生產(chǎn)礦井的通風(fēng)技術(shù)改造

1、but everyone has forgotten that, no matter how warm and happy, and no matter how spring is approaching, it will also not be able to prevent the coming of the next winter.模板參考（頁眉可刪）生產(chǎn)礦井的通風(fēng)技術(shù)改造 礦井通風(fēng)技術(shù)改造是生產(chǎn)礦井挖潛技術(shù)改造中的一個重要環(huán)節(jié)。我國煤礦的通風(fēng)改造任務(wù)很重，到1982年，全國統(tǒng)配煤礦還有89對礦井通風(fēng)能力不足，另有93對礦井存在著通風(fēng)阻力大、通風(fēng)困難和經(jīng)濟(jì)效益差的問題。這些礦井亟待進(jìn)行調(diào)

2、整和改造才能保證礦井的安全生產(chǎn)。幾年來，我們根據(jù)一些礦井改造的要求，開展了礦井通風(fēng)技術(shù)改造問題的研究和討論，并研究了應(yīng)用電子計算機(jī)進(jìn)行通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的解算與分析。通過對新汶、肥城、鐵法和撫順等局礦的改造工作，取得了一些較好的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效果。1通風(fēng)技術(shù)改造的內(nèi)容在礦井生產(chǎn)技術(shù)改造過程中，要求通風(fēng)環(huán)節(jié)的技術(shù)改造內(nèi)容包括以下幾個方面。1 1解決礦井通風(fēng)能力不足（1） 主要通風(fēng)機(jī)的能力。即在其合理的工作范圍內(nèi)，排風(fēng)能力滿足不了礦井生產(chǎn)的要求，這個指標(biāo)比較明顯，當(dāng)?shù)V井（或某一系統(tǒng)）風(fēng)量確定之后，與風(fēng)機(jī)的排風(fēng)能力相比，即可知道風(fēng)機(jī)的能力是否滿足生產(chǎn)要求。（2） 井巷系統(tǒng)的通過能力（包括各分系統(tǒng)的通過能力）。即在

3、主要通風(fēng)機(jī)的驅(qū)動下，礦井（或某系統(tǒng)）風(fēng)量的通過能力能否滿足生產(chǎn)的要求。井巷系統(tǒng)通風(fēng)能力的大小直接與礦井的等積孔有關(guān)。如礦井的等積孔較小時，要通過一定的風(fēng)量，就會消耗較大的風(fēng)壓，主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓過高，供風(fēng)能力不足，就會造成礦井通風(fēng)困難。在生產(chǎn)礦井的通風(fēng)改造過程中，由于礦井通風(fēng)阻力大而引起通風(fēng)能力不足的問題更為普遍些。因此，要衡量一個礦井的通風(fēng)能力，應(yīng)按以下4個條件來檢驗。在風(fēng)機(jī)的驅(qū)動下，礦井的風(fēng)量能否滿足生產(chǎn)的要求。消耗的風(fēng)壓是否允許，主要通風(fēng)機(jī)的工況是否合理。驗算各風(fēng)道的風(fēng)速是否符合煤礦安全規(guī)程規(guī)定。風(fēng)量調(diào)節(jié)后，礦井風(fēng)量和風(fēng)壓的變化還能否滿足生產(chǎn)的要求。1 2調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)在技術(shù)改造過程中，由于生

4、產(chǎn)的發(fā)展變化、產(chǎn)量的增長及開拓布置的變動，要求調(diào)整礦井和采區(qū)的通風(fēng)系統(tǒng)。生產(chǎn)礦井的通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整，除應(yīng)與礦井設(shè)計有相同的要求之外，還應(yīng)考慮以下幾個問題：（1） 要充分利用原有的井巷系統(tǒng)和通風(fēng)設(shè)備，充分發(fā)揮其潛力，進(jìn)行合理調(diào)整。盡量減少開拓工程和基本建設(shè)項目，減少改造費用。（2） 老礦的井巷要發(fā)生“老化”，其斷面往往達(dá)不到原設(shè)計的規(guī)格，加上巷道失修等問題，礦井的通風(fēng)阻力損失和分布會發(fā)生變化，應(yīng)根據(jù)礦井實際現(xiàn)狀，通過調(diào)查摸清情況，有針對性地進(jìn)行綜合治理。（3） 生產(chǎn)礦井的通風(fēng)系統(tǒng)，往往由于井田范圍大、老空區(qū)多、多水平同時開采等多方面的原因，使礦井通風(fēng)系統(tǒng)的調(diào)整更為復(fù)雜。因此必須合理選擇通風(fēng)方案，驗算

