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肥城矿区衰老矿井通风系统优化及技术改造分析 张连刚 (山东肥矿技师学院,山东肥城271600) 【摘要】衰老矿井通风系统由于生产时间的加长和生产能力的提升,矿井通风系统与原设计相比发生了很大变化。针对存在较为复杂的各种问题和安全隐患,结合矿区衰老矿井通风系统分析其所具有的特点,提出优化改造的方案与解决途径。 关键词肥城矿区;衰老矿井;通风系统优化;改造分析 0概述 肥城矿区已有四十余年的开采历史,随着矿井巷道的加长和产能的增加,矿井需风量猛增、主要通风机性能等要求也相应发生了很大变化。特别是2000年以后,矿井生产量的大幅度增加,新老水平过渡衔接的同时兼顾生产,使矿井通风网络趋于复杂。边远采区和深部水平的生产、个别采区的集中生产等都加大了矿井需风量,使得局部地区出现风量分配和调节困难等问题。矿井总回风巷失修或严重失修,也导致矿井通风阻力升高,严重制约了矿井风量的有效分配。 1矿区衰老矿井通风系统特点 11通风路线长,回风巷道断面小,阻力大 衰老矿井由于开采水平深,工作面都处于矿区的边远地带。通风距离大,回风巷道的服务年限长及受采动影响,矿井的通风阻力大。 1.2井下采场分布不合理,通风系统调控困难 由于衰老矿井采煤工作面的长度短、产量低,为了保证矿井的煤炭产量和效益,通常一个采区布置较多的采煤工作面和掘进工作面。容易引起全矿井风流调控困难、变化大、设施多、内部漏风严重的情况。 1.3矿井生产区域集中,风量分配不合理 由于衰老矿井的生产区域有时会集中在矿井的某一采区或某一翼、某一水平,从而造成井下的供风紧张。 1.4井下的通风设施多,通风系统复杂 衰老矿井井下的通风设施较多,利用已有的井巷实现通风目的是衰老矿井通风经常采用的方法,也使得矿井的通风系统趋于复杂,角联分支和不稳定分支大量存在,给通风管理增添了困难。 1.5矿井主要通风机运转效率低,通风费用高 矿井主要通风机长期处于高负压状态运行,风机的效率普遍较低,耗电大。 1.6矿井漏风严重,井下有效风量利益率低 由于采动的影响,衰老矿井大部分设施安设在回风侧,封闭的采空区、风门、风墙的裂隙都使得井下存在大量的漏风。 2矿井通风系统优化改造解决途径 2.1降低矿井通风阻力 通过风道扩修、增打并联风道、调整风道结构等方式,改变矿井风阻特性曲线,降低阻力,提高风量。特别是对于回风段阻力过高的风网,整修回风侧的巷道可以显著提高矿井的风量。 2.2调整主通风机特性曲线 实施调整主要通风机特性曲线还可以获得很好的经济效益。通过风机电机调速、更换电机、改变电机功率或转数等方式,调整主通风机特性曲线,提高主通风机运行效率。 2.3通风网络调整改造与主通风机调整相结合 改变矿井风阻特性与主通风机特性,获取通风网络与主通风机相匹配的最佳工况点,既保证矿井有足够的通风能力,又实现主通风机的高效运行。矿井通风改造一般是一个综合的过程,包括对井下通风设施的优化。 2.4优化通风网络,更换新型高效主通风机 衰老矿井生产系统和生产布局随着生产水平延深、采场的转移,通风网络结构、风井的负荷都有很大改变。出现的问题有,一是通风网络不合理;二是主通风机运行多年,型号落后。必须进行对主通风机的更换,彻底解决存在问题。 2.5根据矿井水平和采场变化,及时调整网络结构 在两翼风机工况不均衡情况下,肥城矿区采用了利用总回风角联巷道平衡通风的方法,使得两台风机都能发挥各自的能力,取得最佳的平衡效果。 2.6总进风与总回风的风量调整分配 优化布置并尽量减少矿井进风大巷和回风大巷风量分配不平衡现象。采区内系统优化调整,重点解决阻力分布问题,实现采区内部均压通风,以防止自然发火和采空区瓦斯的大量涌出。 2.7通风系统的局部地点,应因地制宜地采取有针对性优秀措施 局部地区通风困难的地点,可以采用安设辅助通风机的方法提高局部区域的风量。实施该方案时必需制定相应的辅助通风机管理措施和监测措施,使用单独的供电线路,并制定紧急停机情况下保障工作面风量,防止瓦斯积聚的措施。 3结论 针对矿井通风系统的实际现状,有规划、有重点、按步骤、分阶段地组织各矿进行通风系统调整改造,围绕通风系统调整优化工作,近年以来全矿区共组织通风阻力测定上百次(矿),建立通风网络模型并模拟解算调整优化方案近百个;完成新掘风道,扩修改造风道,更换主通风机,更换风井的风机电机等措施。通过通风系统优化改造,提高了矿井通风能力;降低了矿井通风阻力,消灭了高负压通风矿井;减少了矿井瓦斯涌出量,为肥城矿区控制重大瓦斯事故创造了有利条件;控制了自然发火事故,保证了正常肥城矿区的安全生产。 参考文献 徐永忻.采矿学M.
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