第七章 矿井通风网络优化
矿井通风系统的与优化
0引言矿井通风系统是矿井生产系统的重要组成部分，它服务于生产系统，同时又制约着生产系统。
矿井通风系统的优劣，直接影响着矿井的安全生产、灾害防治和经济效益。
在实际生产中，往往由于矿井通风系统的不合理，影响了矿井的正常生产和矿井的抗灾能力，导致矿井经济效益的严重滑坡。
为确保矿井安全生产、稳产和高产，提高矿井的抗灾能力，最终提高矿井的经济效益，通风系统必须保持最佳运行状态。
因此，矿井通风系统的分析及优化改造具有重要意义，它是矿井设计过程和通风管理工作中的一项主要任务和内容。
1现有矿井通风系统存在的问题矿井通风网络在矿井开采过程中不断发生变化，新矿井投产初期，生产量尚未达到设计水平，通风阻力较小，通风系统如按设计参数投入运行，将造成风量过大，导致能源浪费。
投产后，矿井通风网络通风阻力的实际值与设计值偏差也较大，当设计值大于实际值时，则风量偏小，导致通风困难；当设计值小于实际值时，则风量偏大，导致能源浪费。
且随着近几年矿山形式好转，改扩建矿井日益增多，矿井通风系统问题日益突出，已严重影响矿井的安全生产，所以对矿井通风系统的分析与优化迫在眉睫。
2通风系统优化矿井通风系统的优化问题归纳起来主要包括如下几类：矿井通风系统阻力影响、矿井通风网络优化研究、矿井通风系统安全可靠性优化、矿井通风系统通风机优化。
2.1矿井通风系统阻力优化降低矿井通风阻力技术措施的研究对于矿井通风系统优化有着至关重要的作用，直接关系到矿井的安全生产和经济效益。
矿井通风阻力的影响因素较多，主要有三个方面：1）风量对阻力的影响；2）分支风阻对通风阻力的影响；3）网络结构对阻力的影响。
降低矿井通风阻力，对保证矿井安全生产和提高经济效益具有重要意义。
主要措施有：2．1．1并联通风根据并联风路阻力比串联网路阻力小得多的原理（风量相同），可以通过计算机通风系统模拟或实际通风阻力测定的方法，找出通风系统网络的高阻力区段，采取新掘巷道或者启封旧巷道的方法，实现并联通风，降低通风系统总阻力。
矿井通风系统的优化设计与应用
矿井通风系统的优化设计与应用矿井通风系统是矿山地下工作的重要组成部分，而优化矿井通风系统的设计和应用是保障矿工安全和提高生产效率的必要手段之一。
本文将从设计和应用两个方面阐述矿井通风系统的优化。
一、优化设计1.1 通风系统设计的目标通风系统设计应该以保障矿工安全和提高生产效率为目标。
一方面，要保证空气流通，保持空气中的含氧量，控制尘埃浓度，减少有毒有害气体的积聚等，以确保矿工的健康和安全；另一方面，要通过合理分配通风流量和调整工作面的通风质量，提高采煤效率和产煤量。
1.2 通风系统设计的要素通风系统设计要考虑矿井的特点，包括矿井深度、开采方式、矿岩性质、矿井水文地质条件等。
具体要素包括通风机的类型、数量和功率、通风管道的材料、直径和长度以及采掘工作面的通风规划等。
1.3 通风系统设计的步骤优化通风系统设计包括以下步骤：（1）制定通风规划方案。
根据矿井实际情况确定通风系统设计的各项参数和指标。
（2）计算通风参数。
通过数值模拟或实测，计算出通风系统所需的风量、风压、空气交换率、风速等相关参数，以确保通风系统设计符合实际使用需求。
（3）确定通风机型号和数量。
根据通风参数计算出所需的通风机型号和数量。
（4）设计通风管道。
根据通风系统的参数和通风机的型号和数量，设计通风管道的直径、长度和材料，确保通风管道的运行稳定，降低管道阻力和能耗。
1.4 通风系统设计的优化优化通风系统的设计包括以下方面：（1）加强能耗管理。
通过优化通风参数和设计合理的通风管道，降低通风系统能耗。
（2）提高通风系统的适应能力。
根据矿井的特点和采掘进度，适时调整通风系统的设计，改进通风系统的适应能力，确保通风系统稳定有效运行。
（3）采用高效通风技术。
采用矿井通风系统的高效通风技术，例如采用动态压力控制系统，提高通风系统的效率。
二、优化应用2.1 通风系统的检测和调整矿井通风系统需要定期进行检测和调整，以保证其正常运行。
检测包括通风系统的温度、湿度、气压、灰尘和有毒有害气体浓度等参数的实时监测，并及时对数据进行分析、处理和反馈。
矿井通风系统优化分析
矿井通风系统优化分析发布时间：2021-07-27T03:52:07.035Z 来源：《防护工程》2021年10期作者：陈国庆[导读] 通风系统作为矿井生产持续有效开展的基础保障，确保其运行的稳定、持续、安全、有效，对整个矿井生产至关重要。
枣矿集团田陈煤矿山东滕州 277523摘要：矿井通风系统的优化，是一项比较复杂的工程，需要形成对应的技术创新机制，需要将先进的设备或者技术方案融入进去，形成完善的通风系统优化机制，评价机制，监督管理机制，继而慢慢的进入到精细化管理格局。
相信随着上述各项措施的部署实施，矿井通风系统将会更好的发挥其效能，继而使得实际的通风系统运作朝着高质量的方向发展。
