礦井通風學術論文
礦井通風學術論文
礦井通風系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，其設計合理與否對全礦井的安全生產(chǎn)及經(jīng)濟效益具有長期而重要的影響。下面是小編為大家精心推薦的礦井通風學術論文，希望能夠對您有所幫助。
礦井通風學術論文篇一
論礦井通風設計
摘 要： 礦井通風系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，其設計合理與否對全礦井的安全生產(chǎn)及經(jīng)濟效益具有長期而重要的影響。主要對礦井通風設計的內容與要求、優(yōu)選礦井通風系統(tǒng)進行論述，希望對初學者有借鑒作用。
關鍵詞： 礦井通風;設計系統(tǒng)
中圖分類號： TB
文獻標識碼： A
文章編號： 16723198(2013)06019501
礦井通風設計是整個礦井設計內容的重要組成部分，是保證安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。因此必須精心設計，考慮周詳，最大努力的實現(xiàn)預期效果。
1 礦井通風設計的內容與要求
礦井通風設計的基本任務是建立一個安全、經(jīng)濟并且技術先進的礦井通風系統(tǒng)。礦井通風設計分為新建與改建或擴建礦井通風設計。對于新建礦井的通風設計，要把當前需要與長遠發(fā)展結合起來考慮，目光要放得遠些。對于改建或擴建礦井的通風設計，必須對原有生產(chǎn)情況與通風情況進行細致的調查，找出問題，結合實際情況，充分利用原有設備和原有基礎來完善通風設計。井通風設計一般分為兩個時期，即基建時期與生產(chǎn)時期，分別進行設計計算。
1.1 礦井基建時期的通風
礦井基建時期的通風指建井過程中掘進井巷時的通風，即開鑿井筒(或平硐)、井底車場、井下硐室、第一水平的運輸巷道和通風巷道時的通風。此時期多用局部通風機對獨頭巷道進行局部通風。當兩個井筒貫通后，主要通風機安裝完畢，便可用主要通風機對已開鑿的井巷實行全風壓通風，從而可縮短其余井巷與硐室掘進時局部通風的距離。
1.2 礦井生產(chǎn)時期的通風
礦井生產(chǎn)時期的通風是指礦井投產(chǎn)后，包括全礦開拓、采準和采礦工作面以及其他井巷的通風。這時期的通風設計，根據(jù)礦井生產(chǎn)年限的長短，又可分為兩種情況：
(1)礦井服務年限不長時(大約15至20年)，只做一次通風設計。礦井達產(chǎn)后通風阻力最小時為礦井通風容易時期;礦井通風阻力最大時為通風困難時期。依據(jù)這兩個時期的生產(chǎn)情況進行設計計算，并選出對此兩時期的通風皆為適宜的通風設備。
(2)礦井服務年限較長時，考慮到通風機設備選型，礦井所需風量和風壓的變化等因素，又需分為兩期進行通風設計。第一水平為第一期，對該時期內通風容易和困難兩種情況詳細地進行設計計算。第二期的通風設計只做一般的原則規(guī)劃，但對礦井通風系統(tǒng)，應根據(jù)礦井整個生產(chǎn)時期的技術經(jīng)濟因素，做出全面的考慮，以使確定的通風系統(tǒng)既可適應現(xiàn)實生產(chǎn)的要求，又能照顧長遠的生產(chǎn)發(fā)展與變化情況。
礦井通風設計所需要的基礎資料如下：
礦井地形地質圖;礦巖游離二氧化硅(矽)、硫、放射性物質及瓦斯和有害氣體的含量;礦巖自然發(fā)火傾向性;礦塵爆炸性;礦區(qū)氣候條件，包括年最高、最低、平均氣溫、地溫、地熱增深率及常年主導風向等;礦巖容重、塊度、松散系數(shù)、含泥量及粘結性;礦區(qū)有無老窯舊巷及其所在地點和存在情形;礦井年產(chǎn)量、服務年限、開拓系統(tǒng)、回采順序、開采方法;產(chǎn)量分配和作業(yè)布置，同時作業(yè)的工作面數(shù)及備用工作面?zhèn)€數(shù);同時開動的各種型號的鑿巖機臺數(shù)及其分布;同時爆破的最多炸藥量;同時工作的最多人數(shù)等。
礦井通風設計的內容：確定礦井通風系統(tǒng);礦井風量計算和風量分配;礦井通風阻力計算;選擇通風設備;概算礦井通風費用。此外，根據(jù)不同地區(qū)或礦井的特殊條件，還需進行礦井空氣溫度調節(jié)的計算。
