矿井通风系统稳定性和可靠性研究

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在方案8基础上关闭西二进风井 在方案7基础上调整网络基础数据 在方案8基础上调整网络基础数据 在方案9基础上调整网络基础数据
方案2的主要优点:①回风路线缩短了l 200 m,对深部开采有利;②原西二风井进风,新副 井进风量减少,可降低进风系统阻力;③因原西 二风井有电缆,违反《煤矿安全规程》规定,现 改进风后安全性提高,其提升设备可上下人员和提 升少量煤;④丁一采区的进一步延深开采,在通 风系统方面保证了矿井高产稳定期延长,更有利矿 井的发展。
作者简介:周孟然(1965一)。男,安徽淮南人,安徽理工大 学教授,博士,硕士生导师,主要从事计算机控制及激光应用方面 的研究。Tel:0554—6668584,E—nlail:mrzhou@¨sL edIL cn
收稿日期:2006—04—23;责任编辑:王宗禹
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第34卷第9期
煤炭科学技术
2006年9月
5通风系统稳定性和可靠性研究
通风系统稳定性和可靠性涉及因素较多,如多 风机联合工作通风系统中各个风机之间相互影响、 角联网络中边缘分支风阻变化对角联分支的影响、 主要通风机特性变化对用风地点影响、风机和管网 之间匹配性、通风设施可靠性等。下面仅就八矿通 风系统的主要影响因素作以分析。 5.1 多风机之间相互影响问题研究
实现按需配风而需要人工增阻程度。对通风系统的 阻力分布、系统内部的风量分配和主要通风机工作 压力起决定性的影响。通过网络结构合理性分析, 有助于调整网络结构,降低通风系统阻力,提高通 风系统的可靠性和经济性。网络结构合理性系数是 由自然分风的压力与按需分风的压力比值确定。网 络合理性系数K可用下式表示:
3建立矿井通风网络和可靠性评价数据库
为了掌握矿井通风系统的基础资料,为二水平 通风系统模拟和改造提供基础数据,对通风系统现 状进行调查与技术测定。一是完成通风系统调查; 二是进行东风井、丁一风井、西一风井和西二4个 通风系统的阻力测定;三是对主要通风机性能进行 测定。在此基础上,建立矿井通风网络数据库和可 靠性评价数据库,为通风系统模拟和可靠性评价奠 定基础。
注:工作面日产量、瓦斯涌出量和配风量均按最大值填写;采掘工作面按经验配风。
(2)由于二水平地温高、瓦斯涌出量大,并存 在煤与瓦斯突出的危险,矿井通风已成为制约生产 发展的主要因素之一。急需研究矿井通风系统由一 水平向二水平过渡,优化设计二水平的通风系统, 由于通风网络系统的改变,需要评价其稳定性和可 靠性,以保证矿井的安全生产。
单一风机工作的通风系统K值应小于1。K值 越大,说明调节量越小,网络结构较合理。反之, 一般要求K>0.85,如果K<0.6,应在采掘布局 上以注意和改进。对于多风井系统,有可能比值大 于1,这表明该系统受相邻系统影响较严重。
根据通风系统模拟数据,各个系统自然分风与 实际分风的压力及网络结构合理性系数见表6。
第34卷第9期
煤炭科学技术
2006年9月
矿井通风系统稳定性和可靠性研究
仵自连,栗成杰
(平顶山工业职业技术学院,河南平顶山467001)
摘要:结合平煤集团八矿由一水平向二水平延伸,矿井的通风网络系统优化改造,研究其矿井通
风系统的稳定性和可靠性。
关键词:通风系统;稳定性;可靠性
中图分类号:TD724
文献标志码:B
矿井自然风压是矿井通风动力之一,掌握自然
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煤炭科学技术
风压大小和变化规律对保证系统稳定性和充分利用 自然风压有重要意义。根据2002年12月阻力测定 资料,计算出各个系统的自然风压见表5。
表5各通风系统自然风压
2006年9月 表6网络结构合理性系数
5.3通风网络结构合理性研究 通风网络结构的合理性,反映通风系统中为了
为了研究八矿多风机联合运行时,各个系统之 间的相互影响程度,现以方案7n的4个风机系统 和方案8n的2个系统的模拟结果为例,作以下论 证:
在通风网络结构和参数不变(相同)的条件 下,分别改变西二(或北)风井风机或丁一风机 的特性,观察其他风机工况点。
表3的数据是以方案7n为基础,改变西二风 机和丁一风机2种情况进行研究的结果对比。表3 中的原参数即是方案7n的风机工况点。
[6] 方勇华,苟毓龙.微弱信号的探测与识别[J].红外技术,
1997(19)
[7]
nanigan D F.Detection of Org锄ic with Active锄d P鹊sive sen—
sors:A comparision[J].Appl.opL,1986(23).
