02研究报告：多水平老矿井通风系统优化改造技术研究

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1、多水平老矿井通风系统优化改造技术研究研究报告上海大屯能源股份有限公司孔庄煤矿二O—八年一月1绪论1.1孔庄煤矿矿井概况孔庄井田位于大屯矿区东南部，地处江苏省沛县和山东省微山县境内，距矿区生产服务中心10km,距沛县4km,徐州市70km□该矿为立井多水平上下山和主石门分区式开拓，现有两个生产水平:-375m生产水平和・785m生产水平。・375m水平和・785m水平采用上下山联络；现有生产通风的采区有16采区、115水采区、IV1采区，准备采区1114、III5采区，各生产采区均有专用冋风巷。全矿

2、共安排3个采煤工作面（其中：1个综放、1个综采、1个水采面）、1个备用采煤工作面，8个掘进工作面。矿井通风方式为混合式，通风方法为抽出式。主、副井和混合井进风，东风井和南风井冋风的“三进两冋”通风方式。东、南风井风机联合运转：东风井主扇为两台FBCDZ・8・No.28型轴流式对旋通风机，一用一备；配备型号为YBF630S2-8型的异步屯机各1台（两级电机），额定功率均为1120kw,转速为740r/min,主扇运行风叶角度为・2.5。，风机风量约为10400n?/min。风机负压约为2100Pa；

3、南风井主扇为两台FBCDZ-S-No.26型轴流式通风机，一用一备；配备型号为YBF560S2-8型的异步电机各一台，额定功率均为710Kw,转速为740r/min,主扇运行风叶角度为・7.5°，风机风量约为6700m3/min,风机负压约为1720Pao矿井总进风量约15200m3/min，总冋风量约为16200m'/min。2014年9月矿井瓦斯等级鉴定结果为瓦斯矿井。全矿井相对瓦斯涌出量1.7185m3/t、相对二氧化碳涌岀量2.1621m3/t；矿井绝对瓦斯涌出量6.656lm3/min,

4、绝对二氧化碳涌出量8.3741m3/mino1.2矿井通风系统运行状态仿真模拟与优化概述矿井通风系统是由通风动力及其装置、通风井巷网络和通风构筑物等构成的体系总称。矿井通风系统在正常生产吋期，其主要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，保证作业人员呼吸，稀释并排除瓦斯、粉尘等各种有害物质，降低热害，给井下人员创造良好的劳动环境;而在发生灾害事故吋，其能在一定范围内及时、有效地控制风流方向及风量大小,并与其它措施相结合，保证救灾和避灾路线的安全，防止灾害扩大和次生

5、灾害的形成，进而消灭事故。显然，矿井通风系统是否安全稳定、合理可靠地运行，不仅制约着矿井的生产能力、影响矿井的经济效益，而口是直接影响矿井安全生产、防止灾害事故发生和决定矿井抗灾能力的关键因素。因此，生产矿井随着生产系统的不断变化和调整，在合理制定采掘规划的同吋，要求做到必须实时地对矿井通风系统运行状态进行仿真模拟、预测分析与优化控制，按照“缩短风路长度、增加并联风路、扩修通风断面、减小通风阻力、增大通风能力、提高抗灾能力”的原则，力争实现通风系统安全可靠、运行稳定、网络简单、通风经济、风速风质等

6、符合要求目标。矿井通风系统优化的主要目的，是使风机运行与其风网之间正确、合理地匹配，实现通风网络的最优调节和控制，保证通风系统安全、稳定、经济、合理而可靠地运行。由于矿井通风系统是矿井开采犬系统中的一个重要子系统，它既依附着又制约着矿井开采大系统。随着矿井开采的不断发展，采掘工作面投产、推进、收缩和接替，采区准备、投产和接替，矿井开拓延伸等工程亦不断进展，这些生产活动不仅使通风系统在结构上发生变化，而II也使影响系统发展的矿井地质因素如瓦斯地质、地温、煤炭自燃危险性等发生变化。此外，由于采矿活动的

7、影响，矿井通风巷道老化变形、冒顶、通风设施老化和突变，主要通风机发生故障而突然停转等，从而使系统的通风参数发生渐变和突变，这些因素必然要对矿井通风系统的运行状态产生影响，以致造成不利于矿井安全生产或者技术经济不合理的状况。有鉴于此，矿井通风系统优化问题一直以来备受关注，相关研究不断深入。尤其是随着计算机技术的发展和普及，以矿井通风网络分析解算为基础的矿井通风系统优化理论和技术的发展尤为迅速。1.3矿井通风网络分析解算技术研究现状及发展趋势早在20世纪30年代国外就有不少学者相继开始用图解法、几何法

8、和电路模拟法等手段研究和分析通风网络。1931年波兰学者H.Czeczott第一个提岀用几何法计算0型通风网络中各巷道分配的风量；1935年S.Barczyk提出了逐次渐进法；1938年英国的S.Weeks提岀合成风机特性曲线与矿井巷道阻力特性曲线图解简单通风网络的方法；1950年美国的M.Mcllrog和荷兰的W.Maas共同研究出用白炽灯泡做电阻元件的通风网络电气模型以及应用该模型的解算方法；1951年日本京都大学的平松良雄也研制出了一套由许多可调电阻器和数个电源组成的电气模拟