通风系统优化

平禹煤电有限责任公司一矿通风系统优化分析报告

河南理工大学

平禹煤电有限责任公司一矿

二O一O年五月

平禹煤电有限责任公司一矿

通风系统优化分析报告

课题组主要成员名单：

河南理工大学：

平禹煤电有限责任公司一矿：

目录

1 矿井概况 (3)

2通风系统优化分析 (4)

2.1矿井通风系统分析概述 (4)

2.2矿井通风系统优化设计的原则和指导思想 (5)

2.3平禹煤电有限责任公司一矿通风系统优化技术路线 (6)

2.4 对通风网路分支风量及风阻值测算结果的评价 (6)

2.5 平禹一矿新风井风机选型 (7)

2.6 平禹一矿通风系统优化分析 (7)

3. 结论 (16)

附件Ⅰ——矿井通风系统图和网络图 (17)

附件Ⅱ——解网数据文件 (21)

1 矿井概况

平禹煤电有限责任公司一矿（原新峰矿务局一矿，以下简称平禹一矿），1969年9月开始建井，1976年10月正式投产，建有一对竖井和一对斜井。设计生产能力60万吨/年，1991年生产能力为20～30万吨/年；至2005年9月，实际生产能力达100万吨/年；2005年10月19日，位于东大巷扩砌处，底板突水最大涌水量达38056m3/h，造成本矿淹井。经数月注浆堵水及排放工作，与2006年6月恢复生产。

采掘范围内，二1煤层厚度大部比较稳定，一般厚5～8m，最大厚度达14m，结构简单，偶含一薄层泥岩夹矸，顶板大部为泥岩、砂质泥岩，局部直接顶为砂岩，底板为砂质泥岩或细粒砂岩。二3煤层大部厚2.0m。1981年3月上旬，二采区轨道上山二1煤层曾发生自燃，1982年该处冒顶后再次发生自燃，1985年7月7日，+30m总回风巷掌子面突水，最大流量2375 m3/h；矿井历年瓦斯相对涌出量1.33～14.23/t.d,绝对瓦斯涌出量0.30～11.19m3/min,属低瓦斯矿井。

矿区内含煤地层为石灰系上统太原组、二叠系下统山西组、下石盒子组，上统上石盒子组，含煤地层总厚705m，太原组为一煤组，山西组为二煤组，下石盒子为三、四、五、六煤组，上石盒子组分七、八、九煤组。含煤总厚39.72m，含煤系数为5.63%。其中山西组下部的二1煤层全区可采，二3煤层为大部可采，下石盒子组的四6煤层为局部可采，上石盒子组的七4煤层为大部可采煤层，其他煤层不可采或偶尔可采。可采煤层总厚9.0m，可采含煤系数1.28%。

二1煤层位于山西组下部，下距太原组顶部硅质泥岩或菱铁质泥岩4.50m左右，距太原组下部L4石灰岩55.50m，距本溪组铝土质泥岩68.50m左右；上距香炭砂岩23.00m 左右，距砂锅窑砂岩64.00m左右。煤层埋深140.00m～1090.00m，煤层底板标高为+25m～-950m。

二1煤层直接顶板岩性多为泥岩、砂质泥岩，其次为细～中粒砂岩。老顶大多为灰白色、浅灰色厚层状中～细粒石英长石砂岩（大占砂岩）；泥岩或砂质泥岩多为深灰～灰色，水平层理，富含植物叶化石，较松软，与二1煤层为明显接触，局部为炭质泥岩伪顶，呈过度接触。

二1煤层底板为黑色泥岩或粉砂岩，含植物根化石和黄铁矿结核，具透镜状层理、波状层理和水纹层理，遇水易膨胀，受击打呈楔形碎裂。

据矿井资料，二1煤层和二3煤层开采过程中均未发生过煤尘爆炸事故。根据以往勘探资料和矿井采样化验测试资料，二1煤层火焰长度50mm，二3煤层火焰长度40mm，岩粉加入量分别为25～60%、55%，均具煤尘爆炸危险性。