5、通風(fēng)系統(tǒng)和通風(fēng)設(shè)備的通過能力。這就必須要進(jìn)行復(fù)雜的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算和技術(shù)經(jīng)濟(jì)方案比較，從中選取較優(yōu)的方案，以滿足礦井生產(chǎn)的要求。（4） 礦井風(fēng)量計算及其基礎(chǔ)資料是關(guān)系到礦井正常生產(chǎn)、安全條件以及確定井巷斷面和通風(fēng)設(shè)備的選型問題，是礦井通風(fēng)的基本參數(shù)。2技術(shù)改造的幾點做法2 1摸清生產(chǎn)礦井的通風(fēng)現(xiàn)狀，查明問題的關(guān)鍵，挖掘潛力我們在新汶、肥城、鐵法、撫順等局進(jìn)行礦井通風(fēng)改造之前，均首先進(jìn)行了一次通風(fēng)現(xiàn)狀的全面調(diào)查，摸清礦井的通風(fēng)阻力分布、漏風(fēng)情況和風(fēng)機(jī)性能以及其他方面如瓦斯、地質(zhì)、氣候條件、開拓布置等方面資料。找出礦井通風(fēng)能力不足的主要矛盾，進(jìn)而查明解決的途徑，為通風(fēng)技術(shù)改造提供依據(jù)。（1） 查明井巷

6、通風(fēng)阻力的分布。通過巷道通風(fēng)阻力的測定，可以描繪出礦井風(fēng)壓分布圖。這樣在通風(fēng)系統(tǒng)圖上，清晰地分析各區(qū)段通風(fēng)阻力消耗是否合理，這個測定的阻力資料也是礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算時的基礎(chǔ)資料。（2） 查明漏風(fēng)狀況。礦井漏風(fēng)分兩個方面：一是外部漏風(fēng)，即井口、風(fēng)機(jī)裝置等部位的漏風(fēng)，按設(shè)計規(guī)范規(guī)定，應(yīng)不超過10%15%，但我國礦井目前均在20%以上。而帶有提升設(shè)備的礦井，如鐵法的曉明、大隆等礦，利用箕斗井作回風(fēng)，其漏風(fēng)率均在30%35%以上，個別在50%以上。應(yīng)加強(qiáng)封閉，改進(jìn)井口密封結(jié)構(gòu)。二是內(nèi)部漏風(fēng)，即采空區(qū)，煤柱和通風(fēng)建筑物的漏風(fēng)。由于通風(fēng)設(shè)計不合理，通風(fēng)建筑物位置與結(jié)構(gòu)以及管理等問題，使礦井的有效風(fēng)量達(dá)不到通

7、風(fēng)質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)。（3） 查明風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況，提高主要通風(fēng)機(jī)裝置的綜合效率。我國煤礦主要通風(fēng)機(jī)的使用效率比較低，一般在50%60%，個別僅有20%30%。其原因：設(shè)備陳舊，效率低。風(fēng)機(jī)選型不合理，與通風(fēng)系統(tǒng)不匹配，造成大馬拉小車，使電耗增大。特別是大風(fēng)量通風(fēng)機(jī)的高效率區(qū)均在高風(fēng)壓區(qū)（在30003500pa）以上，對等積孔大的大型礦井，很難進(jìn)行通風(fēng)機(jī)的選型。通風(fēng)機(jī)的附屬裝置阻力大、效率低。尤其是風(fēng)峒的設(shè)計，斷面過小，拐直角彎，會引起較大的局部能量損失。通過礦井通風(fēng)現(xiàn)狀的調(diào)查，可以掌握礦井通風(fēng)技術(shù)改造要解決的問題，針對這些問題采取適當(dāng)措施，滿足生產(chǎn)發(fā)展的要求。2 2根據(jù)生產(chǎn)實際，合理安排采掘部署，均衡

8、生產(chǎn)，充分發(fā)揮各個系統(tǒng)的通風(fēng)能力，改善礦井通風(fēng)條件礦井通風(fēng)系統(tǒng)的布置是緊密結(jié)合開拓布置的，因此在制定礦井生產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃、開拓布置和安排采掘銜接關(guān)系時必須考慮該系統(tǒng)的通風(fēng)能力，統(tǒng)籌安排，達(dá)到綜合平衡。但在生產(chǎn)過程中，由于地質(zhì)條件和生產(chǎn)部署，常會造成出現(xiàn)兩翼生產(chǎn)的不均衡，有時產(chǎn)量集中于某一翼或某一采區(qū)，則要求加大定地區(qū)的通風(fēng)強(qiáng)度，而另一翼則不能充分利用。因此要求礦井在安排生產(chǎn)時，要考慮各個系統(tǒng)的通風(fēng)能力，進(jìn)行采掘布置時，盡量達(dá)到均衡生產(chǎn)，這樣來發(fā)揮各個系統(tǒng)的通風(fēng)能力，改善礦井通風(fēng)條件。23 通風(fēng)技術(shù)改造方案的編制針對生產(chǎn)礦井通風(fēng)存在的問題，結(jié)合不同時期的生產(chǎn)發(fā)展，可以編制多種技術(shù)改造措施的通風(fēng)方案，