[8] Lynn D.H[0mand,Ronald J.Pi珏汕,JarrIes B.Bouck spec砌 S咖atures of ch唧ical Agents锄d si舢lates[J].OpL En昏,
1 矿井及通风系统概况
(1)平煤集团八矿设计年产量300万t,1981 年投产,2004年已达到年产量313万t。采用立井 两个水平、大巷、采区上下山开拓方式,采用走向 长壁全部垮落采煤法。该矿为煤与瓦斯突出矿井。 随着矿井技术进步和管理水平的提高,矿井的年生 产能力逐渐加大,目前,一水平储量逐渐减少,为 保证矿井稳产和高产,矿井已在进行二水平设计开 发,生产正向二水平过渡。
4通风系统方案制定与系统模拟
(1)针对通风系统的现状、过渡时期和二水 平生产需求,制定了通风系统方案,分别进行网络 解算和模拟分析。其方案概况见表2。
(2)为了扩大丁一采区的生产能力,将丁一 采区边界向北延长1 000 m,到李口集向斜轴,同 时对采掘工作面的供风标准、风量备用系数和产量 规划也进行修改。为此,又制定了6个通风系统方 案(略),除方案5和6不可行外,对其余4个方 案进行了系统模拟和技术论证。经过方案的安全 性、技术性和经济性比较,认为方案2较优。
式中 卜网络结构合K=理H性N/ 系H数; 风卜—按—需自分然风分风时时系系统统的的压压力力,,PPaa。;
所谓自然分风压力,是指采煤工作面按自然分 风解算,其余所有的用风地点都按实际需风量进行 网络解算,所得到的风机压力;所谓按需分风压力 是指除通风最困难的工作面外,其余的用风地点都 按实际需风量进行网络解算,得到的风机压力。
方案2的具体内容是:矿井最大年生产能力 450万t;新打北回风井,井巷工程659 m左右, 井简直径6.5 m;全矿分西二和丁一两大采区,分 别由北风井和丁一系统担负其通风;原西二回风井 改为进风井;丁一采区考虑向北(下)延1 000 m,(过李口集向斜轴,超过现有井田边界),同时 有丁一、戊一和已一3个采区生产。
文章编号:0253—2336(2006)09一0049—04
Study on the stabmty锄d reUability of IIline ventilati伽system
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万方数据
表2通风系统研究方案概况
方案名称 通风系统现状
内容 现状模拟,求解基础网络数据
过渡时期1 易嚣翥井田边界下的过渡时期,亦即丁一系统容
方案l
方案2 +力。系。3
丁一采区不北延条件下的二水平通风系统,全 矿有丁一和北风井2个系统回风,丁一系统为困 难时期
在方案1基础上,丁一采区北延1 000 m
46700l,现i,l。)
源自文库
矿井通风系统是矿井生产的命脉,其稳定性和 可靠性直接关系到矿井的安全生产,研究矿井通风 系统的稳定性和可靠性,具有特别重要的意义。本 文结合平煤集团八矿生产能力的提高,矿井由一水 平向二水平延伸,矿井所需的风量增加,矿井的通 风网络系统发生变化,研究其矿井通风系统的稳定 性和可靠性。
1985(6).
[9]
Ander∞n M s,zalIniser s M.Proc SPIE 1433 Me鹪uremem of
AtI舯sph甜c c∞es[c].1991.
