通風(fēng)科技成果

礦井通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與應(yīng)用鑒定材料臨沂礦業(yè)集團邱集煤礦2023年四月名目1、鑒定大綱2、打算任務(wù)書3、工作報告4、技術(shù)爭論報告5、社會經(jīng)濟效益分析報告6、用戶使用報告-1-礦井通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與應(yīng)用鑒定大綱臨沂礦業(yè)集團邱集煤礦2023年四月-2-礦井通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與應(yīng)用鑒定大綱一、鑒定條件《礦井通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與應(yīng)用》工程是臨沂礦業(yè)集團公司2023年度科技打算，由山東省邱集煤礦爭論實施，經(jīng)過應(yīng)用測試，各項性能指標均到達設(shè)計要求。目前，技術(shù)文件已經(jīng)齊全，應(yīng)用后效果明顯才，具備了鑒定條件。特申請鑒定。二、工程2023年議鑒定六、鑒定內(nèi)容12、評價系統(tǒng)是否科學(xué)、合理、先進。31、打算任務(wù)書；2、工作報告；3、技術(shù)爭論報告；4、經(jīng)濟效益分析報告；5、用戶使用報告。-3-八、鑒定程序八、鑒定程序1、成立鑒定委員會；2、爭論并通過鑒定大綱；3、工程完成單位向鑒定委員會匯報爭論開發(fā)狀況；4、專家質(zhì)疑；5、專家評議，通過鑒定意見；6、專家、評委簽字。鑒定委員會2023年四月-4-編號類別-4-編號類別劃2023年科學(xué)技術(shù)工程計劃任任務(wù)書工程名稱：礦井通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與應(yīng)用負責(zé)單位：起止年限：臨沂礦業(yè)集團邱集煤礦2023工程名稱：礦井通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與應(yīng)用負責(zé)單位：起止年限：臨沂礦業(yè)集團邱集煤礦20235月～20234月-5-國內(nèi)外概況、水平和進展趨勢及專利狀況：礦井通風(fēng)技術(shù)是治理煤礦瓦斯、煤塵及火災(zāi)的根底，合理高效的礦井通風(fēng)系統(tǒng)是煤礦安全生產(chǎn)的根本保障。隨著科學(xué)技術(shù)的進展，煤礦生產(chǎn)機械化程度的提高，礦井開采規(guī)?？焖贁U大，通風(fēng)線路隨之增加，通風(fēng)阻力增加，國內(nèi)外概況、水平和進展趨勢及專利狀況：礦井通風(fēng)技術(shù)是治理煤礦瓦斯、煤塵及火災(zāi)的根底，合理高效的礦井通風(fēng)系統(tǒng)是煤礦安全生產(chǎn)的根本保障。隨著科學(xué)技術(shù)的進展，煤礦生產(chǎn)機械化程度的提高，礦井開采規(guī)?？焖贁U大，通風(fēng)線路隨之增加，通風(fēng)阻力增加，工作面配風(fēng)困難，通風(fēng)難度相應(yīng)增加。合理的通風(fēng)設(shè)計與系統(tǒng)優(yōu)化，能有效保證礦井的高效、持續(xù)進展。礦井通風(fēng)技術(shù)經(jīng)受過較長的進展過程。約在1640年，人們開頭把進風(fēng)和回風(fēng)路線分開，以利用自然通風(fēng)壓力進展礦井通風(fēng)。為了加大通風(fēng)壓力，1650年在回風(fēng)路線上設(shè)臵火筐，1787年又在回風(fēng)路線上設(shè)臵火爐，給回風(fēng)風(fēng)流加熱。1898年電力初20世紀40年月以來，各種大功率主通風(fēng)機相繼投入使用。本世紀50年月以來，我國礦井通風(fēng)理論與技術(shù)爭論取得了飛速進步，如：(1)對井巷通風(fēng)阻力進展了廣泛的爭論與測定；(2)建立了各類作業(yè)面紊流傳質(zhì)方程及污染物濃度分析計算方法，為風(fēng)量計算方法供給了理論依據(jù)；(3)應(yīng)用電子計算機計算和分析簡單通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，為礦井通風(fēng)系統(tǒng)分析供給了為礦井通風(fēng)系統(tǒng)分析供給了有效的方法；⑷深井熱源、空氣與圍巖熱交換和礦井熱環(huán)境掌握理論與技術(shù)有較大進展，初步形成礦內(nèi)熱力學(xué)理論體系；⑸開展了露天礦通風(fēng)理論與技術(shù)的爭論。我國礦井從50年月開頭逐步建立機械通風(fēng)系統(tǒng)。60年月，建立分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)和棋盤式通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，70年月，消滅梳式通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)、爆堆通風(fēng)，推廣地溫預(yù)熱技術(shù)及云錫的排氡通風(fēng)閱歷等。進入80風(fēng)系統(tǒng)。