大机号风机由于采用稀油润滑后轴承性能大大改善, 加上其可露天布置, 不需建风机房, 节省大量的土建费用, 无基础, 安装简便, 可缩短施工安装工期等优点, 最终选用FBCDZ型风机作为矿井主要通风机。

3 矿井通风系统优化设计研究

3.1 通风系统优化

矿井首采4201工作面原设计为“大U套小U”型通风系统, 胶带和进风顺槽为进风巷, 辅运和回风顺槽为回风巷。工作面风流分别流经切眼以及尾巷。工作面总配风量达到4500 m3/min, 如图1。

此通风方式存在两个弊端:一是上隅角存在采空区通风问题, 大量风流进入采空区, 增加了采空区遗煤自燃发火隐患;二是外U巷道维护工程量大, 留巷困难, 增加矿井配风量。为了解决4201工作面采空区通风问题、降低采空区遗煤自燃发火隐患, 优化工作面通风系统, 改为“U”形通风方式:从巷口封闭4201进风和回风两条巷道, 保留4201胶带进风, 4201辅运回风。一进一回的通风方式。工作面配风量为1550 m3/min。风量减少了3000 m3/min左右。

3.2 通风系统优化后瓦斯治理方案

工作面优化为“U”形通风方式后, 在4201辅运顺槽每隔50m施工一组高位钻孔, 每组5个钻孔终孔位于上隅角顶板裂隙带附近, 对上隅角瓦斯进行抽采;在回风顺槽敷设一趟200mm的抽采管路, 抽采正巷密闭内瓦斯;上隅角靠采空区侧每隔6m施工一道土带墙, 在墙的右上角埋一趟200mm抽采管路, 形成半封闭状态抽采上隅角瓦斯。

通过采用上述抽采措施, 有效地解决了U型通风方式下上隅角瓦斯积聚问题。

4 结论

通过对矿井通风系统和工作面通风方式的优化设计, 选择了安全、高效、节能、环保的矿井主要通风机和矿井通风系统, 为矿井建设节省了成本, 缩短了矿井建设工期, 提高了通风效率, 提高了矿井的安全保障能力。

摘要：随着我国煤矿开采规模和深度的增加, 在复杂的地质条件下, 某些矿井开采面临着诸多的通风问题, 对煤矿的未来发展以及安全生产带来了许多严重影响。本文通过探讨矿井通风系统的优化设计和矿井工作面的优化改造, 为矿井的安全、高效、节能建设提供了一些经验, 以供参考。

关键词：矿井通风,优化设计,工作面,瓦斯治理

参考文献

[1]黄俊歆.矿井通风系统优化调控算法与三维可视化关键技术研究[D].中南大学, 2012.

[2]司俊鸿.矿井通风系统风流参数动态监测及风量调节优化[D].中国矿业大学, 2012.

[3]陶树银.复杂条件下矿井通风系统优化研究[D].江西理工大学, 2012.

[4]彭斌.大型复杂矿井通风系统优化研究[D].江西理工大学, 2014.

[5]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.

[6]任世权.矿井通风系统安全性最优化分析研究[D].西安科技大学, 2010.

[7]王维明, 等.浅谈晋昶煤矿多水平开拓的设计优化[J].中州煤炭, 2009, 09.

矿井通风系统优化设计 篇8

1 改造原因

(1) 矿井进回风巷道均为单巷, 为一对反斜井接主暗斜井串联进回风, 无并联巷道可以减小风阻R值, 造成通风阻力大。

(2) 矿井现有通风系统负压达到1700Pa, 等积孔0.904m2, 井巷摩擦风阻1.733N·S2/m8, 为大阻力矿井, 通风难易程度评价为难。

(3) 矿井井下有2个回采工作面, 3个掘进工作面, 10个硐室, 风量只能基本满足生产需求, 无富裕风量。

(4) 矿井副斜井回风巷兼作行人巷, 断面小 (6.02m2) 还安装有架空乘人装置和排水管路等, 造成风硐和副反斜井通风线路长度虽只占3.8%, 但通风阻力高达620.92Pa, 占全矿井通风阻力的32.2%。

(5) 主通风机为离心式, 电耗高, 且配备的电机功率不匹配, 不符合《规程》要求。

(6) 职工上下井全部行走在回风巷道内, 工作环境不好, 影响职工身心健康。

2 改造必要性及可行性

2.1 通风系统改造的必要性

矿井现有通风系统存在风量不足, 进、回风巷道为单进单回, 巷道断面偏小, 存在高阻力井巷, 且今后进入深部井田开采, 进、回风距离更长, 通风阻力更大, 必须对通风系统进行改造, 以满足开采深部井田的风量需求、保证矿井生产安全。