关键词：矿井通风；系统优化；优化方法引言通风系统作为矿井生产持续有效开展的基础保障，确保其运行的稳定、持续、安全、有效，对整个矿井生产至关重要。
矿井管理者必须高度重视通风安全，在生产中积极总结分析通风系统运行中存在的问题，进而开展针对性的探究，不断更新和优化通风作业方式方法，不断优化通风系统，从而为矿井生产的高效开展提供有力支持。
1对矿井通风系统进行优化的关键性随着巷道开采深度的不断增加，开拓大巷的持续延伸，矿井通风距离逐渐增加。
从当前通风系统运行情况来看，主要存在如下问题。
第一，现阶段开采煤层有一个正在开采的工作面，一个备用的工作面，也有四个正在掘进的工作面，通风系统整体变化较大。
同时，通风系统已经运行超过了六年，系统中使用的各类通风设施已经出现了明显的老化问题，导致系统内有较大的漏风，通风阻力也相对较高。
第二，当前煤矿正在扩能生产，预计能达到400万t/a，这就需要对通风系统的通风能力进行全面重新核定。
第三，从当前矿井通风系统的运行情况来看，矿井回风段整体的通风阻力相对较高，根据测算结果，占整个矿井通风阻力的比重已经接近60%，矿井通风阻力不合理的问题较为突出。
所以，需要对矿井当前通风系统阻力分布规律进行全面的测定，结合具体测定情况，研究制定矿井通风系统改造优化方案。
7 通风网路风量分配及调节
Rs 入手。
Ri
Q1
Q0 (1
R1 )
R2
当各分支的风阻为定值时（即Ri为定值），各分支风 量与总风量Q0成线性比例关系，即各分支风量随总风 量的增减而增减。
7.2.3 串联网路与并联网路的对比
在任何一个矿井通风网络中，都同时存在串联与并联风网。 在矿井的进、回风风路多为串联风路，而采区内部多为并 联风网。并联风网的优点： (１)从提高工作地点的空气质量及安全性出发，采用并联 风网具有明显的优点。 (２)在同样的分支风阻条件下，分支并联时的总风阻小于 串联时的总风阻。
hs RsQs2 160Pa
３ R2 ２
２ R1 １
1
2
1 R1
R2 2
1
25
7.2.3 串联网路与并联网路的对比
综合起来，并联网路较串联网路系统，有如下优点： （1）总风阻及总阻力较小，并联网路的总风阻比其中
任一分支的风阻都小； （2）各并联分支的风量可用改变分支风阻等方法，按
24
7.2.3 串联网路与并联网路的对比
例如：若R1=R2=0.8 Ns2/m8，
串联：Rs１= R1+ R2= 1.6 Ns2/m8，
并联：
Rs 1/
1 R1
1 R2
0.2N﹒s2
/
m8
∴ Rs１ ：Rs2＝８：１
即在相同风量情况下，串联的能耗为并联的 8 倍。
若总风路的风量Q0=10m3/s， 则 并联时的阻力 hs RsQs2 20Pa
1
（2）总风压等于各分支风压，即
6
hs h1 h2 … hn
3
注意：当各分支的位能差不相等，或分支中存在风机等通风动力时，并 联分支的阻力并不相等。
煤矿矿井通风及通风系统优化
煤矿矿井通风及通风系统优化摘要：在我国整体经济持续向前发展的大背景下，煤炭及其相关制品的需求量也随之加大，这就意味着煤矿的开采需要向更深更快的方向发展。
但是煤炭事业的发展就伴随着煤矿事故的发生，经调查发现，大多数煤炭事故的发生都是因为矿井内部的通风管理质量不达标。
针对这个问题，我们将深入讨论煤矿通风安全问题的产生因素，以及如何做好煤矿的通风管理。
关键词：煤矿矿井通风技术；通风系统；优化随着我国很多煤矿进入到深部开采阶段，矿井通风压力不断提升，瓦斯涌出量也在不断增加，特别是在井田深部需要的风量更大，导致传统的煤矿通风系统在运行的过程中需要进行针对性的优化与提升。
从当前煤矿开采情况来看，全面增强通风系统的整体运行质效，对于更好保证通风系统稳定性，提升煤矿生产安全性有着非常重要的意义，特别是很多深部延伸煤矿，对通风系统进行全面优化非常迫切。
1.矿井通风安全影响因素1.1自然环境因素首先，在采矿企业的生产环节中，矿井开采会产生大量的瓦斯气体，并且随着生产规模的扩大，这种气体在井下空气中的含量也不断增加，提升了井下作业环境的危险等级。
其次，矿山开采是一种地下作业，受复杂的地质条件影响，开采的作业环境也含有许多不确定因素，在瓦斯含量和地下温度达到一定条件的时候，会增加爆炸的危险事故发生几率，这会给采矿企业的安全生产造成极大的伤害。
受这两种自然环境因素的制约，如果在通风系统的建设过程中，不能合理的选择通风设施和安装位置，就不能保证通风网络总体的稳定性。
1.2技术因素很多通风事故的发生是由技术水平低造成的。
国有大型煤矿资金充足，通风安全设施的投入比较多，使得煤矿通风安全事故发生的频率大幅度降低。
而地方煤矿资金有限，在通风安全设施方面投入较少，这使得在进行通风管理时效率极低。
大部分煤矿中大部分已建立了煤矿通风信息化监控系统，通过在井下各处巷道安装各种传感器，实现对矿井通风系统的实时监测。
一旦发生安全事故，就能立刻发出报警，从而最大程度上减轻安全事故的危害。
矿井通风系统优化改良分析
