红庆梁煤矿矿井通风阻力测定及优化.pdf

红庆梁煤矿矿井通风阻力测定及优化罗波远陈建崇张远志王少龙(昊华红庆梁矿业有限公司内蒙古 鄂尔多斯)摘 要:矿井通风系统阻力是决定通风效果最重要的因素为了分析昊华红庆梁矿业有限公司矿井通风系统现状采用精密气压计逐点测量法 根据测定结果分析得出矿井通风阻力为.总风阻为 /等积孔为.通风难易程度为容易进、用、回三段阻力分布不够合理南翼用风段阻力和北翼回风段阻力较大均占总阻力的 以上依据阻力测定分析提出了矿井通风系统的优化改造方案关键词:两翼通风通风系统优化通风阻力中图分类号:.文献标识码:文章编号:()矿井通风系统犹如人体的血液循环系统不停地向井下工作地点输送新鲜空气新鲜气流可以稀释井内的有毒有害气体降低作业环境粉尘浓度和温度并创造和维持合适的工作环境时刻保证工作人员的生命安全 与此同时国家大力推进现代化大型、超大型矿井建设进一步增加了井下开采长度和深度矿井通风线路长度也急剧增加矿井通风网络结构、阻力分布、通风设施和通风效率都会发生相应的变化导致通风系统网络分支风量发生变化 通风系统网络分支风量变化超过一定范围时会造成瓦斯积聚、瓦斯超限等现象严重威胁安全生产矿井通风系统面临新的挑战 工程概况红庆梁矿业有限公司红庆梁煤矿设计生产能力 万/矿井采用主斜井、副立井混合开拓方式运输能力大运营费用低 井田面积.煤炭储量为.矿井采用的通风方式是中央并列式通风采用抽出式通风方法 矿井选用主井、副井入风回风立井回风共三条入回风井筒 矿井设计工作面包括综掘一区采煤工作面、综掘二区采煤工作面及三个掘进工作面两个采煤工作面同时生产通过煤矿通风网络计算提出切实可行的改进建议使通风系统更经济合理为全面分析煤矿通风系统的现状、安全性和可靠性提供必要的依据提供井巷实际的空气阻力值为矿井通风管理和通风系统改造提供相关的基础数据为发生瓦斯、火灾事故时制定矿井风流调控方法提供有价值的参数 矿井通风阻力精准测定.矿井通风网络测算为了分析红庆梁煤矿通风系统现状为矿井智能通风系统建设提供基础参数本文采用气压计基点法对矿井通风系统进行了全面阻力测定.矿井通风网络测算准备工作设备准备本次煤矿通风所使用的仪器仪表有矿井通风参数测定仪、高中微速风表、秒表、卷尺等 测定前对以上仪器、仪表都进行全面的检查校正煤矿通风系统图和煤矿通风网络图本次煤矿通风阻力测定建立在煤矿提供的带有标高的采掘工程平面图的基础上绘制了该煤矿通风系统和煤矿通风网络图人员分组分组的目的是明确责任相互配合协调一致保证测定质量 测定人员分为 个小组即 个基点组、个测压组、个测风组和 个地测组 基点组负责监测地面大气压力变化测压组工作内容为获取煤矿井下各个测点的分风和汇风的压力差、空气参数测风组工作内容为监测煤矿井下各个测点的风速和巷道断面地测组负责各测点标高的查找计算 测定前人员作好分工并进行系统培训明确测定项目和测定方法熟悉仪器仪表的性能、使用方法和注意事项.测定路径选择该煤矿选择测量路线最长、巷道类型最多样和支护形式最复杂的路线 综合考虑尽量符合线路长度、巷道类型、支护形式以及矿山的实际情况确定选择的路线如下:矿井南翼采区的通风阻力路线为:副立井进风大巷 煤胶带输送机大巷总水仓 煤胶带输送机大巷 胶运顺槽 工作面及辅助运输顺槽 回风联巷南翼回风大巷 煤南翼回风大巷回风立井矿井北翼采区的通风阻力路线为:副立井进风大巷 煤北翼胶带大巷 煤北翼胶带大巷 运输联巷 胶带顺槽 切眼 回风顺槽北翼回风大巷 煤北翼回风大巷调节回风立井.测点选择在测量过程中应在气流点和汇流点之前、局部阻力之前和之后、典型道路的起点和终点设置测量点根据红庆梁煤矿巷道现状将测点选择在巷道平缓笔直、断面形状规则、没有大变形、气体流动平缓有规律、没有碎屑、能在采掘工程平面图上确定出标高的地方综合考虑上述因素最终在测量路线上布置了 个测量点.测定过程经过地面准备和井下测量测试人员共测量了数千个相关技术参数比如相对压力、风速、截面积、大气压力、温度、湿度、基点参数等 为通风网络的计算和通风系统的分析奠定了良好基础.测定结果分析.参数测量与计算在参数测定过程中巷道的断面面积采用相应的计算公式特征巷道的长度由地质资料查找获得 测点标高从采掘工程平面图等地质资料直接查找获得个别测点标高根据巷道已知点的标高推算给出 其他参数测定如下:空气密度测算空气密度的测定采用气压计测定各测点的绝对大气压力同时用湿度计测定空气的干温度和湿温度空气密度的计算公式如下:.()式中:空气绝对静压空气绝对温度.