60年月，建立分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)和棋盤式通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，70年月，消滅梳式通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)、爆堆通風(fēng)，推廣地溫預(yù)熱技術(shù)及云錫的排氡通風(fēng)閱歷等。進入80年月，我國礦井通風(fēng)技術(shù)以節(jié)約能耗為中心有了比較快的進展，取得的主要成就有：高效節(jié)能風(fēng)機的研制與推廣；多風(fēng)機多級機站通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用；礦井通風(fēng)網(wǎng)路的節(jié)能技術(shù)改造；建立礦井通風(fēng)計算機治理系統(tǒng)和井下風(fēng)流調(diào)控技術(shù)與手段的完善等。-6-主要爭論、試驗內(nèi)容、目標、技術(shù)關(guān)鍵及主要技術(shù)經(jīng)濟指標主要爭論、試驗內(nèi)容、目標、技術(shù)關(guān)鍵及主要技術(shù)經(jīng)濟指標〔目標要具體，包括階段目標和最終目標〕：一、工程主要爭論內(nèi)容：隨著礦井開采技術(shù)的進展，煤礦生產(chǎn)機械化程度風(fēng)難度相應(yīng)增加。礦井現(xiàn)有通風(fēng)已經(jīng)不能滿足需求，對礦井通風(fēng)系統(tǒng)進展優(yōu)化設(shè)計改造，從而降低礦井通風(fēng)阻力，提高風(fēng)機運行質(zhì)量，增加風(fēng)量，以滿足礦井目前及后期生產(chǎn)需求。二、工程爭論的目標：1、簡化礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)；2、合理規(guī)劃礦井通風(fēng)設(shè)施，盡量使礦井風(fēng)流進展自然安排，削減礦井通風(fēng)設(shè)施數(shù)量，降低礦井通風(fēng)阻力；3、合理配備礦井通風(fēng)量，有效的稀釋、排出井下生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的瓦斯、煤塵及其他有毒有害氣體；4、降低礦井通風(fēng)阻力，為優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)供給條件，使礦井通風(fēng)到達經(jīng)濟合理的要求。三、工程爭論技術(shù)關(guān)鍵主要表現(xiàn)在：通過對主通風(fēng)機、地面風(fēng)硐的改造及井下通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化，提高主通風(fēng)機工作效率，降低礦井阻力，增加礦井風(fēng)量。四、主要經(jīng)濟技術(shù)指標：1、隨著西五采區(qū)開采范圍的擴大、加深，通風(fēng)阻力隨之加大，打算在西五建一風(fēng)井，以滿足西五采區(qū)的正常生產(chǎn)，估量投資1000余萬元，經(jīng)過優(yōu)化改造，通風(fēng)力量完全可以滿足西五采區(qū)的開采延長，節(jié)約投資1000余萬元。2、主要通風(fēng)機年耗電量由系統(tǒng)改造前的499.63萬kW〃降至449.4h/a萬kW〃h/a，年節(jié)約電費20萬元。3、由于通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，確保了礦井穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)。承受的爭論、試驗方法和技術(shù)路線〔包括工藝流程〕：首先對礦井通風(fēng)系統(tǒng)阻力進展測定，找出高阻力區(qū)域，據(jù)此制定通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化方案，并組織實施。其次，結(jié)合礦井中長期進展規(guī)劃，礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化與開拓布局調(diào)整相結(jié)合，分析通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀及將來的風(fēng)量需求技術(shù)成果主要應(yīng)用領(lǐng)域為井工煤炭開采，適用于正常生產(chǎn)礦井的通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化，具有廣泛的推廣應(yīng)用范圍。在礦井通風(fēng)困難時期簡單通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化方面有所創(chuàng)。1、課題爭論方法理論爭論與現(xiàn)場實際優(yōu)化操作相結(jié)合的方法2、課題爭論的技術(shù)路線明確課題爭論理論根底――制定爭論方案――工作面現(xiàn)場操作――依據(jù)理論根底對現(xiàn)場實際操作進展整-8-現(xiàn)有技術(shù)根底及條件〔包括本課題做了哪些工作和現(xiàn)有儀器設(shè)備條件等〕：本爭論課題是在礦領(lǐng)導(dǎo)親自指導(dǎo)下立項的，并擔(dān)當課題組負責(zé)人，負責(zé)組織協(xié)調(diào)整個爭論工作。