复杂通风网络系统优化探讨 本文关键词：通风，系统优化，探讨，网络
复杂通风网络系统优化探讨 本文简介：随着矿井服务年限的逐渐延申，我国存在大量通风网络复杂矿井，且由于之前系统设计能力有限，采煤工艺落后，已不能达到现代化生产矿井需求，针对此现状，必须进行合理的系统优化。通风系统的合理与否和矿井的安全生产，防灾抗灾能力以及经济效益有着密切的关系。矿井通风系统优化的目的就是优化风量，减小通风阻力，减少矿井
复杂通风网络系统优化探讨 本文内容：
随着矿井服务年限的逐渐延申，我国存在大量通风网络复杂矿井，且由于之前系统设计能力有限，采煤工艺落后，已不能达到现代化生产矿井需求，针对此现状，必须进行合理的系统优化。通风系统的合理与否和矿井的安全生产，防灾抗灾能力以及经济效益有着密切的关系。矿井通风系统优化的目的就是优化风量，减小通风阻力，减少矿井漏风，提高有效风量率，提高矿井防灾抗灾能力，力求通风系统简单可靠，确保矿井安全生产[1-3]。通风网络优化既要本着解决矿井实际问题，又要符合投资省、见效快、工程量小、技术指标合理的原则，也就是要满足技术可行、经济合理、安全可靠的通风系统评判指标[4-6]。目前一些学者也对通风系统优化做出了一些研究，如改变通风方式等方法，本文主要研究对复杂风网系统通过增加通风联巷，并对一些多余老旧巷道进行封闭，来简化通风系统，减小矿井通风总阻力。
1矿井概况
某矿井生产规模为400万t/a，采用平硐—斜井联合开拓方式,井田内共布置有12个井筒，为7个进风井、5个回风井。井田内分南、中、北三条石门大巷延伸划分为南部、中部、北部三个区域，逐步由浅向深、至上而下开采，采区内条带式布置工作面，采用倾斜长壁后退式回采。矿井采用分区抽出式通风，矿井总进风为40654m3/min，总回风量为41340m3/min，并经瓦斯等级鉴定为高瓦斯矿井。
2矿井通风参数测定与分析
2.1通风系统阻力测定
本次通风阻力测定采用基点法测定，即将1台气压计放在井上，每隔一定时间读取气压读数并记录测定时间以监测地面大气压力的变化，进而对井下测定的气压数据进行校正；另1台气压计沿事先选好的路线逐点测定气压值并记录测定时间。计算公式如下：该矿分五个区域进行测定，每个区域选择最长通风阻力线路，并根据测定结果绘制了通风网络图（如图1所示）。通过通风阻力测定得出各区域阻力分布情况，如下页表1所示。
2.2风网解算与结果分析
将阻力测定中的所测通风参数，进行风网解算可得出如下结果：1）五个区域中的五个主要通风机，有2个风机的工况不在稳定运行区域，均为风压偏高，但风量相比较小的状况。2）三区域回风段阻力所占比例偏大。3）四区域进风段阻力所占比值偏大。
3风网降阻优化
3.1合理分配风量降阻
对某矿通风系统进行风量调整，尤其针对三区域和四区域，安设相应的调风设施，经对矿井局部风量重新调节后，三、四区域的通风阻力有所降低，但风机工况仍距合理工作区间偏离较大，调风已不能有效解决复杂风网的通风阻力，仅能在小范围内微调，对整个通风系统的阻力降低并不显著。
3.2局部回风段降阻
在回风区域，新增一条回风联巷，同时将上端回风段封闭，使得回风流缩短回风距离，并将模拟联巷参数输入风网解算系统，可得出三区域的回风部分阻力占比减小，此区域风机工况回到正常工作范围，降阻效果明显。
3.3进风区域增加联巷分支降阻
在节点160处新增一条联巷（新增分支，如图3所示）在进风区域，此段风量较大，且与其他分支风量汇合后，下一段分支的风量会积聚，增大巷道的通风阻力，且风量较大的此段巷道，拐弯处多，风量较大的情况下巷道的局部阻力也会陡然增大，因此在此段巷道有必要将风流进行分流，从而降低此区域的通风阻力。新增分支后，将新增巷道的参数输入风网解算系统中，可知四区域进风段通风阻力明显降低，并使得主要通风机工况在正常工作范围内。
4结论及建议
通过调研该矿的通风现状，并根据此次通风阻力测定与风网解算分析，可以得出以下结论:1）对矿井系统进行风网解算后，得出三区域和四区域的风机工况范围不合理，风机的工况不能位于稳定的工作区间；在进行风量重新分配下，三、四区域的通风阻力分布仍然不合理，此状况并不能得到有效改变，三区域回风段与四区域进风段阻力占比仍然偏大。2）根据风网解算可知，在三区域局部地方的阻力显著增大，因此降低此段巷道的通风阻力，对降低三区域阻力意义重大。结合该矿实际做出对此区域增加一条回风联巷，并将无用巷道进行封闭。改变风网结构后，通过风网解算软件得出此区域通风阻力显著降低，风机工况范围已趋于正常工作范围内。3）针对四区域情况分析，在进风段中，有局部区域风量过于集中（160-161段），且此段巷道断面较小，巷道拐弯多，导致巷道沿程阻力及局部阻力陡然增大。经分析后在此段处进行了合理的风量分流，风流后经风网解算软件可知，四区域风网阻力下降明显，且风机工况已处于合理工作区间。根据以上研究结果分析，建议如下:1）对三区域和四区域通风阻力分析后，可知虽通过增加并联网路对此区域的通风阻力降低，但随着采掘作业的继续深入，在开采后期，通风阻力还会继续增大，针对此种情况，建议在必要阶段更换主要通风机。2）由于该矿为高瓦斯矿井，井下布置抽采管道，且布置管道的回风巷道断面较小，因此建议在有能力的情况下，适当的增加巷道断面，保证巷道有足够大的有效通风断面，尤其是总进风巷道和总回风巷道，避免巷道内存放物品，主要巷道内不要随意停放车辆、堆积木料等，巷道内堆积物要及时清除或排列整齐，尽量少堵塞巷道断面。3）在巷道进入下水平开采时，局部区域的通风网络应进行重新布置，对老旧无用巷道及早封闭，通过新掘巷道使得通风系统更加简单，巷道布置更加合理。
作者：张小东 单位：山西钜盛能源集团有限公司
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