以往勘探中二1、二3煤层均做了煤层着火点试验，由试验成果可知统一煤层的还原样与氧化样着火点之差（△T0）均小于25℃，二1、二3煤层均属不易自燃煤层。矿井生产中，自1976年投产以来，仅于1980年在二采区轨道上山发生冒顶，1981年3月上旬二1煤层发生自燃及1982年该处再次发生冒顶，并再次发生自燃，看见煤发红，有些地方有火焰，自燃范围：走向长约10m，倾斜宽约30m，经直接喷水和灌浆后灭火。从上述矿井煤层着火与未着火资料看，该区二1、二3煤层应以不易自燃为主，局部有自燃存在。为防止煤层发生自燃，矿井在生产中应防止煤体温度过高而发生自燃。

矿井通风系统为中央边界抽出式，主要通风机为FBCDZ(B)-№26型轴流式通风机，一台使用，一台备用，转速740r/min，参照样本曲线风机叶片安装角度应为52/44°，配用电机功率为2×355KW。新鲜风流由副井（主井）进入主石门、东西大巷，经采区运输上山供给各采面、掘进工作面，乏风流经采区轨道上山进入采区回风巷，经风井由主要通风机抽出地面。掘进工作面采用局部通风机压入式通风。

2通风系统优化分析

2.1 矿井通风系统分析概述

矿井通风系统分析是在充分掌握现场实际情况的基础上进行的，分析的对象是实测、计算的数据，通过对数据的统计找出通风系统存在的问题，为通风系统的（优化）改造提供依据。

在矿井通风系统设计时，因所有的用风地点要供应大小不同的风量，而各分支的风阻又大小各异，这就必然导致通风系统中各条通路上的通风阻力不等，但其中必有一条通路的通风总阻力最大，此条路线即是通风系统分析中的最大总阻力路线，其总阻力是通风设计时选择主要通风机的一个重要技术参数。满足通风设计要求的风量的必要条件是，所选用的主要通风机的风压必需保证克服矿井通风系统的最大总阻力，并供应矿井所需的总风量。

对于生产矿井的通风网络，每个主要通风机服务的系统中都有一条关键路线（原通

风设计中的最大阻力路线），其阻力分布即反映了通风系统阻力的分布。了解矿井通风系统关键路线的位置及其阻力分布，不仅对合理使用主要通风机，而且对优化风量调节、指导合理安排采掘工作面及其配风、降低矿井通风系统阻力以及改善通风状况都具有重要意义。

通风网络的阻力分析，是通过统计各风路的风阻、阻力、功耗分布状况，找出高风阻、高阻力、高功耗的区域和井巷。

关键路线在矿井中的位置并不是一成不变的，它随着生产布局变化、需风量的变化和网络结构及其某些分支的通风参数变化而变动。

井巷通风总阻力是选择矿井主要通风机的参数之一，为了经济合理、不致因主要通风机的风压过大造成瓦斯和自然发火难以管理，以及避免主要通风机选型太大使购置、运输、安装、维修等费用加大，须控制总阻力不能太大（一般不超过3000 Pa，特大井型例外），必要时应采取降阻措施。

对平禹煤电有限责任公司一矿的通风系统最大阻力路线上巷道的阻力、风量、风阻分布情况进行分析，为整个通风系统的分析与优化改造提供依据。

2.2 矿井通风系统优化设计的原则和指导思想

通风系统方案设计总的原则是要保证所提方案安全可靠、技术可行，同时兼顾经济合理。设计时主要的因素较多，但要抓住起主要作用的因素来进行综合分析，这样才有可能拟定出比较合理的若干方案，从而运用有关理论、方法进行优化选择。在进行通风系统方案设计时主要遵循的原则有以下几个方面：

(1) 提高通风系统的稳定性，使得用风地点风量满足要求和风流方向保持不变。

(2) 充分利用现有的井巷和通风设备，极大地发挥其潜力并进行调整。

(3) 尽量减少开拓工程和基本建设项目。

(4) 根据生产实际，合理安排采掘部署，均衡生产，充分发挥各个系统的通风能力。

(5) 尽量减少外部漏风和内部漏风，以提高有效风量率。

(6) 改善矿井通风状况、创造良好的劳动卫生条件，为安全生产、不断改善和创造安全舒适的劳动环境、保护劳动者的身体健康提供保障。

(7) 在改善矿井通风效果的基础上，尽可能节约能耗，以提高本矿经济效益。

(8) 在阻力较大地点，应设法采取降阻措施，以减少通风阻力，使通风系统合理化。