矿井通风系统优化改良分析摘要：矿井通风系统在煤矿安全开采中发挥着重要作用，其正常运行对于煤矿的安全高效开采具有重要意义。
在矿井生产后期，由于矿井通风条件相对于建井初期已发生了重大改变，矿井通风变得极为困难。
矿井通风条件的改变主要表现为矿井通风阻力的增加，需要风量大幅度增加，这不利于矿井的经济安全运行。
在这种情况下，对矿井通风系统优化显得十分重要。
由于矿井系统是一个庞大的生产系统，需要了解通风系统运行的关键参数，然后采取合适的方法进行优化。
本文分析了矿井通风系统的主要评价指标，并重点探讨了优化改良矿井通风系统的措施。
关键词：矿井通风；高通风阻力；矿井通风系统引言矿井生产后期，矿井通风进入困难时期，矿井通风阻力增加。
为了保证矿井通风系统的安全，需要对矿井通风系统进行优化改良。
通过分析矿井通风系统的主要评价指标，重点探讨了优化改良矿井通风系统的措施，可以为改善矿井通风效果提供一定的参考。
1矿井通风系统的主要评价指标分析一般情况下，矿井通风系统主要由矿井通风机、矿井通风网络及通风设施组成。
矿井通风机是煤矿井下风量循环的主要动力。
现在的矿井埋藏都比较深，依靠自然通风不能较好地解决风量的循环，需要采用机械式通风。
日常生产中经常采用负压式通风机，即抽出式通风机。
在进行矿井通风系统优化之前，需要对矿井通风系统进行整体评价。
可以用于评价矿井通风系统的指标有很多种，比较重要的是等积孔和通风网络的复杂程度。
1.1等积孔评价矿井通风的难易程度是矿井通风系统优化的一个重要工作。
矿井的通风阻力虽然可以确定，但是并不能直接用来评价矿井通风系统的运行状况，这是因为矿井通风阻力是一个相对的指标。
为此，现在多采用等积孔来评价矿井的通风难易程度。
1.2通风网络的复杂程度通风网络是矿井通风的主要通道，其主要表示各条巷道之间的连接形式，常见的有串联型、并联型和角联型。
一般地，在矿井生产后期，矿井通风网络多是角联型，如图1所示。
由图1可知，在矿井通风网络中有许多的节点和支路。
矿井通风系统的优化改进措施
矿井通风系统的优化改进措施为保证通风不断地进行，风机要安装两台,一台工作，一台备用，万一风机出故障，另一台马上接替运行。
同是要求具有双回路电源,如果一条回路断电，能迅速使用另一回路，这样，始终保持风机的运转。
要坚决消灭独眼井，即每对矿井，必须至少有两个能行人通到地面的安全出口，一个井进风，另一个出风。
开动局扇前,要检查局扇附近20米范围内的瓦施浓度，严格防止出现循环风。
1、矿井采取分区通风2、通风系统力求简单,无用的巷道要及时封闭，贯通进、出风井和总进、总回风流的巷道，都必须砌筑两道挡风墙，以防止瓦施爆炸时风流短路.3、装有主要扇风机或分扇风机的出井的出风井口，必须安装防爆门，防止爆炸波冲毁扇风机，给救灾和恢复生产造成困难.4、主要扇风机应装有反风装置，并保证能在规定的时间内改变巷道里的风流方向。
矿井通风设计的要求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;通风系统简单、风流稳定，易于管理,具有抗灾能力；发生事故时,风流易于控制，人员便于撤出；有符合规定的井下环境及安全监测系统或检测措施；通风系统的基建投资省,运营费用低,综合经济效益好。
150801工作面有一台光学甲烷检测仪电量不足,3道风门不合格，（1）—250m北巷有5道风门,第一道吊脚，第五道关不严,风门下端流水处漏风，有200mm间隙，应加小帘;（2）—450m水平联络巷风门反向风门关不严，扣3分. 发现有6道永久密闭质量不合格；发现有3处联锁风门质量不合格。
1)加强主扇风机的巡视检查，使通风机辅助装置齐全可靠。
2)永久密闭和风门部分没有编号，建议加强通风设施的管理。
3)通风科测风员只有一人，按规程105条规定:测风员每旬对全矿进行一次全面测风，尤其是进入回风巷测风巡视时,单独一人行走不安全,建议增加一名测风员.对所使用的甲烷传感器定期进行校正,保证每台传感器都能正常使用。
如CQ市一个3万吨300人的矿井，因事故死亡4人,赔款+罚款+停产整顿少卖一年的煤+工人照发工资等的经济总损失约1000万元,可见一年的通风费用肯定小于处理事故的费用.第四项矿井通风通风组对朔里矿井下5110综采面、南526风巷、西三538机巷、621煤巷的通风进行了检查，共检查了3台局扇、5组风门、2道密闭、便携式甲烷检测仪的配带使用。
矿井复杂网络通风系统优化
关键词 ： 煤矿； 通风 系统优化 ； 阻力测定； 网络结算
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｃ ｏ ａ ｌ ｍｉ ｎ ｅ ； ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ； ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ； ｎ ｅ ｔ ｗ ｏ ｒ ｋ ｓ ｅ ｔ ｔ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ
ｍｅ ｅ ｔ ｓ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｗｉ ｎ ｄ ｎ ｅ ｅ ｄ ａ ｔ ｈ ｉ ｇ ｈ ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｆ ａ ｃ ｅ ，ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｈｅ ｔ ｇ ａ ｓ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｗ ｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｆ ａ ｃ ｅ ．Ｉ ｔ ｒ ｅ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ｏ ｆ ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｉ ｒ ｖ ｏ ｌ ｕ ｍｅ－ ｎ ｅ ｅ ｄ ａ ｔ ｔ ｗ ｏ ｈ ｏ ｉ ｒ ｚ ｏ ｎ ｔ ａ ｌ ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｒ ｅ ａ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｓ ａ ｍｅ ｔ ｉ ｍｅ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｄ ｅ ｐ ｈ ，ｍｕ ｔ ｌ ｔ ｉ － ｃ ｏ ａ ｌ ｓ ｅ ａ ｍ ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｘ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ．
ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ａｆ ｔ ｅ ｒ ｉ ｔ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ｔ ｈ ｅ ｔ ｏ ｔ ａ ｌ ａ ｉ ｒ ｖ ｏ ｌ ｕ ｍｅ ｏ ｆ Ｄ１ ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｒ ｅ ａ ｉ ｓ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｄ ｆ ｒ ｏ ｍ ９ ， ８ ８ ０ ｍ３ ／
矿井通风第七章 矿井通风网络及风量分配
2、辅助通风机的选择
辅助通风机的选择方法有多种，这里只介绍一种简
单方法。
1）辅助通风机的风压
增阻调节法的主要措施，是在调节支路回风侧设置 调节风窗（如图所示）、临时风帘、风幕（如图所示） 等调节装置。其中调节风窗由于其调节风量范围大， 制造和安装都较简单，在生产中使用的最多。
当 Sc/调S＜节＝风0窗.5的时开，口断面积计算：
Sc
0.65Q
QS 0.84S
hc
或
Sc
0.65
S 0.84S
Q
12
Q1 1
R1 1
6.3 0.8
m3/s
R2
1.0
Q2 Q Q1 12 6.3 5.7 m3/s
如按生产要求，1分支的风量应为QⅠ=4.0 m3/s，2分支的 风量应为QⅡ=8.0 m3/s，显然自然分配的风量不符合生产要 求。按满足生产要求的风量，两分支的阻力分别为：
h1=R1QⅠ2=0.8×42=12.8Pa h2=R2QⅡ2=1.0×82=64.0 Pa
A22
An2
故串联翁络的总等积孔为：
A串
1
1 1 1
A12
A22
An2
（二）并联通风及其特性
两条或两条以上 的分支在某一节 点分开后，又在 另一节点汇合， 其间无交叉分支 时的通风，称为 并联通风，如图 所示。并联网络 的特性如下：
2 Q1
h1 1 R1
A1 1
Q2
2 h2 R2
A2
1、并联网路的总风量等于并联各分支风量之和，即
2
3
1 1
由上述三个判别式可以看出，简
单角联网路中角联分支的风向完全
取决于两侧各邻近风路的风阻比，
矿井通风系统优化调节分析
矿井通风系统优化调节分析【摘要】矿井通风系统在矿井生产中扮演着至关重要的角色，保障了矿井内部空气质量和工作人员的安全。
通风系统在运行过程中常常存在着各种问题，如通风不畅、风量不足等，影响了矿井的生产效率和安全性。
为了解决这些问题，需要对通风系统进行优化调节。
本文对通风系统的重要性、存在的问题进行分析，探讨了优化调节方法和运行参数的优化策略，并提出了通风系统的监测与维护策略。
通过对矿井通风系统进行全面的优化调节分析，可以提高矿井生产效率，保障工作人员的安全。