9、經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，最后確定較優(yōu)的通風(fēng)改造方案。在編制改造方案時，應(yīng)注意以下幾方面的問題：（1） 通風(fēng)系統(tǒng)的布置要緊密結(jié)合礦井開拓布置，因此要結(jié)合礦井生產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃和采掘部署來編制通風(fēng)方案。例如，可按“六五”、“七五”等不同時期布置通風(fēng)系統(tǒng)，或按不同水平，并且按每個水平不同區(qū)域（如走向范圍大的礦井）來布置通風(fēng)系統(tǒng)。對于每一時期應(yīng)該針對通風(fēng)的問題采取多種技術(shù)改造措施，編制盡可能多的方案來進(jìn)行比較。例如，對新汶孫村礦的改造，分為現(xiàn)階段的生產(chǎn)系統(tǒng)、過渡到下水平的過渡時期以及深水平（一600m水平和一800m水平）3個不同時期，每個時期根據(jù)不同要求又編制了幾個方案，總共有21個方案來進(jìn)行比較。這樣對礦井當(dāng)

10、前和長遠(yuǎn)的通風(fēng)情況有個較全面認(rèn)識。從而取得了較好的經(jīng)濟(jì)效果。（2） 生產(chǎn)礦井的改造要充分利用原有的通風(fēng)系統(tǒng)、井巷和通風(fēng)設(shè)備，或加以適當(dāng)改造。這樣的改造項目一般說來投資少、工期短、見效快。如老虎臺礦東翼排風(fēng)井的通風(fēng)能力有限，目前主要生產(chǎn)水平在一540m水平，回風(fēng)水平為一505m，回風(fēng)流全靠一505m總回風(fēng)經(jīng)風(fēng)井排出地面，勢必造成東翼消耗負(fù)壓更高。而礦井東翼一430m與一330m風(fēng)道維護(hù)均較完好，可作東翼并聯(lián)回風(fēng)，以減輕排風(fēng)井自一505m一330m的負(fù)擔(dān)，有利于東翼風(fēng)壓的下降。（3） 在核定通風(fēng)能力時，要留有余地，選取一定的備用系數(shù)。由于礦井的產(chǎn)量的波動、采區(qū)的更替、地質(zhì)條件的變化等因素，要求在編

11、制技術(shù)改造方案，進(jìn)行通風(fēng)能力核定時，應(yīng)留有一定的備用量，但備用量太大會造成財力、物力上的浪費。對于新礦井或發(fā)展礦井備用系數(shù)更大些，例如中小型低瓦斯礦井可取10%15%的備用系數(shù)，大型高瓦斯深井可取15%20%的備用系數(shù)。對于一些老井或衰老礦井，可以不考慮備用系數(shù)。24 應(yīng)用電子計算機(jī)進(jìn)行通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算和分析各個通風(fēng)方案要進(jìn)行驗算其通風(fēng)能力，分析其通風(fēng)效果，這就需要進(jìn)行礦井的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算工作。我們編制了algol60和fortran語言的有多種功能的計算機(jī)程序，包括有：（1） 風(fēng)量自然分配程序。這個程序是采用hcross迭代法，在網(wǎng)孔選擇方面應(yīng)用了圖論中關(guān)于最小樹的理論而編制的。程序可用于解算存在