2.2 通风系统改造的可行性

(1) 目前矿井尚有可采储量370万吨, 服务年限17.6年。改造后的通风系统服务时间较长, 从长期生产的经济效益分析是可行的。

(2) 矿井供电、提升、排水等主要生产均能满足矿井年生产能力要求, 只对通风系统进行改造, 除立风井和更换风机需投资外, 补掘巷道主要沿煤巷掘进, 煤价款与工程款可持平, 改造工程费用较低, 从工程投资上是可行的。

(3) 新打立风井位于现有工广范围内, 不需另购地, 不增加道路、供电线路等设施, 不新增加压煤等, 从工业场地及对环境的影响分析是可行的。

(4) 改造工程量主要是井下巷道, 而井下各水平均已形成生产系统, 可分段施工, 新打立风井仅202m, 工程量不大, 且表土层仅几米厚, 无需特殊施工法, 施工方便、容易。

3 改造方案选择

通风阻力实测结果表明, 风硐和副反斜井长度为280.5m, 占矿井进回风线路7346.5m的3.82%, 而阻力高达621.14Pa, 占全矿井通风阻力的32.2%, 为解决高阻力巷道的问题, 更换大风机的方案不可行, 一是原高阻力巷道仍然存在, 增加风量后, 阻力更高;二是原风机房面积小, 风硐口小, 大风机无法安装, 因此必须打回风井筒、施工风硐。

3.1 方案1

新打回风斜井, 垂高202.4m, 倾角25°, 井筒斜长479m。巷道净宽3.6m, 净高3.4m, 断面10.84m2, 通风阻力为h= (479×12.45×0.008×49.682) ÷10.843=92Pa, 原内硐风阻R值为0.192N·S2/m8, 增加风量后阻力h=0.192×49.682=473Pa, 需补建一条风硐, 长度50m。回风斜井工程费用:479 (m) ×6500 (元/m) =311万元, 凿井措施费100万元, 风硐50m工程费用:25万元, 合计工程费用436万元。该方案需重新调整工业广场布局, 影响地面生产建设。

3.2 方案2

在井田深部新打回风立井, 井筒直径3.5m, 井深521m, 缩短通风距离1560m, 减少通风阻力721.5Pa, 需投入井筒工程费779万元, 还需征地、筑路、敷设供电线路、协调工农关系等, 且现征地手续多, 施工难度大, 投资大;施工立风井后, 需留设保安煤柱, 压覆可采储量近35万吨。

3.3 方案3

在工广内部新打回风立井, 选择在工广西侧空闲之地布置立风井、风道和风机房, 充分利用现有井下通风系统, 缩短前组煤400m, 减少原回风斜井和风硐通风阻力521Pa, 并且缩短第二段回风暗斜井、+36m井底车场共计缩短回风距离520m, 减少通风阻力150Pa;地面建设不影响现有工业广场布局, 不影响生产, 方便施工, 不购地;工程投资费用302.4万元。

方案比较:最后确定在工广内新打回风立井, 同时对井下部分巷道进行扩修, 以满足通风需要。

4 系统改造

4.1 补掘新行人进风暗斜井

在副暗斜井东侧40m处从+36m~-450m水平新掘辅助进风暗斜井, 沿十三层煤顶板掘进, 并安装架空乘人器升降人员, 全长1760m, 设计为矩形断面S=2.6×2.2=5.72m2。

4.2 改变回风路径, 缩短通风距离

将原前组煤回风经四层回风上山向北绕行西-300m~-195m水平上山、至二水平副暗斜井、副反斜井至地面通风线路改为前组煤必为经-300m水平后组11层石门至三水平回风暗斜井至地面, 可缩短回风距离400m。

4.3 扩大回风巷断面

将长度500m的二水平回风暗斜井断面由现在的5.72m2扩大至8m2, 减小通风阻力, 风速满足《规程》要求。

4.4 施工回风井

新打回风立井缩短第二段回风暗斜井、+36m井底车场共计缩短回风距离520m, 立井直径为3.5m, 风硐布置为2.5×2.5m2, 长度按35m, α=0.007, P=10m, S=6.25m2, Q=4 9.6 8 m3/s, 计算出风硐阻力为:, 加上其它局部通风阻力估算为100Pa, 较之改造前621.14Pa, 降低521Pa。