【关键词】矿井通风系统、优化调节、问题分析、方法探讨、运行参数、监测、维护、结论1. 引言1.1 矿井通风系统优化调节分析矿井通风系统是煤矿生产中非常重要的一环，它直接影响到矿井内空气品质的好坏，保障矿工的安全生产。
矿井通风系统的优化调节分析是对通风系统进行全面评估和优化，以提高通风系统的效率和安全性，降低矿井生产中的风险。
在矿井通风系统的优化调节过程中，首先需要对通风系统的工作原理和重要性进行深入理解。
通风系统在矿井中的作用主要包括排放有害气体、保持矿工呼吸空气、调节矿井温度和湿度等。
只有通风系统工作正常，才能保障矿井内空气品质的良好。
通风系统在实际运行中也存在一些问题，比如通风量不足、通风阻力大、通风系统分布不合理等。
这些问题可能导致通风系统的效率下降，影响矿工的工作环境和生产效率。
在优化调节矿井通风系统时，需要从通风系统的设计、设备选择、管道布局、运行参数等方面进行分析和调整，以提高通风系统的效率和稳定性。
对通风系统的监测和维护也至关重要，只有保持通风系统的长期稳定运行，才能确保矿工的安全生产。
的工作是矿山企业保障生产安全和提高生产效率的重要环节，值得高度重视和深入研究。
2. 正文2.1 矿井通风系统的重要性矿井通风系统是矿山安全生产的重要保障措施，其作用不可替代。
通风系统能够有效地排除矿井内的有害气体，如一氧化碳、二氧化碳等，保障矿工的生命安全。
矿井通风系统优化改造措施
矿井通风系统优化改造措施摘要：矿井通风是矿井安全的重要组成部分，而一个合理、稳定、可靠的矿井通风系统是确保矿井安全的前提条件。
由于矿井开采深度的加大，开采强度的加大，以及综合机械化程度的不断提升，瓦斯压力、瓦斯含量以及瓦斯的渗出量都在不断增加，而由于矿井通风线路较长，通风阻力较大，地温较高，这就导致了矿井对空气的需求大大增加，因此，必须对矿井通风系统进行适时的调整，并对一些无法达到安全要求的矿井通风系统进行优化。
本文着重介绍了煤矿井下通风设备优化改造的必要性，并对其进行了初步的探讨。
关键词：矿井；通风系统；优化改造措施煤矿安全生产的一个重要条件，就是要确保井下空气质量达到生产要求。
在煤炭资源进行整合时，在煤炭资源整合前后，矿山的生产系统和通风系统都发生了改变，资源整合后的通风系统的通风量和系统服务范围都与以前有了很大的改变。
由于整合后的煤矿通风线路变长，通风需求量增加，通风系统阻力增大，其通风系统的通风能力已不能满足煤矿生产的日常工作需求。
为此，为了保证矿井的正常、安全地进行综合通风，需要对其进行全面的综合通风进行优化和改造。
1.矿井通风系统现状某矿山的井下通风系统由北辅斜井、主斜井、胶带斜井以及南、北两个回风井构成。
矿通风从主斜坡向下流动，经北辅斜井，运输平巷，盘区斜井，流入分层平巷，穿过采场，将煤粉从煤粉中抽离出来，穿过采场空区，流入前面的风道，最终流入回风井。
矿井中受污染的空气通过对转轴向气流排放至地面。
通过对该矿山的通风系统的实地调研与测量，发现胶带斜井矿石提升和主斜坡道较多的重型汽车运行，使得矿山的进风量中有57%的新鲜风流被污染，并且漏风量很大，从而造成了有效风量低、风机装置运行效率低、漏风量严重的问题。
以专家、学者们对矿山资源生产的实际经验为依据，对其进行了总结和分析，因此，必须要对矿井通风系统展开最优的设计，才能避免目前存在的通风系统问题，从而让通风系统的通风量可以满足安全生产的需要，从而达到矿井对通风系统风量需求的标准要求。
第七章 矿井通风网络优化
270 540
，
第二节 通风网络调节的优化
2、基本方法
2）前进过程
10 2385 9 6
900 135 765
585
315
(1) 令 e1 0 (2) 计算各节点压力（Pa）
8
540 360 270 495
1800 1215
450 90
7270
e2 e1 h12 0 225 225
线性规划法
适用于目标函数和约束条件中至少有一个非线性函数的规划 问题。 非线性规划法 适用于求解图论和网络理论方面的问题，如最小树问题， 最长路问题等。 图与网络法 如动态规划、优选法等
其它方法
第一节 矿井通风系统优化概述
一、最优化概述
例子
某工厂生产甲、乙两种产品，生产每种产品所需的材 料、工时、用电量和可以获得的利润，以及每天能够 提供的材料、工时、用电量见表，试确定该厂两种产 品每天的生产计划，以使得每天获得的利润最大。
计算其它分支阻力调节值，结果皆为零。 (4) 求风机压力。
1
h f 1 e10 2385
，
第二节 通风网络调节的优化
3) 后退过程 (1)计算各节点压力 g10 e10 2385 g 9 g10 h910 2385 585 1800 g8 g 9 h89 1800 315 1485 g 7 g8 h78 1485 270 1215
爆深度由原来的水下100米左右改为水下25米左右.
(2)改进运送物资的船队及护航舰艇编队的方式,由小规模多 批次,改进为加大规模、 减少批次,可使损失减少.
