马路坪矿通风系统优化改造设计的研究

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1、的可靠度，而且不成熟。矿井通风网络中风流分支的可靠性与一般网络（如电力网络）中元件的可靠性有本质区别，因为一般网络中的元件可靠度是各自固有的特性，与其它元件及网络的关联性质无关。而矿井通风网络则不然，根据平衡定律可知，各分支的可靠度不仅要体现自身的属性，而且与其它分支及网络的关联性质都是密切相关的。这正是矿井通风系统可靠性研究的困难之处，对风流稳定性的研究，进展也不大，已有的研究工作也局限于某些特定的典型网络。1.3.3.2矿井通风系统的测量平差优化关于矿井通风系统的测量平差优化研究，基本上无人涉及，测量平差是测绘科学中的术语：矿井通风测量平差是矿井通风系

2、统分析中的新概念。建立矿井通风测量平差优化理论是实现矿井通风系统优化管理和自动控制的需要。随着计算机的推广应用，矿井通风网络优化研究的日趋深入，同时根据生产的需要，无论是定性的系统分析，还是定量的系统研究，都必然由自然分风的研究转向按需分风的研究，由参数求解转向系统优化与控制。矿井通风系统优化与控制决策的前提是必须知道系统的一部分参数，特别是各风流分支的风阻（即巷道的摩擦阻力系数，断面形状、周长、面积和巷道长度等）。通常获取分支风阻值的方法有实测和按相似巷道经验值估算等两种。不通过全面实测而欲求得合理风阻值的可行途径是：尽量利用已有的矿井通风资料（如巷道风

3、量和风机工况参数等）对巷道风阻值进行合理调整，即平差。由于考虑了实际情况，所以风阻平差值具有一定的实用价值，这是建立矿井通风测量平差理论的一个客观依据，如果己知的参数精度较低，甚至是错误数据，那么优化与控制方法再先进，计算结果再精确也是徒劳的，关于提高参数测量精度的研究，过去大部局限于测定，但由于矿井通风系统的复杂多变性，测定时还有随机扰动，所以即使消除了系统误差，随机误差也在所难免。因此须对测定数据进行识别和校正，这是建立矿井通风测量平差理论的又一个客观依据。1.3.3.3矿井通风系统的监测点优化布局采用传统的凭人工统计经验决策对矿井通风系统进行管理的方

4、法越来越不能满足矿井安全开采的要求。实现矿井通风系统的优化管理和自动监控，在系统的适当位置上布置一定数量的监测点，提供必要的数量信息，以反映和估计系统的运行状态，是计算机在线优化管理的一个重要环节。对大规模的复杂系统，确定监测点的数量和位置，既与优化管理有关，又与投资费用有关。对这个问题的研究，至今未见文献报道，国内有少数文献定性分析了测点设置问题，但主要靠经验，往往难以达到最优设置的目的，而且是针对给水管网系统例子。-9-1.3.3.2矿井通风节能风机的重要意义我国金属矿矿井自20世纪50年代开始采用机械通风，但风机的运转效率一直较低。据统计，风机运转效

5、率仅约40%，比设计的风机效率降低一半以上，通风能耗约占矿井总能耗的1/3，通风电费约占通风能耗的70%，大型矿井的风机装机功率高达数千千瓦，年通风电费达数百万元。例如，云南锡业公司地下矿井原风机装机总容量4048kW，矿井通风电耗十分惊人。对矿井通风系统的优化改造和选用K系列风机建立多风机多级机站，在改善了井下作业环境的同时节约了电能，年节电2345万kw·h。造成矿井通风系统能耗高的主要原因是：(1)通风方法和设计手段；(2)风机性能；(3)管理水平。我国矿井通风系统设计多数采用统一的主扇通风系统，漏风系数取得大以及按最困难时期的最大风压选择风机，使选

6、取的风机风压过高，通风系统建成后，由于金属矿矿井开采技术上的特点，致使主扇的工况点风压比设计的风压低得多。我国过去大多数金属矿矿井所使用的70-B2风机属于高、中风压和中流量风机，高效率区多在2000～3000Pa范围内。而金属矿矿井当风量为40～90m3/s时，矿井总阻力多在600～900Pa之间。风机等积孔与矿井通风网络等积孔不匹配，使风机长期在低效率区运转。因此，研究矿井通风节能技术有重要意义。1.3.3.3多风机多级机站多风机多级机站具有显著的优越性，它既可提高矿井有效风量率，又可节省电能消耗。我国自1983年开始该通风技术的试验研究以来，先后有几

7、十个大中型非煤矿井采用此技术，改造原有的通风系统，取得了明显的社会效益和经济效益。所谓多风机多级机站，即是由几级(至少是三级以上)风机站接力地将地表新风直接送到井下作业区，将污风抽排到地表。其需风点的风量调节基本上由风机控制，尽量避免用风窗调节，以提高系统的可控性，使矿井通风系统真正做到按需供风。多风机多级机站的一个显著特点是节能效果好。风机的功率与风量立方成正比：大型风机风量大、风压高、功率消耗大。多级机站采用机站间风机串联及机站内风机并联，这样所选的风机风量小、风压低，故功率也小；还可选用新型高效节能风机，因此，能耗低。实测证明，采用该通风技术改造的矿

8、井，比原采用统一的70-B2主扇通风系统，装机容量可降低1/3～1