4.5 更换主通风机

淘汰原离心式风机, 选用FBCDZ-6-№18B型防爆对旋轴流式风机。

4.6 改造矿井行人系统

在新补掘的行人进风暗斜井内安装架空乘人装置。

矿井通风系统改造立风井工程于2008年8月至2009年9月5日施工完毕。井下工程自2008年10月开始经过近三年的时间先后完成了二、三水付井1760m施工、一水平副反斜井升级改造任务, 至2010年11月2日通风改造全部完成, 12月1日矿井委托山东公信安全科技有限公司进行了通风阻力测定。

5 改造后效果

改造前, 矿井通风方式为中央并列式, 一进一回, 主井进风, 付井回风, 主提风机两台为4-72-11-№20B型风机, 分别配备9 0 k W和9 5 k W电动机, 实际进风量为1980m3/min, 矿井总回风量2070m3/min, 有效风量率86%。矿井等级孔0.904m2。改造后, 矿井实现了两进一回, 主、付井进风, 回风井回风, 经山东公信安全科技有限公司实际测定矿井总进风量为2648.5m3/min (增加668.5m3/min) , 总回风量为2736.6m3/min (增加666.6m3/min) , 全系统计算阻力值为1139Pa, 全系统测定阻力值为1182.2Pa (降低负压517.8Pa) , 等积孔为1.61m2 (增加0706m2) , 矿井通风难易程度为中等。

矿井通风系统图 篇9

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.

矿井通风系统图 篇10

【关键词】矿井；通风系统；技术改造；降阻

0.前言

矿井通风系统安全可靠地运行是整个矿井安全生产的保障，在整个矿井生产中占有极其重要的位置。安全、经济是权衡矿井通风系统的一项重要指标，为了满足矿井通风系统安全与经济效益最大化，就一定要采取科学高效的措施对矿井通风系统进行改造。矿井通风系统的技术改造有很多方法，例如，挖掘内部潜力、刷宽巷道面、风量分流、井下增加辅助风机、调整主要风机叶片角度等。总之，根据各矿井通风实际情况，选择合理的改造措施，不但能保证安全生产需求，而且能够带来可观的经济效益和社会效益。

1.矿井通风系统的作用

矿井通风系统的稳定运行可以把地面的新鲜空气连续输送到井下不同的硐室，可以随着风流流动排除井下各种有害气体和矿尘，能够给工人提供良好的工作环境，保证井下工作人员的身体健康和劳动安全。因此矿井通风系统常被称作矿井的“心脏”。可见，矿井通风是保证矿井安全最关键的途径。

2.我国矿井通风的现状

2.1矿井通风系统阻力的测定

《煤矿安全规程》要求生产矿井必须定期进行矿井通风阻力测定，以便能更准确的掌握矿井通风阻力分布和井下主要漏风地点的通风状况。通过通风阻力的测定能够获得主要巷道的风阻滞和巷道摩擦阻力系数，工作人员能根据这些数据熟知矿井内高阻力段和阻力大产生原因，从而能够采取科学有效的措施去预防，能减少安全隐患的发生。

2.2对矿井主要通风机性能的测定

矿井主要通风机是保证矿井生产的主要动力，是矿井通风系统的关键部分。因为矿井使用的主要通风机与出厂是的数据有很大的区别，为了准确地掌握矿井主要通风机的运行状况，在其正式投入生产前和运行后每隔一段时间，都要对其进行性能测定，以便安全而经济地使用主要通风机。

2.3矿井通风系统应用计算机进行模拟

目前，矿井通风系统已经与计算机有机的结合到了一起，实现了矿井通风系统的网络化和数字化生产。其工作原理是把通风系统各段巷道的风阻、始末端点编上号码，再根据主要通风机特性曲线信息来编写程序，转换成数字信息由计算机识别，保证了计算机模拟信息与井下实际情况的一致性。通过调查分析，发现这项技术的应用给矿井生产的确带来巨大进步。

2.4我国矿井仍然存在诸多的问题

对我国部分矿井进行抽样调查分析发现，大部分矿井都存在控制风流设施过多。内部漏风严重，在回风侧巷道阻力明显偏大，所占比例严重超出指标规定。

3.矿井通风系统的改造技术措施

3.1降低通风阻力

降低通风阻力是实现矿井通风系统改造的最有效手段。矿井通风量以及通风阻力主要是取决于通风网络风阻特性和主要通风机性能的工况点的差异，而矿井通风阻力主要决定于矿井通风网络与风量大小。矿井需要多少风量是根据生产需要而定的，在某段实践时间内可以看做是不变化的量，所以矿井通风阻力的大小完全是取决于通风网络风阻值的大小，可以说降低通风阻力的本质是在降低网络风阻。在矿井实际生产中，降低通风阻力常用的手段有刷宽巷道断面、并联巷道、选用周边界小的井巷和缩短通风的流程。