军方采用了上述建议,最终成功地打破了德国的海上封锁,
并重创德国潜艇舰队。
概述矿井通风系统优化设计的改进
概述矿井通风系统优化设计的改进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。
浅析矿井通风系统的优化
浅析矿井通风系统的优化摘要：通风系统的稳定性对受到矿井采矿的影响，通风系统一旦出现问题就会引起后果严重的安全事故，因此要通过优化改造矿井通风系统，确保井下能够拥有足够的风量，使其切实满足井下生产需求。
要千方百计地减小通风阻力，提高通风系统的稳定性。
矿井通风优化设计直接关系着整个矿山企业的安全生产和经济效益，因此必须得高度重视，在全面掌握实际情况的基础上对通风系统进行科学改造，从而为井下安全生产保驾护航。
关键词：矿井；通风系统；优化设计引言矿井通风系统在煤矿生产过程中发挥着至关重要的作用，保证矿井通风系统的经济合理运行是十分有必要的。
在矿井生产过程中，通风系统的状态会发生改变。
因此，如何保证矿井通风系统合理运行是一个重要问题。
由于矿井通风系统的设计与矿井的地质条件有关，只是给出了矿井通风系统优化的一些方法，在实际应用过程中应该结合矿井的自身条件进行优化，保证矿井安全有序生产。
1矿井通风系统的优化意义现代意义上的矿井通风系统是指向煤矿井下各个作业点输送新鲜的空气，并同时排出矿井生产过程中的有毒有害气体，而且对矿井的温度具有一定调节功能的系统。
矿井通风系统的可靠性和稳定性是预防矿井发生瓦斯灾害和火灾的重要保障，而且可以在发生灾害时有效降低灾害范围。
目前，许多矿井的通风系统在设计上存在不合理性，导致通风系统存在一定的安全隐患。
此外，由于设计不合理导致矿井通风系统的经济性下降，煤矿企业的运行成本增加，企业经济效益减少，主要原因是通风系统设计不合理，风机运行时处于低效率运行状态，大量电能被白白浪费。
在当前形势下，节省运行成本有助于煤矿企业的生产。
造成通风系统处于不合理运行状态的原因主要有：生产系统布局不合理，矿井通风线路过长；通风系统管理不当，系统漏风严重；矿井通风设备老化严重，不能满足矿井通风系统的需要。
由以上分析可知，导致矿井通风系统运行状态改变的原因是多方面的。
因此，在矿井正常运行过程中，应定期核查矿井通风系统的运行状态，保证矿井通风系统处于最优运行状态。
矿井通风网络优化软件及其应用
j =1
王海宁 ,中南大学 ,博士生 ,联系地址 :341000 江西省赣州市红旗大 道南方冶金学院学科办 。
王海宁等 :矿井通风网络优化软件及其应用 2004 年第 7 期
则式 (4) 可简写为
N- 1
∑x ki pi = yk , k = 1 , 2 , …, N - 11
,
当满足
精度
要求
时
,
进行第
g
步,否
则 ,令
Q
0 j
=
Qj 返回第 b 步 ;g. 计算分支风速 、通风
阻力 、风机压力等参数 ,输出计算结果 。
2 软件介绍
本软件主要分为 3 大模块 :数据输入模块 、风网
解算模块和数据输出模块 。风网和风机原始数据为
全局变量 ,其它计算变量则由参数在各模块之间传
i =1
j = 1 ,2 , …, B ,
(2)
联立的方程组为非线性方程组 ,假设拟线性风阻为
Cj = 1/ |
R
j
Q
0 j
|
,j
= 1 ,2 , …, B ,
(3)
将式 (3) 代入式 (2) 、再代入式 (1) 得求解节点风压和
分支风量的迭代方程
N- 1
B
∑ ∑ aijakj Cj pi = -
的 ,按照最优方案实施后 ,矿井的有效风量率 、风质 合格率 、风量合格率以及通风系统评价综合指标分 别比 改 造 前 提 高 了 31. 28 %、19. 78 %、22. 52 %、 20. 26 % ,显著改善了矿井的通风效果 ,有利于保护 工人的身体健康和提高劳动生产率 。 4 结 论
本文用 FOR TRAN90 编写的通风网络优化软 件是在国内外一些好的软件基础上开发的 ,在 Win2 dows 操作平台上运行具有较好可视化 ,且运行速度 快 。从现场应用实践的结果可以看出 ,该软件先进 可靠 ,不仅适用于统一通风系统的网络优化 ,而且也 适用于多风机多级机站通风系统 ,在矿井通风系统 改造中具有较好的应用前景 。
煤矿矿井通风及通风系统优化
煤矿矿井通风及通风系统优化发布时间：2022-02-17T04:08:31.207Z 来源：《防护工程》2021年29期作者：刘加波[导读] 通风系统是确保矿山安全生产的重要防线，加强维护可以减少事故的发生。
本文分析了矿井通风系统存在的安全隐患，并提出了目标建议。
云南省宣威市能源局煤炭生产技术股摘要：近年来，我国社会经济水平得到了大幅度的提高，大大增加了对煤炭资源的需求量，矿山的规模在不断扩大。
在矿山作业的过程中，通风是一项非常重要的工作，通风的质量不仅影响井下作业的效率和水平，也影响井下作业人员的安全和健康。
目前，我国部分煤矿企业受多种因素制约，难以有效保障矿井通风安全，严重威胁到职工的生命财产安全。