他們深刻生疏到礦井通風(fēng)是礦井各生產(chǎn)環(huán)節(jié)中最根本的一環(huán)，它在礦井生產(chǎn)期間占有格外重要的地位。要想提高礦井效益，實現(xiàn)高產(chǎn)高效，必需走科技創(chuàng)優(yōu)先進展科技的道路。對于邱集煤礦來說，井下地質(zhì)條件簡單，礦井通風(fēng)路線長、阻力大，通風(fēng)設(shè)施老化，在這種艱苦的環(huán)境下，簡化礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，合理規(guī)劃礦井通風(fēng)設(shè)施，合理配備礦井通風(fēng)量，降低礦井通風(fēng)阻力，為優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)供給條件，使礦井通風(fēng)到達經(jīng)濟合理的要求。為以后的類似開采條件供給有價值的借鑒依據(jù)。在礦領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，邱集煤礦組織了一批有豐富究及工程實施工作。-9-地點：試驗規(guī)模和進度安排：本工程主要爭論地點在山東省邱集煤礦進展。工程爭論進度安排如下：2023.05~2023.22023.11~2023.2對地面風(fēng)硐、主風(fēng)機進展改造階段；2023.5~2023.10對井下通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造調(diào)查爭論階段；2023.12~2023.1對井下通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造階段；2023.1~2023.2為通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造數(shù)2023.3~2023.4為爭論報告撰寫階段。-10-擔(dān)當單位和主要協(xié)作單位及分工〔包括爭論、研制、試驗各階段的各單位得分工和擔(dān)當?shù)呢?zé)任〕：本工程由山東省邱集煤礦與山東省泰安大成防爆電機擔(dān)當。邱集煤礦負責(zé)工程的立項、改造方案制定及井下系統(tǒng)的改造實施工作。山東省泰安大成防爆電機負責(zé)主通風(fēng)機集中器的改造實施工作。-11-經(jīng)費概算〔包括總概算和分年度預(yù)算的工程和費用及歸還經(jīng)費和年度〕:本工程使用經(jīng)費72.70萬元整。具體支出及依據(jù)如下表序號12345678910〔萬元〕0.5026.106.1040.00計算依據(jù)收集資料、調(diào)研出差優(yōu)化設(shè)計改造支出改造支出購臵設(shè)備合計72.70臨沂礦業(yè)集團邱集煤礦財務(wù)科-12-需要增加的主要設(shè)備、儀器〔名稱、規(guī)格型號、數(shù)量〕和材料：-13-課題負責(zé)人〔單位、姓名、職務(wù)、職稱、聯(lián)系〕：武善元臨礦集團邱集煤礦高級課題工作人員〔單位、姓名、職稱、職務(wù)、聯(lián)系〕：李存祿杜建華韓長海徐慶國孟凡全閆之喜臨礦集團邱集煤礦臨礦集團邱集煤礦臨礦集團邱集煤礦臨礦集團邱集煤礦臨礦集團邱集煤礦臨礦集團邱集煤礦采礦工程師技術(shù)員助理工程師助理工程師技基層單位、負責(zé)人審查意見〔指所室、院系、廠礦基層負責(zé)人等〕：負責(zé)人〔簽名、蓋章〕-14-上報任務(wù)書單位、負責(zé)人審查意見〔有學(xué)術(shù)委員會者應(yīng)附其審查意見〕∶負責(zé)人〔簽名、蓋章〕主管部門審查意見：〔公章〕-15--16-礦井通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與應(yīng)用工作報告一、課題提出礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成局部，擔(dān)負著連續(xù)不斷地向井下供給穎空氣，排出有毒有害氣體，保證礦井和作業(yè)人員生命安全的重要任務(wù)，全部礦井的通風(fēng)系統(tǒng)都必需符合?系統(tǒng)簡潔、安全牢靠、經(jīng)濟合理?，即通風(fēng)系統(tǒng)簡潔，便于通風(fēng)治理；通風(fēng)經(jīng)濟合理，可以節(jié)約通風(fēng)費用；而通風(fēng)系統(tǒng)安全牢靠狀況直接打算著整個礦井的安全或危急程度，是煤礦安全工作的重中之重。近年來，我國煤礦技術(shù)高速進展，原煤產(chǎn)量大量提升，瓦斯重大事故屢有發(fā)生。在局部開采時間較長的煤礦中，通風(fēng)系統(tǒng)不科學(xué)合理是造成瓦斯重大事故的直接緣由。隨著開采范圍的擴大、開采深度的加深、原煤產(chǎn)量的提高和瓦斯涌出量的增加，礦井消滅了通風(fēng)線路長、通風(fēng)阻力大、通風(fēng)設(shè)施差、漏風(fēng)嚴峻，通風(fēng)力量缺乏現(xiàn)象，尤其局部中、小煤礦，通風(fēng)技術(shù)人員少，根底力氣較低，改進意識薄弱，未對負責(zé)落后、急需優(yōu)化的通風(fēng)系統(tǒng)進展改造，極易造成通風(fēng)事故。