礦井通風設計的要求：將足夠的新鮮空氣有效地送到井下工作場所，保證生產(chǎn)和創(chuàng)造良好的勞動條件;通風系統(tǒng)簡單，風流穩(wěn)定，易于管理，具有抗災能力;發(fā)生事故時，風流易于控制，人員便于撤出;有符合規(guī)定的井下環(huán)境及安全監(jiān)測系統(tǒng)或檢測措施;通風系統(tǒng)的基建投資省，營運費用低、綜合經(jīng)濟效益好。
2 優(yōu)選礦井通風系統(tǒng)
(1)礦井通風系統(tǒng)的要求：每一礦井必須有完整的獨立通風系統(tǒng);進風井口應按全年風向頻率，必須布置在不受粉塵、礦塵、灰塵、有害氣體和高溫氣體侵入的地方;箕斗提升井或裝有膠帶輸送機的井筒不應兼做進風井，如果兼做回風井使用，必須采取措施，滿足安全的要求;多風機通風系統(tǒng)，在滿足風量按需分配的前提下，各主要通風機的工作風壓應接近，當通風機之間的風壓相差較大時，應減小共用風路的風壓，使其不超過任何一個通風機風壓的30%;每一個生產(chǎn)水平和每一采區(qū)，都必須布置回風巷，實行分區(qū)通風;井下爆破材料庫必須有單獨的新鮮風流，回風風流必須直接引入礦井的總回風巷或主要回風巷中;井下充電室必須用單獨的新鮮風流通風，回風風流應引入回風巷。
(2)確定礦井通風系統(tǒng)
根據(jù)礦井瓦斯涌出量、礦井設計生產(chǎn)能力、礦層賦存條件、表土層厚度、井田面積、地溫、礦石自燃傾向性及兼顧中后期生產(chǎn)需要等條件，提出多個技術上可行的方案，通過優(yōu)化或技術經(jīng)濟比較后確定礦井通風系統(tǒng)。
對于有兩臺或多臺主要通風機工作的礦井，礦井通風阻力應按每臺主要通風機所服務的系統(tǒng)分別計算。在主要通風機的服務年限內，隨著采礦工作面及采區(qū)接替的變化，通風系統(tǒng)的總阻力也將因之變化。為了使主要通風機在整個服務期限都能滿足需要，而且主要通風機有較高的運轉效率，需要按照開拓開采布局和采掘工作面接替安排，對主要通風機服務期內不同時期的系統(tǒng)總阻力的變化進行分析，當根據(jù)風量和巷道參數(shù)(斷面、長度等)直接判定出最大總阻力路線時，可按該路線的阻力計算礦井總阻力;當不能直接判定時，應選幾條可能最大的路線進行計算比較，然后確定該時期的礦井總阻力。
參考文獻
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礦井通風學術論文篇二
試論礦井通風系統(tǒng)
[摘 要]本文筆者闡述了礦井通風系統(tǒng)的特點，提出了礦井通風系統(tǒng)分析影響因素，探討了礦井通風系統(tǒng)安全性優(yōu)化。具有重要的現(xiàn)實意義。
[關鍵詞]礦井通風系統(tǒng);安全性
中圖分類號：TD353 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X(2014)20-0105-01
引言
礦井通風系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，擔負著連續(xù)不斷地供給新鮮空氣，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，因此，通風系統(tǒng)的安全性對于整個礦井的安全生產(chǎn)至關重要。下面筆者討論了礦井通風系統(tǒng)。
一、礦井通風系統(tǒng)的特點
礦井通風系統(tǒng)是一個復雜的、隨機的、非穩(wěn)定的動態(tài)系統(tǒng)。
(1)礦井通風系統(tǒng)的復雜性
礦井通風系統(tǒng)是由諸多變量組成的一個復雜系統(tǒng)，就大型礦井而言，網(wǎng)絡分支可達300～600條，網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)一般為300～500個，角聯(lián)分支數(shù)約占總分支數(shù)15%～45%，全礦巷道長度約為50～200km。通風設施數(shù)目數(shù)十個，用風地點一般有15～40個，甚至上百個自然條件也很惡劣，開采深度從400～1000多米不等，煤層厚度0.5～6.5米，煤層傾角從0°～90°褶曲、斷層、沉陷等地質構造復雜、發(fā)育.瓦斯涌出量也變化很大，諸多的因素使通風系統(tǒng)成為一個復雜的系統(tǒng)。
(2)礦井通風系統(tǒng)的動態(tài)性