因此，本文分析了煤矿通风系统的优化设计。
关键词：煤矿矿井；通风系统；问题；优化引言矿井通风系统主要由通风装置、通风巷道和通风建筑物组成。
矿井通风系统必须独立、可靠、完整，通风系统不稳定或不完善都会导致重大安全事故的发生。
通风系统是确保矿山安全生产的重要防线，加强维护可以减少事故的发生。
本文分析了矿井通风系统存在的安全隐患，并提出了目标建议。
1.矿井通风技术的发展现阶段，我国矿井通风技术的发展过程主要包括以下几个方面。
第一，随着计算机网络技术的发展，逐渐融入到矿井通风技术，初步建立通风系统技术方法。
第二，计算机网络技术的不断深入，矿井通风工作克服了各种技术难点，建立了相关和不同类型的工作面传质方程和相关污染物浓度计算方法。
第三，火灾时不稳定状态的流动规律研究。
第四，应用射流通风理论改进矿井通风系统，进一步发展矿井通风技术。
第五，矿井通风的相关理论和技术方法，有效加强了矿山作业相关的污染控制。
第六，矿井通风技术和人工控制技术的进一步发展，在原有通风技术的基础上逐步发展露天矿井通风技术。
最后，矿井热环境控制及相关工作技术将进一步发展，形成矿井热力学。
2.矿井通风工作的重要性在矿山生产工作过程中，井下粉尘和有害气体会对人体造成很大的危害，同时还会发生瓦斯爆炸等各种安全事故，因此企业需要对井下进行通风。
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线性规划法
适用于目标函数和约束条件中至少有一个非线性函数的规划 问题。 非线性规划法 适用于求解图论和网络理论方面的问题，如最小树问题， 最长路问题等。 图与网络法 如动态规划、优选法等
其它方法
第一节 矿井通风系统优化概述
一、最优化概述
例子
某工厂生产甲、乙两种产品，生产每种产品所需的材 料、工时、用电量和可以获得的利润，以及每天能够 提供的材料、工时、用电量见表，试确定该厂两种产 品每天的生产计划，以使得每天获得的利润最大。
Hale Waihona Puke 性能指标目标函数约束条件
设计变量
第一节 矿井通风系统优化概述
一、最优化概述
1）最优化问题的数学模型 (1) 目标函数。目标是指判断和评价方案的指标，通常 为要解决的工程技术问题的总体指标或某一最重要最关键 的指标。表示目标与问题中其它参数之间的数学关系的表 达式就称为目标函数。 如果在目标函数中，要求确定的目标值越大越好则 建立的模型称为最大化模型。如果实际问题中，确定的 目标值越小越好，则称为最小化模型。
n
n
j 1
j 1
上式中所出现的各参数，都必须遵守风量平衡定律和 风压平衡定律，可根据这两个定律建立约束条件：
b q
j 1 ij
n
j
0
C
j 1
n
ij
(r j q 2 j h j h fj hNj ) 0
i 1,2, , b
以上三式即为通风网络优化问题的基本数学模型。
270 540
，
第二节 通风网络调节的优化
2、基本方法
2）前进过程
10 2385 9 6
900 135 765
585
315
(1) 令 e1 0 (2) 计算各节点压力（Pa）
8
540 360 270 495
1800 1215
450 90
7270
e2 e1 h12 0 225 225
计算其它分支阻力调节值，结果皆为零。 (4) 求风机压力。
1
h f 1 e10 2385
，
第二节 通风网络调节的优化
3) 后退过程 (1)计算各节点压力 g10 e10 2385 g 9 g10 h910 2385 585 1800 g8 g 9 h89 1800 315 1485 g 7 g8 h78 1485 270 1215
第一节 矿井通风系统优化概述
一、最优化概述
宋真宗时期，由于皇城失火，皇宫 被焚，宋真宗命大臣丁谓重修皇宫。
丁谓首先在皇宫前开沟渠，然后利用
开沟取出的土烧砖，再把京城附近的 汴水引人沟中，使船只运送建筑材料
直达工地。工程完工后，又将废弃物
填人沟中，复原大街，这就很好地解 决了取土烧砖、材料运输、清理废墟
建立数学模型
数学关系式
实际问题的近似与抽象
方程 不等式 逻辑关系式 物理定律 市场约束 工艺关系 ……
求最优解
模型分析 选方法 编程序 运算 评价
第一节 矿井通风系统优化概述
一、最优化概述
1）最优化问题的数学模型 把具体工程技术或技术经济问题用数学符号进行描述
而得到的数学表达式称为数学模型。最优化问题的数学模 型通常包括目标函数和约束条件两部分。
hf 1 gm
yij g j g i hij
，
第二节 通风网络调节的优化
例7-1： 如图所示网络，根据各分支风阻和需风量计 算出的各分支阻力在图中注明，单位为Pa。试用节点压 力分析法求两组调节方案。 1）节点编号按照要求给各节点编号。
585
2、基本方法
450 90
135
315 270 180 540 360 270 225
爆深度由原来的水下100米左右改为水下25米左右.
(2)改进运送物资的船队及护航舰艇编队的方式,由小规模多 批次,改进为加大规模、 减少批次,可使损失减少.