為了確保礦井通風(fēng)系統(tǒng)合理、穩(wěn)定牢靠，杜絕礦井通風(fēng)及瓦斯、煤塵爆炸事故，對礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)45萬t/年，2023年經(jīng)過礦井技改后，核定生產(chǎn)力量為90萬t/年。-395m水平運輸大巷兩翼上下山開采，長壁后7層煤，平均厚度1.25米。礦井通風(fēng)方式為中心并列式，副井為進風(fēng)井，主井回風(fēng)，地面安設(shè)兩臺FBCDZ-8-№24型對旋式主扇， 每臺功率為 2×280KW， 一臺運 轉(zhuǎn)，一臺備用。主提風(fēng)機通風(fēng)力量70～90m3/s，進展通風(fēng)力量核定時主提風(fēng)機最大通風(fēng)量5100m3/min。對于邱集煤礦來說，井下地質(zhì)條件簡單，礦井通風(fēng)路線長、阻力大，通風(fēng)設(shè)施老化，在這種困難的環(huán)境下，簡化礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，合理規(guī)劃礦井通風(fēng)設(shè)施，合理配備礦井通風(fēng)量，降低礦井通風(fēng)阻力，為優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng)提-17-供條件，使礦井通風(fēng)到達經(jīng)濟合理的要求。為以后的類似開采條件供給有價值的借鑒依據(jù)，課題爭論意義重大。二、課題爭論方法及技術(shù)路線1、課題爭論方法：理論爭論與現(xiàn)場實際優(yōu)化操作相結(jié)合的方法2、課題爭論的技術(shù)路線：明確課題爭論理論根底――制定爭論方案――依據(jù)現(xiàn)場調(diào)控――依據(jù)理論根底對現(xiàn)場實際操作進展整理分析――總結(jié)出礦井開采延長-18-礦井通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與應(yīng)用技術(shù)爭論報告-19-礦井通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與應(yīng)用前課題的提出及爭論意義礦井通風(fēng)是保障礦井安全的主要技術(shù)手段之一。在礦井生產(chǎn)過程中，必需向礦井連續(xù)地輸送穎空氣，供給人員呼吸，稀釋和排出有害氣體及礦塵，改善井下氣候條件及救災(zāi)時掌握風(fēng)流的作業(yè)。這種利用機械或自然通風(fēng)為動力，使地面空氣進入井下，并在井巷中作定向和定量流淌，最終將污濁空氣排出礦井的全過程就稱為礦井通風(fēng)。因此，礦井通風(fēng)的首要任務(wù)就是要保證礦井空氣的質(zhì)量符合要求。礦井通風(fēng)技術(shù)是治理煤礦瓦斯、煤塵及火災(zāi)的根底，合理高效的礦井通風(fēng)系統(tǒng)是煤礦安全生產(chǎn)的根本保障。隨著科學(xué)技術(shù)的進展，煤礦生產(chǎn)機械化程度的提高，礦井開采規(guī)?？焖贁U大，通風(fēng)線路隨之加長，通風(fēng)阻力增加，工作面配風(fēng)困難，通風(fēng)難度相應(yīng)增加。合理的礦井通風(fēng)設(shè)計應(yīng)當是一個安全牢靠、技術(shù)先進和經(jīng)濟的礦井通風(fēng)系統(tǒng)。礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化是對礦井現(xiàn)有通風(fēng)狀況進展分析，找出系統(tǒng)中存在的缺乏和改進的地方，并在已提出的眾多礦井通風(fēng)系統(tǒng)方案中，查找能滿足礦井各用風(fēng)地點供風(fēng)，滿足礦井安全，有利于礦井生產(chǎn)和降低通風(fēng)費用的最優(yōu)通風(fēng)優(yōu)化方案。邱集煤礦位于魯西北平原，黃河北岸，年生產(chǎn)力量75萬噸，煤層較薄，為7層，10層煤，開采難度大，巷道較長，通風(fēng)阻力較大。礦井承受立井開拓，中心并列式通風(fēng)，主井井筒兼作回風(fēng)井，負井井筒兼作進風(fēng)井。建井初期選用4-72-11型№20離心式通風(fēng)機，后改造為FBCDZ-8-№24對旋軸流式通風(fēng)機，裝機功率為2×280千瓦。隨著煤礦開采量的不斷加大，該通風(fēng)機最大調(diào)整到4600m3/min的流量已經(jīng)不能滿足需求，為滿足目前及后期風(fēng)量6000m3/min 需求，需對礦井通風(fēng)系統(tǒng)進展優(yōu)化改造，通過技術(shù)改造及系統(tǒng)優(yōu)化，進一步提高礦井的經(jīng)濟效益，保證礦井高效、安全進展具有格外重要的意義。1.2 礦井最優(yōu)通風(fēng)系統(tǒng)方案確定方法礦井通風(fēng)系統(tǒng)可以通過對以下幾方面進展比較得出該礦最優(yōu)通風(fēng)系-20-言統(tǒng)：1.2.1轉(zhuǎn)變礦井通風(fēng)方法。礦井通風(fēng)方法包括抽出式、壓入式和混合式，當?shù)V井在淺部開采、礦井煤層自燃傾向性或礦井火區(qū)比較嚴峻時考慮用壓入式通風(fēng)方法外，一般空間選擇抽出式通風(fēng)方法，抽出式通風(fēng)的進風(fēng)巷道無需安設(shè)風(fēng)門，便于運輸、行人，礦井通風(fēng)治理工作簡潔，抽出式礦井通風(fēng)的風(fēng)流處于負壓狀態(tài)，當主要通風(fēng)機因故停風(fēng)時，井下風(fēng)流壓力提高，在短時間內(nèi)可抑制采空區(qū)內(nèi)瓦斯等有害氣體的涌出?