12、自然風(fēng)壓、固定用風(fēng)量的多臺風(fēng)機(jī)的網(wǎng)絡(luò)解算，可以求算各分支巷道的風(fēng)量自然分配和風(fēng)機(jī)工況。（2） 風(fēng)機(jī)選優(yōu)程序。在風(fēng)量自然分配程序的基礎(chǔ)上編制風(fēng)機(jī)選優(yōu)程序。程序數(shù)據(jù)庫內(nèi)已列有國產(chǎn)70b2、4-72、4-73和9-57系列等各個個體曲線的參數(shù)，即各臺風(fēng)機(jī)的風(fēng)量q和風(fēng)壓h及效率的3個數(shù)值組。根據(jù)礦井（或各個風(fēng)機(jī)系統(tǒng)）的風(fēng)量要求，程序可以自己選出功率消耗最小的風(fēng)機(jī)，并在該風(fēng)機(jī)驅(qū)動下，求出各風(fēng)道分支的風(fēng)量分配。（3） 礦井風(fēng)量優(yōu)化調(diào)節(jié)程序。根據(jù)現(xiàn)場的風(fēng)流調(diào)節(jié)方法，以最大風(fēng)壓路線為基準(zhǔn)，而在其他風(fēng)流的風(fēng)路系統(tǒng)中加調(diào)節(jié)風(fēng)窗來控制。這種方法常使礦井風(fēng)壓普遍增大。造成通風(fēng)運(yùn)營費用的不合理，有時還會出現(xiàn)礦井風(fēng)量不足

13、的問題。較好的調(diào)節(jié)方法應(yīng)該是把較低風(fēng)壓路線的風(fēng)壓調(diào)上去的同時，便高壓路線的風(fēng)壓盡量降下來。其辦法是在礦井的回風(fēng)區(qū)尋找有流入最大風(fēng)壓路線的風(fēng)道，在這個風(fēng)道上設(shè)置調(diào)節(jié)風(fēng)窗，截流一部分風(fēng)量流入最大風(fēng)壓路線內(nèi)，從而降低最大風(fēng)壓路線的風(fēng)壓。我們已編制了計算機(jī)程序，可以自動編排各條風(fēng)流路線，尋找合適的調(diào)節(jié)風(fēng)道位置，計算調(diào)節(jié)量大小，又使調(diào)節(jié)后的通風(fēng)能耗達(dá)到最小。3通風(fēng)系統(tǒng)的評價礦井通風(fēng)系統(tǒng)的技術(shù)改造，就是要使礦井改造后有一個良好的滿足生產(chǎn)的通風(fēng)系統(tǒng)，一個良好的通風(fēng)系統(tǒng)常用“安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理”來衡量，對此我們作些粗略的分析。3 1通風(fēng)系統(tǒng)的安全可靠性（1） 通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。從礦井通風(fēng)系統(tǒng)可靠性的要求來看，

14、保證通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是一個重要方面。對于影響風(fēng)流穩(wěn)定的問題，目前討論較多的是通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)時相互影響問題。前者對單角聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中提出了角聯(lián)分支風(fēng)流穩(wěn)定的判別式，但對雙角聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中角聯(lián)風(fēng)道的風(fēng)流方向就有9種情況及其判別式，這些判別式均相當(dāng)繁瑣，很難在實際工作中應(yīng)用，而井下實際的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)比雙角聯(lián)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜得多。同樣對多臺機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)也提出了對風(fēng)機(jī)性能的要求和穩(wěn)定條件。得與復(fù)雜的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系在一起的分析也較困難。為了提高通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)流的穩(wěn)定性，要求在通風(fēng)系統(tǒng)布置時盡量采取分區(qū)并聯(lián)系統(tǒng)，減少角聯(lián)風(fēng)道。另外在日常管理中要加強(qiáng)控制，防止風(fēng)流反向與短路，現(xiàn)提出以下一些具體作法。全礦通風(fēng)系統(tǒng)要盡量布置成

15、集中入風(fēng)，分區(qū)式獨立通風(fēng)系統(tǒng)。多風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)時，各系統(tǒng)的回風(fēng)道應(yīng)該獨立，如果回風(fēng)道有相聯(lián)時，則必須用風(fēng)門隔開，防止相互影響。通風(fēng)系統(tǒng)布置時，要盡量減少入風(fēng)風(fēng)路的通風(fēng)阻力，盡量早分風(fēng)，有早于主要通風(fēng)機(jī)工作的穩(wěn)定。采區(qū)最好由1個石門集中入風(fēng)。防止其聯(lián)絡(luò)道中風(fēng)流停滯或不穩(wěn)定而引起瓦斯積聚事故?；夭晒ぷ髅鎽?yīng)采用獨立通風(fēng)，同一采區(qū)內(nèi)的上下階段和鄰近煤層盡量不同時回采，這樣可以減少角聯(lián)風(fēng)路和防止進(jìn)回風(fēng)流的干擾。要加強(qiáng)通風(fēng)設(shè)施的質(zhì)量管理。礦井的主要風(fēng)門應(yīng)設(shè)2道，防止同時啟開。調(diào)節(jié)風(fēng)窗和風(fēng)門的位置盡量不設(shè)在影響風(fēng)流方向改變的危險風(fēng)道上。盡量用繞道代替風(fēng)橋，保證通風(fēng)的可靠性。在有自然風(fēng)壓影響的井筒區(qū)域，要通過計