军方采用了上述建议,最终成功地打破了德国的海上封锁,
并重创德国潜艇舰队。
第一节 矿井通风系统优化概述
一、最优化概述
当人们有某一任务需要完成时，往往存在着可实现目 标的若干种不同的方案，这些方案其技术和经济效果是有 差异的。 人们往往希望找到能充分利用现有条件，达到技术、 经 济 总 体最 佳 效 果的 方 案 ，这 就 是 所谓 最 优化问 题 。
项 目 或 工 程 问 题 候选方案1 候选方案2 min F 或 max F 最优化技术 最优方案
• • •
候选方案n
第一节 矿井通风系统优化概述
一、最优化概述
最优化技术是研究和解决最优化问题的一门学科，它 是应用数学的一个分支，通常是指研究和解决最优化问题
的数值计算方法。 Optimization of methods
三个难题，使工程如期完成。
这一方案取土近、弃土近、运输便， 是工程的优化。
第一节 矿井通风系统优化概述
一、最优化概述
第二次世界大战时,德国的潜水艇严重威胁盟军的运输船.1942
年, 麻省理工学院的物理学家莫尔斯(P.W.Morse) 的小组经过调
查研究,提出优化的方案: (l)将反潜攻击由反潜舰艇投掷水雷改为由飞机投掷深水炸 弹；且仅当潜艇浮出水面或刚下潜时,才投掷深水炸弹:炸弹的起
e3 e2 h23 225 540 765
1485
270
180 1035 540 5 225 2 225 0
e4 e2 h24 225 270 495
e5 max[( e3 h35 ), (e4 h45 )]
3
4
max[( 765 270), (495 360)] max[ 1035 ,855] 1035
f(x)
x
第一节 矿井通风系统优化概述
一、最优化概述
1）最优化问题的数学模型
(2) 约束条件。影响目标值的各种参数，通常不是可
以随意确定的，而要受各种因素的制约。例如，客观条件 对各参数的限制，实际工程对某些参数的特定要求，各参 数之间必须满足的自然法则等。这些制约因素，用数学的 方法描述出来，就称为约束条件。约束条件可用等式或不 等式进行描述。
一、数学模型
约束条件：
hij hij p j pi
hij 0
上述模型中，Pk为第k节点的节点风压，i，j为 分支(i,j)的始、终节点号，且进风井口编号为1号节 点，回风井口编为m号节点。
，
第二节 通风网络调节的优化
经过如此处理后，网络优化调节问题就变为如何确 定各节点的风压值和各分支的调节参数值，使得风机的风 压值为最小。
第一节 矿井通风系统优化概述
二、矿井通风系统分析中的优化问题概述
(1) 通风网络调节的优化。当网络中各分支的风阻为已 知，各分支的风量都已给定或已计算出来后，如何确定通 风机的最佳风压值和各调节设施的最佳位置和参数，以使 得矿井通风总功率为最小。 (2) 网络中风量分配的优化。当网络中各分支的风阻为 已知，主要用风地点的风量已给定后，如何求网络中其它 各分支的最佳风量值，以使得矿井通风总功率为最小。
1
用同样方法计算出的其他各节点压力
，
第二节 通风网络调节的优化
2）前进过程 (3) 计算各分支阻力调节值。
10 2385 9 6
450 585
315 1800
2、基本方法
xij e j ei hij
8
540
7270 225 900 90 1215
135 765 270
1485
180 180 450 360 1035 495 540 5 225 2 225 0 270
满足条件 材料约束 工时约束 电能约束
g1 ( x1 , x2 ) 9 x1 4 x2 360 g 2 ( x1 , x2 ) 3x1 10x2 300 g 3 ( x1 , x2 ) 4 x1 5 x2 200
变量非负约束 x1 , x2 0
由于目标函数和约束函数都是线性的，所以该 类问题成为线性最优化问题，也叫线性规划，无 法用高等数学的极值条件直接求解。
2、基本方法
1）节点编号
对各节点编号的要求是，各分支的终节点号大于始 节点号。为此，把进风井口编为1号，然后，找出一个 节点，如果以该节点为终节点的所有分支的始节点都已 编过号，则用下一个数字给该节点编号。如此反复下去， 直到所有节点都已编号为止。
，
第二节 通风网络调节的优化
2）前进过程
(1) 用ej表示节点压力，且令e1=0 (2)对节点 j 2,3,, m 依次用下式计算各节点压力
2、基本方法
e j max(ei hij ) 含义为，在以节点j为终节点的所有分支中，找出其 始节点压力与该分支阻力之和为最大的一条来计算ej。
(3)计算各分支的阻力调节值
xij e j ei hij (4)计算风机压力，由于e1=0，故
h f 1 em
，
第二节 通风网络调节的优化
产品 甲 乙 供应量 材料 kg 9 4 360 工时 h 3 10 300 用电量 kWh 4 5 200 利润 元 60 120
产品 甲 乙 供应量
材料 kg 9 4 360
工时 h 3 10 300
用电量 kWh 4 5 200
利润 元 60 120
设每天生产甲x1件，乙x2件。每天获得的利润： 目标函数 max f ( x1 , x2 ) 60x1 120x2
3
4
x12 e2 e1 h12 225 0 255 0 x45 e5 e4 h45 1035 495 360 180 x48 e8 e4 h48 1485 495 540 450 x67 e7 e6 h67 1215 900 90 225 x69 e9 e6 h69 1800 900 450 450