；旌鲜酵L(fēng)無論從治理，還是從裝備上都比較簡單，應(yīng)盡量少承受。1.2.2 轉(zhuǎn)變礦井通風(fēng)方式。礦井通風(fēng)方式分為中心并列式、中心分列式、兩翼對角式、分區(qū)對角式和混合式。通風(fēng)方式的選擇，應(yīng)依據(jù)礦井煤層賦存條件、地形條件、井田面積及礦井瓦斯等級、煤層自燃傾向等狀況，從經(jīng)濟和安全加以分析比較確定。一般狀況下，井田面積小、煤層傾角大、埋藏較深、建礦井選擇中央并列式，但在這種通風(fēng)方式中礦井通風(fēng)路線是折返式的，在同等條件下和其它通風(fēng)方式比較，風(fēng)路較長、阻力較大、漏風(fēng)較多，而且主要通風(fēng)機耗電多，礦井風(fēng)壓變化大。中心邊界對角式的礦井通風(fēng)方式優(yōu)缺點與中心并列式相反，分別適用于井田面積大、煤層傾角大、埋藏較深的生產(chǎn)礦井中。煤層埋藏深、井田規(guī)模大、瓦斯等級高、多煤層開采的礦井，宜使用混合式通風(fēng)。1.2.3簡化礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分為簡潔通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)和簡單通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。兩者的區(qū)分就是網(wǎng)絡(luò)中有無角聯(lián)風(fēng)路。簡化礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的途徑就是消滅礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中的角聯(lián)風(fēng)路。1.2.4合理規(guī)劃礦井通風(fēng)設(shè)施。礦井通風(fēng)設(shè)施包括風(fēng)門、風(fēng)墻、風(fēng)橋、風(fēng)窗等。在礦井通風(fēng)系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，其設(shè)臵首先考慮盡量使礦井風(fēng)流進展自然安排，削減礦井通風(fēng)設(shè)施的數(shù)量，降低礦井通風(fēng)阻力。假設(shè)自然安排風(fēng)量不能到達各用風(fēng)地點的需求，才考慮適當增加通風(fēng)設(shè)施，并到達經(jīng)濟合理，礦井通風(fēng)設(shè)施的位臵、質(zhì)量、數(shù)量必需符合要求，否則會導(dǎo)致漏風(fēng)、風(fēng)流短路、紊亂及有害氣體涌出等現(xiàn)象的發(fā)生，降低礦井通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和牢靠程度。-21-1.2.5 合理安排礦井通風(fēng)量。有效地稀釋和排出井下生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的瓦斯、煤塵和其它有害氣體，是礦井通風(fēng)的一項重要任務(wù)和目的，礦井 必需依據(jù)風(fēng)量計算方法計算礦井、采區(qū)、采掘工作面及其它地點的需風(fēng)量，依照各地點需風(fēng)量進展風(fēng)量安排，增加通風(fēng)系統(tǒng)的抗災(zāi)力量。在一些礦井，因井下開采范圍的擴大或加深，工作地點的變更，礦井需風(fēng)量會發(fā)生較大的變化，所以要準時依據(jù)礦井需風(fēng)量更換主要通風(fēng)機，使其到達即能滿足礦井安全生產(chǎn)的要求，又經(jīng)濟合理。1.2.6 降低礦井通風(fēng)阻力。影響礦井通風(fēng)阻力的因素很多，如巷道支護形式及光滑程度、斷面大小及變化狀況、周邊長度及巷道長度，以及礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的布臵、風(fēng)量安排等。只有通過轉(zhuǎn)變這些根底數(shù)據(jù)。才能降低礦井通風(fēng)阻力，并為優(yōu)化礦井通風(fēng)系統(tǒng)供給條件。邱集煤礦概況及通風(fēng)狀況井田概況2.1.1井田及礦井概況邱集煤礦隸屬于臨沂礦業(yè)集團公司，位于山東省西北部，地處德州市齊河縣境內(nèi)，為黃河北煤田第一對投入生產(chǎn)的礦井。井田地理坐標為：東經(jīng)116。23’45〝〞～116。31ˊ07〞，北緯36。27ˊ57〞～36。30ˊ57〞。屬黃河北煤田的一局部，東西長5～9km，平均7.1km；南北寬3～7km，平均5.6km，勘探面積約39km2.井田面積36.1369km2。東以F8F1斷層，北自F11斷層，南自13煤層露頭及F2斷層。煤層傾角5～8度。設(shè)計生產(chǎn)力量45萬噸/年，礦井從1990年開工建設(shè)，1999年5月試生產(chǎn)，2023年12月31日正式生產(chǎn)。礦井核定生產(chǎn)力量75萬噸/年，現(xiàn)在冊職工1467人。