矿井通风与瓦斯治理技术XXXX-12[1]

矿井通风与瓦斯治理技术务川县安监局煤炭管理所副所长王川联系电话：[phone]Email:[e-mail]内容提要►1、概述►2、矿井通风阻力测定►3、矿井通风系统优化及改造►4、采掘工作面通风系统与瓦斯治理►5、矿井通风系统可视化实时动态模拟►6、矿井通风能力核定及优化►7、多风井多风机联合运转通风系统稳定性一、概述►矿井通风的目的与任务矿井通风瓦斯预测气温预测矿井需风量按有效地稀释和排除有毒有害气体、浮尘，创建适宜的气候条件，有利于防灾等通风方法防治各种灾害矿井通风瓦斯防治自燃防治热害防治粉尘防治矿井通风系统组成矿井通风系统通风井巷网络通风设施通风动力装置矿井通风系统的特点►动态性影响通风网络拓扑结构随时间的变化通风巷道和通风构筑物的空气动力学性能老化通风机空气动力学性能老化►非稳定性影响通风机设备维修倒台井巷运输提升设备活动风门的启闭风窗的调节二、矿井通风阻力测定►阻力测定原理：►根据能量方程，在两个均匀流断面上通过测量平均的风速v、气压p、干湿球温度td，以及两断面的高程、间距和断面积。两断面的压头损失——阻力计算式：22()1()()()2LijijijijiijjHppgzzvviviidiipptp378.01003488.02/LLLRHQULRSL3►2.1测定方法的选择压差计—胶皮管法气压计法►2.2制定测定方案的原则测定时间：►选择在系统稳定的时间段进行►分组分次测量，每次测量所需时间控制在6-8小时基点法（逐点巡回）同步法混合法►2.2制定测定方案的原则测风地点布置要求：能检验出节点风量的闭合差测压地点布置要求：►能检验回路阻力的闭合差；►分组分次独立测量一条巷道。对于不同组和不同次的测点集合之间存在的关联巷道应包含在同组和同一次测量中。测线选择：►选择测定最大阻力路线，检验系统阻力测量精度►选择辅助测线应能与最大阻力路线直接形成闭合回路►选择一些关键的进、回风道之间的风门，测定其两端的压差，作为对主要通风路线阻力测定的闭合检验。通风阻力测定实例334联巷1228回风联巷3229风巷134运顺134上风巷上轨中央前段运顺3229底分层后段运顺3229顶分层运顺大岭延伸段上五斜井上五原风井32211集运前段32211中段运顺1905大巷反掘1905大巷正掘阴坡行人井阴坡斜井阴坡主皮带井上一运上上一水仓12212瓦尾巷146回顺上一总回风大峰平硐西沟斜井12211运顺12212中巷掘进12212回风12212运输顺槽12212进风联巷1228（2）运输顺槽1228（2）回风顺槽2210G5运顺2210G5回顺大岭上一段1226集运延伸1226集运中央车场大岭上三段3229风巷351A3227集运前段3229集运后段3229集运前段3227集运351机巷351风巷3225集运上三轨上通风阻力测定方案►根据通风网络图，布置测点共101个。按风流系统、测点分布、测量时间、选定4条测线如下：►①第一天第一条测线：►59—60—57—58—56—54—55—49—47—48—46—45—43—27—53—52—51—16—42—41—40—39—38—44—30—34—32，共27个测点。►②第一天第二条测线：►1—2—3—9—4—5—10—6—50—7—8—12—11—13—14—18—17—15—23—22—24—25—26—28—99—29—21—20，共28个测点。►③第二天第一条测线：►62—63—61—64—65—98—66—88—67—68—69—70—71—72—73—74—75—76—77—78—79—80—34—33—100—35，共26个测点。►④第二天第二条测线：►81—82—83—84—85—87—86—88—89—90—91—92—93—94—95—96—97—99—32—31—101—37，共22个测点。通风阻力测定结果分析系统编号系统名称风机负压Pa系统阻力Pa自然风压Pa检验精度%1上三采区风井系统1919.821948.5427.60.052上一采区风井系统1781.651799.3817.70.46通风阻力测定精度检验表最大通风阻力路线的阻力分布测定表系统项目进风段用风段回风段总计上一采区线路81-82-83-85-86-69-6868-71-72-73-74-75-76-77-78-65-6464-63-61通风阻力（Pa）341.02585.93872.421799.38所占比例（%）18.95%32.56%48.48%100%上三采区线路35-31-3030-26-25-27-99-20-19-15-14-18-17-16-11-7-66-5-4-9-3-2通风阻力（Pa）136.09943.50868.461948.54所占比例（%）7.2%48.42%44.57%100%三、矿井通风系统优化改造►3.1优化改造的必要性准则矿井通风方法的变化，第一水平为压入式通风，开采延深至下水平改为抽出式；矿井生产能力增加，通风系统不能与之相适应；由于矿井的扩区、延深引起通风系统的变化；由于瓦斯、地温出现异常变化，超出原设计值，使得原有通风系统无法满足要求；由于各种原因造成矿井主要通风机能力与矿井通风阻力不相匹配等。矿井通风阻力严重超标，阻力分布不合理3.2矿井通风系统优化改造的原则►1、通风方式合理各种通风系统完善，通风网络结构简单；采用分区独立通风，尽量不用串联通风，抗灾能力强。►2、通风网络风量分配与调节合理，风流稳定，无风流不稳定角联风路。有效风量率高，漏风小；►3、通风阻力分布合理，阻力小；►4、通风设施布置合理，数量少；►5、矿井主要通风机运行稳定、可靠、高效经济。单台主要通风机风压特性与通风网络风阻特性相匹配；多风井风机联合运转稳定，相互干扰小。3.3通风系统优化改造的目标和策略►总目标：在通风系统服务年限内，在保证矿井生产能力所需的风量要求下，使主通风机与通风网络始终保持合理匹配的状况，实现矿井通风系统安全可靠、高效经济的运行。