3.1.1刷款巷道断面

依照通风阻力的计算公式可知，巷道通风阻力和巷道断面之间存在反比关系，由此可见，增加矿井高阻力段的巷道维护，刷宽通风断面，一定可以达到降低通风阻力的目的。

3.1.2并联风道

当主要通风机叶片角度调整到合适的角度时，将风道并联可以起到降低通风阻力、增加风流量的作用，从而能够达到矿井通风系统改造的目的。在矿井的实际生产中这是一种常见的改造措施。

3.1.3选用周边界小的井巷

由于井巷边界和摩擦阻力之间是正比关系，在断面条件相同时，圆形断面的周长是最小的，拱形次之，梯形周长是最大的。因此在矿井设计时井筒采用圆形断面，主要巷道要采用拱形断面，对于服务年限较短的采区巷道可以根据现场要求选择梯形断面。合理选择周边界小的井巷可以有效降低通风阻力。

3.1.4缩短通风的流程

根据通风阻力公式可知，巷道的长度和摩擦阻力之间是正比关系，在矿井通风系统改造的时候，在满足生产需求的前提下，要尽可能采用较短的通风流程。

3.2调整主要通风机叶片角度

常用的通风机主要有离心式通风机和轴流式扇风机两种，目前国内普遍采用的是轴流式通风机。由于轴流式通风机特性曲线会随着动轮叶片安装角度的改变而发生改变，叶片的角度改变后就会致使气流流向也会随着叶片的角度发生变化，进而能够控制通风机的风压和风量。例如，在我国某些大型矿井，由于地面温度较高以及生产工作面的不断增加，矿井风量需求也在增大，合理的将主井主要通风机叶片角度进行调整，矿井风量有显著的提高，从而满足了矿井生产的需要，保证安全生产的同时带来了巨大的经济效益。

3.3增加主要通风机，提升矿井通风能力

随着矿井产量的增大，浅处煤层已经接近枯竭，不得不向深处延伸。由于采深越来越大，矿井瓦斯涌出量也在不断增加，矿井只有足够的风量才能把瓦斯带出矿井，以往的主要通风机已经不能满足要求，这就需要增加主要通风机的数量，以求达到提高矿井的通风能力。

4.对矿井通风系统技术改造方案探究

4.1矿井通风系统改造方案的确定

对矿井的通风网络进行科学的解算是保证确定和提出改造方案的基础，主要从以下几方面进行考虑。第一，在改造开始前，要对矿井通风系统进行全面调查，根据实际数据制定通风网络系统图纸。第二，根据上个过程所获得的通风网络图进行通风网络解算工作，对通风系统进行综合评定。在以此作为基础，提出几个适合通风系统计算改造的可行方案。第三，组织专家组队所有的方案进行可行性研究，选出最优化的方案作为矿井通风系统改造方案。

4.2方案的实施

在施工前全面考虑各种施工过程中可能出现的突发情况，按要求编写细致、周全、合理、可靠的安全技术报告，着重考虑自然通风对矿井改造时候的影响。新的通风系统建成后，要再次进行网络解算，并且在原来主要通风机叶片角度不变的条件小风机工况点测试超出压力范围，根据以测定数据合理改变通风机叶片角度或是增加通风设施。

4.3保证改造后的通风系统具有安全性

由于矿井通风系统进行改造以后，势必会影响原来已有的矿井整体结构，因此要保证其安全生产，提高通风系统的抗灾能力，能够起到为下一水平的开采提供有利的条件。一旦事故发生，能够最大程度的保证工作人员的安全，减少经济损失。

5.结束语

随着我国采矿深度的不断加深，原有矿井通风阻力系统难以满足矿井生产能力要求，对矿井通风系统进行科学合理的改造是很有必要的。只有保证矿井通风系统安全稳定运行，才能保证井下工作人员的安全，为整个矿井带来巨大的经济效益。[科]

【参考文献】

［１］汪崇鲜,李绪国,谭波.矿井通风系统风量稳定性的影响因素[J].煤炭学报,2008(8).

［２］程磊,杨运良,熊亚选.矿井通风系统评价指标体系的研究[J].中国安全科学学报,2005(3).

［３］赵伏军,谢世勇,杨磊,陈世强.基于层次分析法-模糊综合评价(AHP-FCE)模型优化矿井通风系统的研究[J].中国安全科学学报,2006(4).

矿井通风系统技术的研究 篇11

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.