2.1.2井田范圍自然地理概況本井田地處華北大平原南部，區(qū)內(nèi)地勢平坦，地面高程＋27—+30m，地面坡度0.05‰，東南10—15km有寒武奧陶系出露形成的丘陵，東南距黃河8—14km。區(qū)內(nèi)有兩條人工河流，東為巴公河，西為中心河，是主要的農(nóng)田澆灌河流，河水向北流入齊河縣境內(nèi)的趙牛河，同時也是本區(qū)內(nèi)最主要的地表水排泄渠道。本井田開采范圍內(nèi)地面對應(yīng)農(nóng)作物，是當?shù)剞r(nóng)民-22-的主要收入來源。趙官鎮(zhèn)邱集煤礦邱集煤礦交通位臵示意圖2.1.3河流水系井田范圍內(nèi)的主要河流中心河從場區(qū)以西流過，田樓南橋處距場區(qū)2.51961年雨型的80%計算，田樓南橋處洪水位為+29.10m，堤頂標高為+30.39m，次之，在場區(qū)東1㎞處有一條人工河，叫巴公河，是井田范圍的其次主排水河流，其河床標高為+26.0m，比工廣標凹凸3.5m，是礦井正常排水的流入處。塌陷區(qū)積水情況：自1999年5月開頭試生產(chǎn)，前期開采上部煤層，以-395m為開采水平?？刹擅簩又凶钌喜康拿簩訛?煤，煤層厚1.25m，開采深度為-350m—-388m之間，現(xiàn)西一采區(qū)已回采完畢，采出面積1.4平方公里，造成地面塌陷近2023畝，塌陷深度在0—400mm之間。在雨水較小季節(jié)不影響農(nóng)作物的收成，到了雨季汛期，有300多畝的土地雨水不能準時排放形成澇災(zāi)。依據(jù)當?shù)?、82.1.4氣象-23-本區(qū)為溫帶季風(fēng)區(qū)海洋—大陸性氣候，屬過度類型。年平均氣溫 13 —15℃最高氣溫41.2℃，最低氣溫-22℃，凍結(jié)期為十二月至次年三月上旬，最大凍土深度47㎝，年降雨量為600—800mm，年平均蒸發(fā)量1931.1mm，區(qū)內(nèi)風(fēng)沙較大，特別是春季，初夏多西南風(fēng)。2.2礦井通風(fēng)狀況邱集煤礦主通風(fēng)機通風(fēng)力量70～90m3/s，改造前進展通風(fēng)力量鑒定時 主提風(fēng)機最大通風(fēng)量 5100 m3/min。礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造前礦井需風(fēng)量為4800m3/min,估量下一步開拓東八采區(qū)及西五采區(qū)后，礦井需風(fēng)量將在5800～6000m3/min之間，地面風(fēng)硐斷面為2.2×1.9864＝4.37m2,則現(xiàn)有風(fēng)量時風(fēng)硐風(fēng)速為18.31m/s,礦井負壓為3980Pa。開拓東八采區(qū)及西五采區(qū)后風(fēng)硐風(fēng)速將到達22.9m/s，均違反了《煤礦安全規(guī)程》不超過15m/s的規(guī)定。礦井通風(fēng)方式為中心并列式，通風(fēng)方法為抽出式，副井進風(fēng)，主井回風(fēng)。地面通風(fēng)機房安裝兩臺FBCDZ-8-№24型軸流式主要通風(fēng)機，配備電機功率

2×280kW。

風(fēng)機銘牌參數(shù)為： 風(fēng)機型號：FBCDZ-8-№24 風(fēng)量Q：2080～8340m3/min；風(fēng)壓H：1420～3800Pa；功率P：2×280KW；風(fēng)機軸轉(zhuǎn)速：742rpm。邱集煤礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計及爭論應(yīng)用主通風(fēng)機改造3.1.1主通風(fēng)設(shè)備以及風(fēng)道的現(xiàn)狀原來運行的FBCDZ-8-№24對旋軸流式主通風(fēng)機在通風(fēng)機房的布臵如：圖1，風(fēng)道為建井初期離心式通風(fēng)機原有的風(fēng)道，風(fēng)機接頭為馬蹄形斜圓錐臺，風(fēng)道接口直徑Φ2280mm，與風(fēng)機接口直徑Φ2420mm,集中器出口為直徑Φ2800mm直角彎頭，集中塔為立式構(gòu)造，出口加消音器，上面帶有防雨帽。-24-圖1：FBCDZ№24對旋軸流通風(fēng)機在風(fēng)機房內(nèi)的布臵通風(fēng)機房原風(fēng)道接頭原風(fēng)道ExEx3.1.2主通風(fēng)機的構(gòu)造形式分析3.1.2.1該通風(fēng)機為了能夠與原風(fēng)道聯(lián)接，承受了前收斂型論，無進口集流器的通風(fēng)機要比有優(yōu)良進口集流器的通風(fēng)機的全壓及效率分別低10～12%或10～15%，進口集流器的直徑一般是風(fēng)輪直徑的 1.2～1.3