礦井通風系統(tǒng)結構隨著煤礦生產(chǎn)的進行而不斷地發(fā)生變化。采掘工作面不斷推進、接替，采區(qū)的準備、投產(chǎn)、結束與接替;礦井開拓延伸等工程的不斷進展，使通風系統(tǒng)在網(wǎng)絡結構上隨時間發(fā)生變化，也引起通風系統(tǒng)正常運行的各個因素，如瓦斯、溫度、煤塵等發(fā)生變化;此外，由于采礦活動的影響，通風巷道受壓變形、斷面縮小，冒頂事故時有發(fā)生;通風設施受壓變形，漏風率增大;各種通風設備也因磨損、銹蝕性能衰退、通風機性能也逐漸減弱。從而使系統(tǒng)的通風參數(shù)發(fā)生變化，而且各種參數(shù)的變化是隨機的.可見通風系統(tǒng)是一個動態(tài)的隨機的系統(tǒng)。
二、礦井通風系統(tǒng)分析影響因素
(1)通風網(wǎng)絡
空氣在為進行生產(chǎn)或通風及其它特殊用途而掘出的井巷中流動，滿足生產(chǎn)和安全的需要?？諝饬鬟^的井巷就組成了礦井通風系統(tǒng)的通風網(wǎng)絡。通風網(wǎng)絡由通風巷道、通風構筑物組成。通風巷道按其位置在網(wǎng)絡中的相互關系可分為并聯(lián)巷道、串聯(lián)巷道和角聯(lián)巷道。
礦井通風網(wǎng)絡屬于大型復雜網(wǎng)絡，對于這樣一個具有上百條分支的大型復雜網(wǎng)絡，存在許多角聯(lián)分支。如何確定出這些角聯(lián)分支本身自然就是一件比較困難的事。通過尋找網(wǎng)絡中各條風路的敏感性，以此判斷風路對風網(wǎng)穩(wěn)定性的影響程度;風網(wǎng)是一個動態(tài)變化的網(wǎng)絡，這種方法沒有考慮風阻、風壓的動態(tài)變化，因而很難對整個通風系統(tǒng)的穩(wěn)定性給出正確評價。
(2)通風動力
礦井的通風動力裝置有兩大類，一類是主要通風機：另一類是局部通風機或輔助通風機。其中以主要通風機對通風系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響最大、最直接。礦井主要通風機分離心式和軸流式，它通過機械為礦井通風提供動力，一般為負壓通風。礦井通風系統(tǒng)中主要通風機設備有效度很高，其影響雖然重大，但一般發(fā)生故障的概率很低。局部通風機在礦井通風系統(tǒng)中往往用在掘進或局部需調整風量滿足臨時需要，而其他通風部分改動困難、不經(jīng)濟或改動無法滿足需要時。由于局部通風機在通風網(wǎng)絡的某個分支上加上了一定的動力，從而明顯改變網(wǎng)絡中風流的分布狀況，影響礦井通風系統(tǒng)的穩(wěn)定。
(3)阻力分布
由于不同的通風巷道的斷面積、支護形式、斷面形狀、長度以及風量不同，從而它的阻力大小也不同。礦井通風阻力分布的狀況直接影響到礦井通風情況及風量調節(jié)能力.
三、礦井通風系統(tǒng)安全性優(yōu)化
在進行礦井通風系統(tǒng)安全優(yōu)化分析時，通風系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性是諸多因素中的核心因素，是對礦井通風系統(tǒng)安全性分析的中心環(huán)節(jié)。通風系統(tǒng)的優(yōu)劣直接影響著礦井安全生產(chǎn)及其經(jīng)濟效益，決定著礦井的生產(chǎn)能力和抗災能力。通風系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性主要包括：首先，在一定條件下能保證各個采區(qū)及礦井的通風安全和創(chuàng)造良好的勞動環(huán)境;第二，通風系統(tǒng)簡單、串聯(lián)風路少，通風設施布置合理、堅固可靠，已采區(qū)及其報廢的巷道密閉嚴密，有利于防止自然發(fā)火和防塵，抗災能力強。第三，主扇運行穩(wěn)定，故障少，無喘振，多風井聯(lián)合系統(tǒng)之間無嚴重干擾，工況合理。穩(wěn)定性指風流波動程度，可靠性指風流數(shù)量、質量在規(guī)定范圍內的程度，所以，二者的關系可總結為：穩(wěn)定未必可靠，可靠亦未必穩(wěn)定，十分不穩(wěn)定必不可靠。通風系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性就是通風系統(tǒng)安全性的兩個重要特征，兩者互相配合才能使礦井通風系統(tǒng)安全性處在更佳的狀態(tài)。