测点空气实测温度()风量测算风量计算公式如下:()式中:测风处巷道断面面积平均测风处的平均风速/表(.)/通风阻力红庆梁煤矿本次测量采用气压计基点法该方法是最主流的方法也是技术最成熟的方法 测量基点选在井底车场候车硐室用一台气压计放置在基点每隔 读一次数监测大气压力变化供大气压力变化校正使用 另两台仪器携至各测点测定绝对大气压力同时测定测点与基点的压差用通风干湿温度计测量点的干、湿温度以计算空气密度 并用风表和卷尺测量各分支的风速和断面参数以计算各分支风量和断面积 用气压计法时两点通风阻力为:()()()()式中:、气压计读数、基点气压计的读数、测点平均风速/、测点标高、空气密度/分支风阻()式中:两点通风阻力两测点间巷道的风量/巷道标准风阻 标和矿井等积孔.()根据通风网络测算及上述通风计算得出结果见表 表 红庆梁煤矿矿井通风网络节点参数表序号 巷道名称阻力()风量(/)平均密度(/)风阻(/)标态风阻(/)副立井.进风大巷.总辅运巷.主斜井.配风巷.主斜井.测量精度校验在测量通风阻力的过程中发现每个人的设备使用习惯不同导致测定结果存在一定偏差 为此选择多次测量取平均值的方法最大限度地减少误差同时规定误差在一定区间内才算有效 如果误差超出了事先规定的范围(不错过)必须重新测定风阻同时要找到误差的产生原因 测定线路的实际阻力的相对误差公式为:计测计()式中:相对误差计计算阻力测实测阻力和计算测量误差时按风量最大的测定路线考虑测量结果风机负压 系统阻力 自然风压.误差校验.从计算结果中可以看出 而且煤矿通风阻力测量值与地面风机风压的计算值基本保持一致 基于此认为红庆梁煤矿通风阻力测定数据是可靠的.矿井通风阻力分布现状根据通风阻力测定结果进行计算机网络解算整理得出的红庆梁煤矿通风阻力分布见表 表 红庆梁煤矿通风阻力分布表采区区域分段阻力之和()占总阻力之比()南翼进风段.用风段.回风段.北翼进风段.用风段.回风段.从进风段、用风段、回风段阻力分布来看红庆梁煤矿的阻力分布存在一定的改善空间 南翼用风段的通风阻力过大北翼回风段通风阻力明显偏高都占总阻力的 以上从通风系统普查情况来看南翼用风段 回风联巷因设置调节造成阻力增大北翼总回风道设置调节造成阻力过大 建议拆除南翼 回风联巷的调节同时适当调小南翼主运巷与回风巷之间的调节满足配风要求建议拆除北翼总回风道的调节在工作面回风巷增设的调节同时调整北翼大巷第五联巷的调节满足配风要求 矿井通风系统优化拆除南翼 回风联巷的调节同时适当调小南翼主运巷与回风巷之间的调节拆除北翼总回风道中的调节在备用工作面回风巷增设调节同时调整北翼大巷第五联巷的调节满足配风要求 红庆梁煤矿通风阻力测定结果对比见表 表 红庆梁煤矿通风阻力测定结果对比表采区区域优化前通风阻力/优化后通风阻力/阻力变化/南翼进风段.用风段.回风段.北翼进风段.用风段.回风段.改造后南北翼综采工作面风量均增加使矿井风量的富余量增加可调空间增加有利于建设智能通风系统 同时根据解算结果可以看出当矿井需风量保持在./时风机风压降低至.降低了.电机功率下降了.年节约电能 按照.元/度电费计算每年节约电费约.万元 结论.煤矿井下各个回采和掘进工作面能实行独立通风井下通风设施完善且功能正常设施设定位置及数量比较合理通风管理水平较高 通风设施质量完好设备定期维护通风巷道条件完好通风设施均安设联锁装置和风门传感器等装置.经矿井负压水柱计及实地测量自然风压分析矿井通风阻力为.矿井阻力较小矿井风阻为./矿井等积孔为.通风难易程度为容易 测量误差为.符合测量的精度要求 矿井自然风压为.夏天自然风压较小.从进风段、用风段、回风段阻力分布来看红庆梁煤矿的阻力分布存在一定的改善空间 南翼用风段的通风阻力过大北翼回风段的通风阻力明显偏高都占总阻力的 以上从通风系统普查情况来看南翼用风段 回风联巷因设置调节阻力增大北翼总回风道设置调节造成阻力过大 拆除南翼 回风联巷的调节同时适当调小南翼主运巷与回风巷之间的调节满足了配风要求拆除北翼总回风道调节在工作面回风巷增设调节同时调整北翼大巷第五联巷的调节满足了配风要求参考文献:任子晖李昂吴新忠等.矿井通风网络风量智能调控研究.工矿自动化():.史义存.矿井通风系统阻力测定及降阻减压优化研究.煤炭技术():.崔传波蒋曙光王凯等.基于风量可调度的矿井风量调节.工矿自动化():.丰胜成付华.矿井通风网络风量调节分支的优化选择.辽宁工程技术大学学报(自然科学版)():.作者简介:罗波远()男 宁夏中卫人 硕士研究生 工程师 从事矿井安全管理工作