倍。該通風(fēng)機葉輪直徑2400mm，而風(fēng)道接口直徑為2280mm，屬于前收斂后集中型構(gòu)造，也就是氣流卡脖。通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)布臵不合理明確表現(xiàn)：一是進口缺少直線段或通過漸變經(jīng)與進口相連；二是風(fēng)機進口與突然收縮管相連，最不宜承受進口擴壓形式。改進措施：改造原來的風(fēng)道接口，擴大斷面，風(fēng)道接頭有原來的Φ2280 改為Φ2720，進一步擴大風(fēng)機進口截面，轉(zhuǎn)變風(fēng)機進口氣流奈亂現(xiàn)象，減少渦流區(qū)和能量損失，使進口流速比較均勻。由此可有效地提高風(fēng)機的運行效率，改造后的風(fēng)道進口如圖2。3.1.2.2 該通風(fēng)機雖然帶集中器，但存在900的直角彎頭，用U形管測試阻力為80Pa。依據(jù)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的特性，通風(fēng)機出口不合理的布臵一般表現(xiàn)在：風(fēng)機出口直接接900 的彎管或逆向彎管；風(fēng)機出口直接接突然擴大管或直接進入大氣(動壓損失過大)。改進措施：撤除直角彎頭，降低風(fēng)阻，將立式構(gòu)造改為平式布臵。墻-25-內(nèi)接頭改為方圓接頭，后面接消音箱及集中塔，集中塔出口底部承受大圓弧構(gòu)造。墻內(nèi)接頭與消音箱承受軟聯(lián)接，消音箱及集中器底部均設(shè)有移動滾輪和導(dǎo)軌，便于拆開檢查修理和去除雜物。見圖23.1.2.3 該軸流式通風(fēng)機在實際生產(chǎn)運行中產(chǎn)生的工業(yè)噪聲，已經(jīng)出現(xiàn)超標〔超90dB〔A〕，漸漸會對生產(chǎn)環(huán)境和四周操作工人的身心安康造成不良影響。出口消音箱年久失修，銹蝕嚴峻，消音片嚴峻脫落，風(fēng)筒內(nèi)橫七豎八的脫落角鋼，穿孔板及玻璃絲面，嚴峻干擾了通風(fēng)機出口的流速，進一步加大了風(fēng)機出口的阻力，造成能耗增大。更為嚴峻的是為反轉(zhuǎn)反風(fēng)帶來了隱患〔脫落的雜物易進入葉輪，造成整個風(fēng)機的損壞〕。由于該構(gòu)造是立式構(gòu)造，而且消音箱較高，修理也比較困難。改進措施：軸流式通風(fēng)機的噪聲主要是空氣動力噪聲。其它如機械噪聲、電磁噪聲等，在軸流式通風(fēng)機正常運行條件下都是次要的。由于主機布臵在通風(fēng)機房內(nèi)，機械噪聲及電磁噪聲根本上都屏蔽在風(fēng)機房內(nèi)。室外的集中塔既是噪聲的外排口又是煤塵氣流的排放口，是造成噪聲污染的主要聲源。該噪聲主要是空氣動力噪聲，即旋轉(zhuǎn)噪聲和渦流噪聲。該風(fēng)機因轉(zhuǎn)速提高，依據(jù)旋轉(zhuǎn)噪聲的頻率?=nzi/60按傳統(tǒng)的阻性消音設(shè)計，幾何外形為通道排行片式消音器，主要是利用聲阻進展消聲，該消聲器對中、高頻噪聲，具有良好的消聲效果，解決了刺耳的高頻噪聲。為了能夠更好的吸取低頻噪聲，解決渦流噪聲的寬頻帶以及低頻噪聲衰減較慢的問題，我們適當?shù)卦黾恿顺毑ＡЫz纖維的厚度、密度以及選用較低的空隙率，使之成為具有寬頻聲帶的阻性消聲2FBCDZ№24對旋風(fēng)機在機房內(nèi)的布臵狀況通風(fēng)機房改后的風(fēng)道方圓接頭消音箱集中塔ExEx-26-同時將集中器出口等徑的方圓接頭改為集中型，加大消音箱的通流面積和消音片數(shù)，進一步降低出口動壓，削減阻力損失，削減能耗，通風(fēng)阻力損失不超過100MPa。因在消音箱底部加設(shè)了滾輪，為消音箱的定期維修清理煤塵，降低勞動強度供給了便利。又進一步改善音效果更佳。經(jīng)測試，噪音明顯降低，符合GB1248-90《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標準》。3.2風(fēng)硐的構(gòu)造布臵狀況分析3.2.1風(fēng)硐的井上布臵：該風(fēng)道布臵外形初期建為鐮刀外形，由主井井筒引出18 米長的風(fēng)道后，分別直角拐接，進入風(fēng)機，直角段長度4.2米，風(fēng)道外形為矩形，斷面面積為4.37 ?。開拓東八采區(qū)及西五采區(qū)后，風(fēng)量提高到6000m3/min,此時風(fēng)道的風(fēng)速為V=6000/〔60×4.37〕=22.9m/s。按《煤礦安全規(guī)程》嚴重超風(fēng)速，不但會增大風(fēng)阻，還不利于風(fēng)道測風(fēng)和安全生產(chǎn)。3.2.2 巷道構(gòu)造對風(fēng)流的阻滯分析：當空氣沿巷道運動時，由于風(fēng)流的粘滯性和慣性以及井巷壁面等對風(fēng)流的阻滯，擾動作用而形成通風(fēng)阻力，它是造成風(fēng)流能量損失的主要緣由，井巷中的通風(fēng)阻力一般可分為摩擦阻力〔也稱沿程損失〕和局部阻力。在井上風(fēng)道的通風(fēng)阻力，主要是局部阻力。主要表現(xiàn)在斷面突變、漸變、轉(zhuǎn)彎、分岔處等等，這些地方都是產(chǎn)生渦流區(qū)的關(guān)鍵部位，渦流區(qū)域愈大，能量損失愈大，局部阻力也就愈大。按該風(fēng)道現(xiàn)有的布臵，有四處產(chǎn)生的渦流區(qū)較大，通風(fēng)阻力增加，直接影響風(fēng)機運行效率：其一是擴大斷面后的風(fēng)道與風(fēng)井接口處仍沿用原來的小斷面，原風(fēng)道上面后來增加的一層沒有與風(fēng)井打通，接口斷面狹小，與風(fēng)井相接處下面無圓弧過渡，屬于風(fēng)道突變型。其二是風(fēng)道通風(fēng)斷面狹小，風(fēng)量過于集中，煤粉積存嚴峻，造成局部通風(fēng)阻力增大。其三是擴大斷面后的風(fēng)道分別轉(zhuǎn)90度的直角彎-27-其四是因風(fēng)機進口斷面較小，擴大斷面后的風(fēng)道與風(fēng)機進口形成突縮狀態(tài)，而且風(fēng)道的方形斷面風(fēng)機的圓形斷面相接處無過渡，四處形成死角，增加能量損失，直接降低風(fēng)機的運行效率。