矿井通风系统评价

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1、第六章矿井通风系统评价6.1矿井通风系统评价的重要性和意义矿井是由多系统（提升运输系统、排水系统、通风系统等）密切配合而组成的复杂统一体，各系统之间相互制约，又相互关联。矿井通风是其中的一个子系统，它既依附又制约于矿井生产主系统。同时与开采煤层的地质赋存、自然条件、开拓开采方法等外部因素密切关联。矿井通风系统是矿井通风动力及其装置、通风网络和通风控制设施的总称。它反映了以各种技术手段输送、调度空气在井下流动，维护矿井正常生产和劳动安全的动态过程。在生产时期其任务是：利用通风动力，以最经济的方式向井下各用风地点供给质优量足的新鲜空气，

2、保证工作人员的呼吸，稀释并排除瓦斯、粉尘等各种有害物质，降低热害，给井下工人创造良好的劳动环境；在矿井发生灾变时，能有效及时地控制风向及风量，并与其它措施结合，防止灾害的扩大，进而消灭事故。矿井通风系统随着矿井生产的进行而不断地发生变化，采掘工作面的推进与接替；采区的准备，投产与结束；矿井开拓延伸等工程的不断进展，使通风系统在网络结构上随时间发生变化。此外，由于采矿活动的影响，通风巷道受压变形甚至冒顶、片帮、底鼓、断面缩小；通风设施受压变形，漏风量增大；各种通风动力设备（主、局部通风机）磨损、锈蚀性能逐渐衰退；矿井自然风压随时间的周

3、期变化，矿车、人员的运行等等，从而使通风系统运行参数发生变化，而且各种参数变化具有随机性。因此，从严格意义上说，矿井通风系统是一个动态的，随机的系统。矿井通风系统具有一定的复杂性。矿井通风系统的优劣，直接关系到矿井的安全生产和经济效益。因此，需要对矿井通风系统的优劣做出正确合理的评价，在矿井通风系统的规划、设计施工和管理工作中都要予以充分的考虑。设计好通风系统、施工好通风系统、管理好通风系统、改造好通风系统。关于矿井通风系统的评价问题，人们已提出了许多种评价指标和方法，有单指标，也有综合指标，有打分法，也有层次分析法等。由于我国煤矿

4、众多，条件千差万别，目前的具体的各种指标和方法都有一定的欠缺之处，因此，如何正确地评价矿井通风系统仍是人们正在研究的一个重要课题。6.2矿井通风系统评价方法的研究发展与现状6.2.1单指标法90年代以前，人们一直沿用简单的单指标评价，常用的单指标有：（1）矿井等积孔A[1]24计算式：A=1.19（m2）（6—1）式中：Q——矿井总风量m3/sh——矿井通风阻力PaR——矿井风阻N.S2/m8对于单风机工作的矿井：A＜1m2（R＞1.42NS2/m8）通风困难A=1~2m2（R=1.42~0.35）中等A＞2m2（R＜0.35＝通风

5、容易此指标适应于单风机通风的矿井，目前还在沿用。对于多风机工作矿井[2]：A=1.19（m2）（6—2）式中：Q总=∑Qi为各风井总风量之和m3/shm=，即各风机系统的通风阻力hi和风量Qi的乘积即通风功率，按风量的加权平均求出的阻力值（Pa）。多风机通风矿井的通风难易程度指标A值，黄元平等人建议的评价界定值初步意见，见[1]表3—19。存在问题：从式（6—2）可见，一个矿井采区越多，即分区通风风机台数越多，即Q总越大，则A值越大。A=1.19但实际情况是，对多风机矿井，A值虽说较大，但不一定通风容易。目前人们的观点是：对于多风机

6、矿井，应按每台风机所单负的系统来分别计算各子系统的等积孔Ai，来分别进行评价。后来有人又提出了矿井有效等积孔Ae[3]：Ae=1.19（m2）（6—3）式中：le——矿井外部漏风率，%；（2）采煤工作面风量合格率Kq[3]：24Kq=（6—4）式中：Gq——风量合格的采煤工作面数Gn——全矿井采煤工作面总数（3）矿井线性风导C1[4]C1=（m3/S.Pa）认为：C1＞0.075时为大风导矿井（通风容易）C1=0.025~0.075中风导矿井（中等）C1＜0.025小风导矿井（通风困难）（4）风量供需比β：β=要求：β=1~1.5（

7、6—6）（5）矿井有效风量率E：E=×100%要求：E≥85%（6—7）（6）主要通风机装置的综合效率η[5]：η=ηf·ηt·ηe（6—8）式中：ηf——风机效率：ηf=ηt——传动效率ηe——电机效率（7）矿井的吨煤风量D[6]：D=86400（m3/t）式中：Qi——第i风机排风量m3/sAW——矿井日产量，t（8）主要通风机吨煤电耗PB[6]：24PB=（KWh/t）（6—10）（9）前苏联用结构法来评价矿井通风系统可靠性的指标γ[7]：γ=（6-11）式中：n——通风网络分支数m——通风网络节点数认为：γ越小，网络联接形式

8、越复杂6.2.2矿井通风系统的模糊综合评判法模糊论是美国著名的控制论专家，加州大学教授Zadeh于1965年提出的。它的发展十分迅速。近年来，它的应用已推广扩展到许多领域，而且越来越受到重视。模糊综合评价是模糊数学的重要内容之一，它的