对煤矿角联巷道通风系统优化问题的研究分析

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对煤矿角联巷道通风系统优化问题的研究分析
【摘要】根据高河矿的两固风井,有较大的通风负压,同时根据现在的矿井通风的具体情况和存在的问题,实际地对矿井的阻力分布做了实际测量和分析,同时在确定了影响矿井风量的分配情况的主要因素后,以这些主要因素为切入点,结合实际情况进行分析,得出了本矿井通风系统的优化思路,同时对该系统进行了优化,使通风系统安全可靠运行和确保主通风机得以安全和经济运行。

【关键词】煤矿;角联巷道;通风系统;优化
1 矿井通风系统简介
1.1角联巷道通风系统的状况
高河矿井按通风区域来看,有二类:中央回风井通风区域和小庄回风井通风区域。

前者共布置3个掘进预抽面,1个回采备用面为E1302工作面和3个掘进工作面,其中3个预抽面包括:E1305回风顺槽预抽、E1305辅助运输顺槽预抽、+450m水平北翼胶带输送机大巷预抽,3个掘进工作面则分别是:E1305瓦斯排放巷掘进、E1305胶带运输顺槽掘进和+450m水平北翼回风东大巷掘进。

相对于高河矿井,小庄矿井区域同样布置有3个预抽取面的同时也布置了3个掘进面,而不同的是小庄通风区布置了一个W1303的综采面,分别为:+450米水平南翼东回风大巷掘进、+450m水平南翼胶带输送机大巷掘进、+450m水平南翼进风大巷预抽、W1305回风顺槽预抽、W1305瓦斯排放巷掘进。

1.2通风系统的阻力状况分布
本着不影响矿井的安全与稳定,为了在了解了矿区通风系统的各项参数和阻力分布之后,对于矿井通风系统能够更加安全可靠的运行提出有益的意见和优化方案,2013年11月3日—4日,笔者对高河煤矿的矿井通风系统的风量和阻力做了全面的调研,同时确定了四条测量路线。

在采用了井下实地测量思路以后,对通风系统的阻力分布,井下主要风门的漏风情况等有了一个全面的了解,记录下各个井巷的摩擦系数和风阻,发现井下的阻力相对较大,并进一步分析了出现这一情况的原因,这一系列的研究为全面改造矿井通风系统提供了可靠的数据。

具体的通风阻力和沿程阻力见图1。

2 问题与现状
2.1通风系统的问题
通过对井下实际情况的考察,并通过各种参数进行分析,总结了矿井通风系统的几大主要问题是:
1)东三采区和东二采区实行的是并联方式进行通风,然而,东二1#进风的石门进风量不足,就像木桶效应,这使得东三釆区的进风量受到了严格的限制;同时,东三区风量利用率偏低是由于东三采区上面原有的久通风系统还未拆除使得漏风现象严重造成的。

更不利的是,东三采区下部采用的通风系统是三进一回的形式,使得进风量大而回风量小,使得在东三采区内的回风阻力大,严重地限制了该区域的通风量。

2)当各处的风汇合,就会形成风量的汇合处,在这个汇合处的风量骤然增大,如果汇合处的断面相对太小,就会使得通风阻力较大,从而增加整个采区的通风阻力,而东三区恰恰有一个这样的汇合处,这使得东三区的通风系统雪上加霜。

3)同样是木桶效应,西三采区的11槽一处的断面仅只有4.2m2,有较高的风速和较大的阻力,严重影响了西三采区的供风量。

4)在整个通风系统都面临巨大压力的情况下,所有通风口都不得不全力以赴,主、副和第二副井作为东二采区的主要进风口自然首当其冲已经趋近饱和,但是下部掘进局扇的开启直接影响到了东二采区13槽的进风量。

5)从实地考察的数据很容易看出,东翼采区的风阻较大,但是又无法轻易调整风机的叶片角度,减小由于风量不足带来的压力,这是因为调整工况点位于风机“驼峰”区域附近的风机的叶片角度,风机喘振现象就很可能发生,进一步限制了东三采区的发展。

2.2通风机状况
在整个高河矿区,主要划分为东一盘区,西一盘区,西二盘区,而作为整个矿区承担通风任务的中央回风井和小庄回风井,小庄回风井主要负责西一盘区,而中央回风井主要负责东一和西二盘区的通风任务。

中央风井通风系统和小庄风井通风系统中的风机的主要参数如下表1-1所示:
3 计算机结果和模拟的计算的比对
矿井通风系统及其节点位置如附图1所示。

根据2011年3月北京煤海精卫科技有限公司的“山西高河能源有限公司矿井通风阻力测定报告”,对矿井通风系统风流分布现状进行模拟,模拟结果如附表1所示。

根据附表1的情况,我们建立了特定区域内实测风量和模拟风量的对比表,具体地可以详见表1-2。

从表中我们可以清楚的看出各个风量的走向。

4 结束语
经过我们对此通风系统进行优化以后,我们发现无论是在进风量上,还是在通风效果上都取得了良好的效果,从经济价值和社会效益都有稳步的提高,我们在今后的工程中要不断地根据实际情况,调整通风系统,以满足工程实际的需要,为企业的可持续发展创造更大的效益。

【参考文献】
[1]朱敏.王坪矿通风系统优化改造研究[D].辽宁工程技术大学2012.
[2]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.
[3]张国军.高瓦斯矿井五阳煤矿通风系统优化技术研究[D].首都经济贸易大学2013.。