3.2.3風(fēng)硐改進措施：⑴打通風(fēng)道擴大斷面后與風(fēng)井的連接局部，擴大風(fēng)道進口斷面，做到風(fēng)道接口與風(fēng)道斷面等經(jīng)，風(fēng)井與風(fēng)道相接處下面改為圓弧過渡，保持風(fēng)流的通暢，削減渦流損失。⑵把原有風(fēng)道斷面擴大為7.68?，外形為‘日’字外形的長方斷面，即在原來矩形風(fēng)道的根底上面又增加了一層，由單道通風(fēng)改為雙道并聯(lián)通風(fēng)，擴大通風(fēng)斷面。⑶將90度的直角處，改為大圓弧過渡。做好模板，混凝土澆筑，之后打掉直角處。30度的斜度與圓風(fēng)道接3.3井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分析3.3.1礦井阻力產(chǎn)生分析當?shù)V井總風(fēng)量缺乏時，假設(shè)能降低礦井總風(fēng)阻，不僅可以增大礦井總風(fēng)量，而且可以降低礦井通風(fēng)總阻力。礦井總風(fēng)阻不僅與礦井最大阻力路線上的井巷的風(fēng)阻有關(guān)，而且與井巷所構(gòu)成通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造有關(guān)，因此，降低礦井總風(fēng)阻一方面降低礦井最大阻力路線上各井巷的風(fēng)阻，另一方面應(yīng)改善通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造，合理安排采掘接替和用風(fēng)地點配風(fēng)，盡量縮短最大阻力路線的長度，避開在主要風(fēng)路上安裝調(diào)整風(fēng)窗等。3.3.2礦井降阻措施分析井下布臵有布臵不合理，井下主要生產(chǎn)區(qū)布臵在西部采區(qū)，造成東、西生產(chǎn)布臵失調(diào)，因此，在東翼采區(qū)總回風(fēng)巷內(nèi)設(shè)臵調(diào)整風(fēng)窗進展風(fēng)量調(diào)整，西翼西三采區(qū)回風(fēng)巷由于受采動影響，巷道局部變形，局部巷道段斷面積由原來的5.6?縮小到4.0?左右，錨噴支護改為架鋼棚支護，-28-改進措施：⑴優(yōu)化采區(qū)設(shè)計，做到東、西兩翼均衡開采，合理安排風(fēng)量，撤除東翼回風(fēng)巷的調(diào)整風(fēng)窗，降低巷道局部阻力。⑵對受采動影響的西翼西三采區(qū)回風(fēng)巷進展起底修復(fù)，利用礦井檢修時段對變形巷道逐段進展改造，擴大巷道斷面，同時對原有架棚支護段改為錨噴支護，提高巷道壁面的平坦、光滑度，降低摩擦阻力系數(shù)。⑶準時清理巷道中的堆積物，盡量避開成串的礦車長時間地停留在主要進風(fēng)巷道內(nèi)，以免阻擋風(fēng)流。3.4礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造后的效果⑴礦井負壓原來的3340Pa降至2330Pa，礦井主要通風(fēng)機在沒有5600m3/min提高到7000m3/min，純增加風(fēng)量1400m3/min。⑵由于礦井通風(fēng)阻力的下降，主要通風(fēng)機年耗電量由系統(tǒng)改造前的499.63萬kW〃h/a降至449.4萬kW〃h/a，年節(jié)約電費20萬元。⑶礦井通風(fēng)系統(tǒng)以改造通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中通風(fēng)機工作狀態(tài)，使通風(fēng)機工況點保持在合理高效區(qū)運行，并降低能耗。⑷由于通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，確保了礦井穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)。⑸礦井通風(fēng)系統(tǒng)更趨于合理，提高了礦井抗災(zāi)、救災(zāi)力量。3.5 主要結(jié)論礦井在遵守確保礦井風(fēng)流牢靠，用風(fēng)地點風(fēng)量滿足需要，力求經(jīng)濟合理，盡量削減通風(fēng)工程量，降低通風(fēng)費用。盡可能削減公共風(fēng)路風(fēng)阻的原則來優(yōu)化礦井通風(fēng)系統(tǒng)，即能滿足礦井通風(fēng)安全根本要求，使風(fēng)網(wǎng)與風(fēng)機相互匹配，提高礦井通風(fēng)治理水平，又能獲得良好的經(jīng)濟效益。在對邱集煤礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計改造中，依據(jù)礦井實際狀況，創(chuàng)思路，取得了良好效果，主要創(chuàng)點有以下幾個方面：⑴風(fēng)機集中器后面的整機局部銹蝕嚴峻，給通風(fēng)機安全運行帶來重大隱患，如更換整機費用耗資巨大，我們實行對整機內(nèi)外進展拋丸清沙除銹，在內(nèi)部敷6毫米的Q235甲類鋼板，最終噴涂耐酸腐鋅漆進展防腐處理，在不影響主風(fēng)機正常運行的狀況下，逐臺施工，通過以上處理，不但施工-29-簡潔牢靠，又節(jié)約了更換整機的大量資金，保證了通風(fēng)機的安全運行。⑵把原有外形為‘口’字外形的長方斷面，改外形為‘日’字外形矩形斷面，即在原有風(fēng)道的根底上面又增加了一層