►总策略：矿井通风系统改造应立足现状、着眼长远，统筹兼顾，因地制宜，以降低矿井通风阻力，增加风量，提高主要通风机效率，减少漏风为主进行综合治理，达到增风、节能、安全生产的目的。可采取的改造措施►简化通风系统：封闭报废巷道，拆除不合理多余的通风设施►降低关键风路上的摩擦阻力：调整改善进风与回风系统，减少风流不合理折返，缩短进、回风路线的长度。►修复失修的巷道、扩大巷道通风断面►增加并联巷道：利用井下的原有巷道或新开井下巷道►降低关键风路上的局部阻力：减小总进、回风巷道转弯处、风井与风硐连接处、扩散塔转角处的风流损失。►报废淘汰陈旧的主通风机，更换新型高效风机►新开凿进风井、回风井，大幅度缩短通风流程3.4通风系统优化改造的步骤►明确改造的目标和任务►当前通风系统的调查矿井生产采掘计划矿井通风图纸、数据等相关资料进行矿井通风阻力测定和主要通风机性能鉴定►当前通风系统的分析分析当前通风系统存在的主要问题►矿井通风能力分析►矿井通风网络运行状况分析►主要通风机装置性能分析►根据当前生产和未来发展规划，通风系统无法满足安全生产的要求时，提出优化改造的意见，并进行必要性和可行性分析论证。►改造方案的拟定从系统存在的问题出发，提出通风系统可行的改造方案。具体从以下三方面考虑：改造通风网络改造主要通风机装置调整通风设施布置，提高通风设施质量►根据矿井瓦斯涌出量预测和风温预测的情况，计算确定不同时期各种可行通风方案下矿井当前和未来的需风量►进行不同时期各种方案的通风模拟，提供各方案技术指标►进行不同时期各种通风方案的安全、技术经济比较评价，选择最佳方案。►制定改造工程计划，组织实施，并进行效果检验。矿井通风系统优化改造实例一优化前通风网络图两翼对角式通风网络图两翼对角式回风系统优化2342243#2####32422X152X153227机巷闭144A风巷Q=2074m/minCH=0.10%S=8mCO=0.10%V=3.45m/s中央变电所阴坡行人斜井阴坡斜井中央车场炸药库1226边界上山中央轨上2X302X3032211前段风巷2X152X15144A机掘1226集运前段32211中巷(后段)32211机巷333运顺2X152X15351运川闭3225集运闭351回川闭2026车场中央绞车房3回川151进风联巷3227集运1回川2回川334联巷闭341联巷上段闭1985煤仓1989车场1907车场3229综采风巷下运巷中央运上32211中巷(中段)2X152X1532211机巷(后段)32211运输石门3229机巷3229综采工作面BD-II-10-NO.302X280-560KW32211回川1运川大岭上三段32211机巷(前段)32211溜煤眼32211集运334联巷闭上三轨上闭334联巷闭334联巷闭1＃341　联巷Q=90m/minCH=0.1%CO=0.1%边界回风大巷上段341联巷上段西风井2004车场上五轨上534联巷边界回风大巷西风井总回上三变电所BD-II-8-NO.242X200-400KW3＃探巷闭2＃探巷闭146采面1＃探巷闭前风巷闭1112212进风联巷12212集运+1905水平运输大巷东风井总回大岭上一段1228回风联巷146机巷146回风2X112X11Q=135m/minCH=0.1%CO=0.10%12212机巷闭1946车场2210运川上一轨上闭2012车场1982车场12212中巷闭12212风巷闭12212瓦尾巷闭133运川闭135运川闭上一变电所12211瓦尾巷12211机巷12212运输石门1914车场12212上山联巷1938车场大峰平峒(进风井)大峰平峒12212上山联巷下段12211中巷12212回风联巷12211风巷上一水仓2210G6机巷上一底车场绕道1226集运延伸上一运上上段2210G6风巷383937361314121148474645434442414035343332312630161829191727281521222023101255150525310567894231999897959694103727169739270677491828183849089544987767577868556576159605558886278796364658024100102104105改换进回风井，减少浅部露头风井地面漏风，防治煤自燃，缩短通风流程最终优化后通风网络图矿井通风系统优化改造实例二1245689109311121314151617120181920212223242526303132333435363738394043444849505152535455565758596061626465666768697071728081828384858687888990919295969798991001011021031041051061071081091101111131141161172829712113713129136135140皮带巷七四轨道暗斜巷主皮带西大巷五一二号皮带五一二号轨道主皮带五一调运巷西大巷主石门5108回风5102回风巷5102运输巷51短壁主巷北斜风井南丰风井1、76采区瓦斯涌出量成倍增加，供风量严重不足2、通风路线长、通风断面小、阻力大3、局部存在漏风11176皮带巷76轨道巷5106运巷5106运巷5100回风巷73轨道8583887513风巷75.2#轨道巷新鲜风流新鲜风流7513运巷测风站临时风门风桥调节风门调节风门永久风门永久密闭局部通风机及风筒局部通风机及风筒8775.2#皮带巷90安全出口818082899175.1#总回75.2总回75进风53447517运输巷7517回风巷39图例图例主要通风机主要通风机乏风乏风30050192291155159161160189184183387601回巷76