万方数据
[10] c00perD E,RirisH,V锄derh锄JE.Proc sPml433 Me鹊- ure眦nt of At啪spheric Ga∞s[c].1991I
速不大于额定转速,因而运行较稳定。西二风井风 机特性曲线和系统风阻如图1所示(为出厂曲线,

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图1 西二风井风机特性曲线与目前工作风阻曲线
叶片角小于140)。由图1可见,虽然风机尚有很 多叶片角度可调,但由于系统阻力较大,管网特性 与风机特性匹配较差,其工况点已处在峰值附近, 时有发生喘振的可能。建议降低系统阻力和加快北 风井立项,在l a左右安装好北风井风机,以利矿 井稳产和高产。
方案2的缺点:工程量较大,并造成一定压 煤,使一定的煤量呆滞。
(3)根据综合技术论证,确定了过渡时期通 风系统方案和二水平的通风系统方案。过渡时期仍 保持4个回风井,但丁一系统更换风机,并进行风 机选型;二水平通风系统方案是全矿井有副井、新
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副井、主井和西二4个进风井,有丁一和北风井2 个回风系统,丁一系统的开采边界北延1 000 m, 至李口集向斜轴(若西二风井维护工作量大,也 可关闭西进风井)。
多风机联合工作的矿井通风系统,由于各系统 之间存在公共风路,故一个系统的风量变化会导致 公共段阻力变化,进而影响相邻风机的工况点和风
量分配。因此,在多风机工作系统中系统之间存在 着不同程度的相互影响,即一系统风量和阻力变 化,将会影响相邻系统的风量和风压。其影响程 度,随公共风路的参数和风机能力变化而变化。一 般而言,公共段风路越长、阻力越大,则相互影响 大,风机压力差别越大,影响也越大。
在方案2基础上,保留西二风井。全矿有丁 一、西二和北风井3个风井回风
方案4北嚣嘉柔筹纛黧嚣井0全矿有丁一、
方案5 方案6 +刀。系,7
在已二采区深部打进风井 北风井位置移至北部边界
在过渡时期1的基础上,调整生产布局配风 景。亦即丁一系统容易时期
方案s
方案9 方案7n 方案8n 方案9n
丁兰主嘉言蓑筹翥’调整生产布局配风量。亦即
表3以方案7n为基础的风机工况点
由表3可见,在过渡时期的4个风机系统中, 当西二风机能力降低时,对西一和丁一系统稍有影 响,影响程度随公共段减小而减小,但影响不大; 当丁一系统风机的能力增大,仅对丁一系统稍有影
响,对西二和东风机影响可以忽略。 表4的数据是以方案8n为基础、改变北风机
和丁一风机2种情况进行研究的结果对比。表4中 的原参数即方案8n的风机工况点。
2 二水平矿井通风系统设计的主要依据
(1)设计二水平矿井通风系统的主要依据: ①矿井的最大年生产能力为450万t;②二水平规 划为丁一风井和北风井2个系统;③丁一采区北 延1 000 m,到李口集向斜轴;④北风井位置和井 筒参数:距原西二风井北1 200 m,直径为6.5 m; 井口标高+119 m,井底标高一550 m,井深为669 m;⑤瓦斯涌出量预测与采掘工作面配风标准见 表l。
通风系统网络分析和结构分析表明,八矿的通 风系统除丁一系统受相邻系统影响较大外,其余3 个系统的网络结构较合理。 5.4主要通风机的稳定性问题
目前矿井有4台主要通风机联合运行,其中东 风井和西一风井安装离心式风机,丁一和西二风井 安装轴流式风机。由于目前丁一风井系统阻力较
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万方数据
小,风机压力日<0.9巩。。,叶片角度9≤40。,转
(2)平煤集团八矿目前的通风系统为对角与 分区混合的通风系统。主通风机的工作方式为抽出
式,共布置3个进风井(副井、新副井进风,主 井辅助进风);4个回风井筒(东风井、西一风井、 西二风井、丁一风井)。目前总进风量23 586 m3/min,总排风量23 890 m3/min,总进风比 102.o%,矿井有效风量21 935 m3/min,有效风量 率89.5%,矿井综合等积孔8.82 m2。矿井各采区 总进风比均超过100%,各采区的总进风量大于总 需风量,各采区风量分配合理,能够满足目前采区 生产需要。
表4以方案8n为基础的工况点
由表4可见,在二水平的2个系统中,一个系 统风机的特性变化对另一个系统的影响可以忽略。
通过以上的研究可看出,无论是目前和过渡时 期的4个风机系统,还是二水平时期的2个风机系
万方数据
统,其相互影响均不大。即使在过渡时期,某一系 统关闭与否,也不会对其它系统造成明显影响。 5.2矿井自然风压
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