16、算對部分井筒進(jìn)行控制，加強(qiáng)主要通風(fēng)機(jī)對這一區(qū)域的作用能力，抵御自然風(fēng)壓的影響，保證風(fēng)流穩(wěn)定。要定期檢查和驗算角聯(lián)風(fēng)道的風(fēng)流穩(wěn)定性，進(jìn)行調(diào)節(jié)，使角聯(lián)風(fēng)道兩端的風(fēng)壓差有一定的數(shù)值，以保證其穩(wěn)定性。（2） 通風(fēng)系統(tǒng)的抗災(zāi)能力。礦井通風(fēng)系統(tǒng)的安全性有時以礦井通風(fēng)系統(tǒng)的抗災(zāi)能力表示。其表現(xiàn)為：在正常生產(chǎn)條件下，有較完善的通風(fēng)設(shè)施和可靠的通風(fēng)制度，而一旦發(fā)生事故時，有較好的防止事故擴(kuò)大和控制風(fēng)流的應(yīng)急措施，有可靠的安全出口、避災(zāi)路線和其他措施。因此在布置礦井通風(fēng)系統(tǒng)時，應(yīng)注意以下幾個方面的問題。通風(fēng)系統(tǒng)要盡量采用分區(qū)獨立通風(fēng)，減少角聯(lián)風(fēng)道，保證生產(chǎn)時期的風(fēng)流穩(wěn)定，而一旦發(fā)生事故時其相互干擾小，使事故控制在

17、本系統(tǒng)范圍內(nèi)。通風(fēng)系統(tǒng)要簡單、單一。盡量減少通風(fēng)建筑物設(shè)施，可以減少漏風(fēng)和防止啟開時影響風(fēng)流不穩(wěn)定等問題。在布置通風(fēng)系統(tǒng)時，必須要考慮事故發(fā)生后有可靠的安全出口和避災(zāi)路線，在發(fā)生事故時，應(yīng)能根據(jù)事故的位置和性質(zhì)來調(diào)節(jié)和控制風(fēng)流，使災(zāi)區(qū)的工作人員能安全撤走。32通風(fēng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)合理性礦井通風(fēng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)合理性是在技術(shù)可靠性的基礎(chǔ)上，如何使礦井通風(fēng)達(dá)到較好的經(jīng)濟(jì)效益。（1） 提高通風(fēng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。礦井通風(fēng)費用中主要通風(fēng)機(jī)的電耗占有很大的比重，如何降低主要通風(fēng)機(jī)的電耗有以下幾點做法。在多臺風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)時，當(dāng)?shù)V井的總風(fēng)量為一定值時，為了使各系統(tǒng)主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的功率消耗最小的必要條件是各分風(fēng)系統(tǒng)的風(fēng)壓消耗

18、相等。因此在布置通風(fēng)系統(tǒng)時，安排采區(qū)、風(fēng)量分配及井巷斷面設(shè)計等方面，最終能使各分系統(tǒng)的風(fēng)壓消耗達(dá)到相等，以實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。優(yōu)選主要通風(fēng)機(jī)。采用我們編制的主要通風(fēng)機(jī)選優(yōu)程序，使選出的風(fēng)機(jī)能滿足礦井風(fēng)量的要求，運(yùn)轉(zhuǎn)在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)，又達(dá)到運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)費用最小。風(fēng)道的優(yōu)化斷面與優(yōu)化風(fēng)速。根據(jù)風(fēng)道的井巷開鑿費用、通風(fēng)電費、通過的風(fēng)量大小和服務(wù)年限，可以確定最優(yōu)斷面。按萍鄉(xiāng)巨源礦熊家山斜井的資料可知：當(dāng)排風(fēng)量為60m3/s時，最優(yōu)斷面為10m m2；排風(fēng)量為80m3/s時，最優(yōu)斷面為13 m2。從求得的最優(yōu)斷面和流過的風(fēng)量，就可以算出它的經(jīng)濟(jì)風(fēng)速約為6m/s，基本吻合。因此，我們認(rèn)為，對于一些服務(wù)年限長的主要風(fēng)道，在設(shè)計其斷面時，應(yīng)當(dāng)用經(jīng)濟(jì)風(fēng)速來驗算。（2） 礦井風(fēng)壓與等積孔。礦井風(fēng)壓與等積孔是衡量礦