1、通風系統(tǒng)的穩(wěn)定性
礦井通風系統(tǒng)的穩(wěn)定性，主要取決于主要通風機的臺數(shù)、主要通風機的相對位置以及其風壓大小，通風網(wǎng)路的結構形式。局部地區(qū)和采區(qū)的風流的穩(wěn)定性，取決于局部或采區(qū)的通風系統(tǒng)。
(1)風路穩(wěn)定性。風路穩(wěn)定性包含兩方面的內容：一是風路風流大小變化，二是風流方向的改變。風路分為普通風路和角聯(lián)風路。對于普通風路，只會發(fā)生風流大小的變化，在角聯(lián)風路中有可能發(fā)生風路方向的改變。大量角聯(lián)分支的存在，使得通風系統(tǒng)總風阻下降，但在災變時期是十分有害的
(2)系統(tǒng)風流穩(wěn)定性。根據(jù)礦井通風網(wǎng)路中各風道風量的最優(yōu)回歸方程，可以確定出影響通風網(wǎng)絡風流穩(wěn)定性的主要風路;在煤礦生產(chǎn)的實際過程中，保持礦井通風系統(tǒng)中風流穩(wěn)定，要求主要通風機穩(wěn)定;建立礦井通風網(wǎng)路中各風道(僅指風機風路和用風風路)的最優(yōu)回歸方程，并確定影響網(wǎng)路風流穩(wěn)定性的主要風路之后，便可采取針對性措施，把主要影響風路的風阻控制在一定范圍內，從而保證礦井網(wǎng)路的風質、風量穩(wěn)定，保證礦井的安全生產(chǎn)。
風路穩(wěn)定性分析時，首先要要收集整理礦井通風系統(tǒng)的基本資料;其次要分析通風網(wǎng)絡結構，找出通風系統(tǒng)中的角聯(lián)巷道和重要巷道作為分析評價的重點;第三要進行通風系統(tǒng)自然分風計算，獲得基本數(shù)據(jù)，在此基礎上，根據(jù)需要，進行風路增阻(降阻)模擬計算，建立風路穩(wěn)定性系數(shù)矩陣;最后，計算上述穩(wěn)定性指標值，通過分析和評價，篩選出影響通風系統(tǒng)穩(wěn)定性的關鍵巷道[3]。通風系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響到系統(tǒng)安全性中井巷風流的穩(wěn)定性、主要通風機的穩(wěn)定性以及礦井等級孔。
2、通風系統(tǒng)的可靠性
礦井通風系統(tǒng)在運行過程中保持其工作參數(shù)值的能力，以維持井巷中必需的滿足要求的清潔風量的供應。所謂礦井通風系統(tǒng)的工作能力是指通風網(wǎng)絡的風量分配符合規(guī)定要求。具體講通風系統(tǒng)可靠性應包含以下幾方面的內容：①在生產(chǎn)時期利用通風動力，以最經(jīng)濟的方式向井下各用風地點供給保質保量的新鮮風流;②保證作業(yè)空間有良好的氣候條件;③沖淡或稀釋有毒有害氣體和礦塵;④在發(fā)生災變時，能有效、及時地控制風向及風量，并與其它措施結合，防止災害的擴大，進而消滅事故?？煽啃砸蛩乜山忉尀橛绊懲L系統(tǒng)風量分配的因素。
從可靠性的角度來看，決定通風系統(tǒng)各部分通風阻力的原始數(shù)據(jù)是否符合實際特別重要。有些數(shù)據(jù)是指支護方式、巷道橫斷面、礦井漏風量等空氣動力特性的數(shù)據(jù)。礦井通風系統(tǒng)各部分的空氣動力阻力(即巷道、通風設施等的風流阻力)是決定井下總入風量的幾個主要因素中的一個因素，同時也用于確定通風網(wǎng)絡相對風量的分配。主要扇風機裝置的工作保持穩(wěn)定狀態(tài)十分重要，在礦井的全部生產(chǎn)期間，必須使其變化不超過規(guī)定范圍。對于礦井通風系統(tǒng)安全性來說，可靠性主要影響反風系統(tǒng)的靈活性、用風點風量情況、礦井風量供需比以及礦井風壓，而抗災能力是可靠性與穩(wěn)定性結合起來共同決定的。
結語
綜上所述，礦井通風系統(tǒng)安全可靠狀況直接決定著整個礦井的安全或危險程度，是煤礦安全工作的重中之重。對礦井通風系統(tǒng)的分析研究，可以及時發(fā)現(xiàn)礦井通風系統(tǒng)中存在的問題和安全隱患，優(yōu)化通風設計，調整和改造現(xiàn)行系統(tǒng)，準確編制應急預案，指導通風安全管理。
參考文獻
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