矿井通风新技术2014218

1、2021-11-21矿井通风新技术矿井通风新技术n主讲人主讲人: :王增明王增明 （教授级高工（教授级高工) )2021-11-22n培训 改变2021-11-23矿井通风新技术矿井通风新技术n一、矿井通风系统及其重要性n二、矿井通风系统存在问题n三、合理安全可靠的矿井通风系统n四、矿井通风系统不稳定性分析2021-11-24一、矿井通风系统及重要性一、矿井通风系统及重要性矿井通风：矿井通风：利用利用机械或自然通风机械或自然通风为动力，使地面空气进入井下，为动力，使地面空气进入井下，并在井巷中做并在井巷中做定向和定量定向和定量流动，最后将污浊空气排出矿井的全流动，最后将污浊空气排出矿井的全过程

2、。过程。即必须源源不断地将地面空气输送到井下各作业地点，以供给即必须源源不断地将地面空气输送到井下各作业地点，以供给人员呼吸，并稀释和排除井下各种有毒、有害气体和矿尘，创人员呼吸，并稀释和排除井下各种有毒、有害气体和矿尘，创造良好的矿内工作环境，保障井下作业人员的身体健康和劳动造良好的矿内工作环境，保障井下作业人员的身体健康和劳动安全。安全。2021-11-25一、矿井通风系统及重要性一、矿井通风系统及重要性n矿井通风系统的基本任务是：矿井通风系统的基本任务是： （1 1）、供给井下足够的新鲜空气，满足人员对氧气的需要。）、供给井下足够的新鲜空气，满足人员对氧气的需要。 （2 2）、冲淡井下有

3、毒有害气体和粉尘，保证安全生产。）、冲淡井下有毒有害气体和粉尘，保证安全生产。 （3 3）、调节井下气候，创造良好的工作环境。）、调节井下气候，创造良好的工作环境。 “一通三防一通三防”，通风可防止瓦斯集聚、降低粉尘浓度、控制通，通风可防止瓦斯集聚、降低粉尘浓度、控制通风可以防治煤炭自燃、可降低温度。风可以防治煤炭自燃、可降低温度。要保证井下风流的“质”和“量”：量数量满足要求质-气体粉尘浓度、温度、风速等符合安全规程规定2021-11-26n矿井通风系统：矿井通风系统：通风动力、通风网络和通风通风动力、通风网络和通风构筑物的总称。构筑物的总称。n矿井通风方式：矿井通风方式：中央式、对角式、分

4、区式、中央式、对角式、分区式、混合式混合式n主要通风机工作方式：主要通风机工作方式：抽出式和压入式抽出式和压入式一、矿井通风系统及重要性一、矿井通风系统及重要性2021-11-27n瓦斯治理瓦斯治理“十二字十二字”方针：方针：n“先抽后采，先抽后采，以风定产，以风定产，监测监控监测监控”n“十六字十六字”安全工作体系：安全工作体系：p“通风可靠通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位、抽采达标、监控有效、管理到位”的煤矿安全工作的煤矿安全工作体系。该体系明确将体系。该体系明确将“通风可靠通风可靠”作为煤矿灾害防治工作的首要作为煤矿灾害防治工作的首要内容，科学地反映了通风在煤矿灾害防治中的基础作用

5、。内容，科学地反映了通风在煤矿灾害防治中的基础作用。国务院办公厅转发发展改革委、安全监管总局关于进一步加强煤矿国务院办公厅转发发展改革委、安全监管总局关于进一步加强煤矿瓦斯防治工作若干意见的通知瓦斯防治工作若干意见的通知( (国办发国办发201120112626号号) )，要加强通要加强通风管理，确保系统可靠、风量充足，杜绝无风和微风作业。风管理，确保系统可靠、风量充足，杜绝无风和微风作业。一、矿井通风系统及重要性一、矿井通风系统及重要性2021-11-28一、矿井通风系统及重要性一、矿井通风系统及重要性矿井通风系统可靠性：矿井通风系统可靠性：矿井通风系统在运行过程中保持其正常工作参数值的矿井

6、通风系统在运行过程中保持其正常工作参数值的能力，以维持井巷中必须的满足要求的风量供应。能力，以维持井巷中必须的满足要求的风量供应。矿井通风系统稳定性：矿井通风系统稳定性：矿井通风系统某一局部出现变化致使各风道风向变化矿井通风系统某一局部出现变化致使各风道风向变化可能性及风量变化的幅度。可能性及风量变化的幅度。稳定性指标：稳定性指标：风网的稳定性、通风动力的稳定性、通风设施的稳定性。风网的稳定性、通风动力的稳定性、通风设施的稳定性。可靠性和稳定性的关系：两者的概念不同；可靠性和稳定性的关系：两者的概念不同；矿井通风系统可靠，必具备较高的稳定性矿井通风系统可靠，必具备较高的稳定性( (必要必要)

7、)，但矿井通风系统稳定不一，但矿井通风系统稳定不一定包含系统可靠的所有内容定包含系统可靠的所有内容( (不充分不充分) )。通风是基础、通风是基础、瓦斯抽采是措施、安全监瓦斯抽采是措施、安全监测监控是保证测监控是保证2021-11-29一、矿井通风系统及重要性一、矿井通风系统及重要性p构建安全可靠的通风系统是保障矿井安全生产、提高矿井抗灾能力和防治煤矿重特大事故的一项标本兼治、重在治本的关键之策。矿井通风系统是矿井生产系统的重要组成部分。其合理与否，与矿井的稳产、高产，防灾、抗灾能力，经济效益有重大关系，并产生长期影响。2021-11-210一、矿井通风系统及重要性一、矿井通风系统及重要性n安

8、全可靠的通风系统的几项原则安全可靠的通风系统的几项原则n通风系统简单通风系统简单n通风设施可靠通风设施可靠n分区通风分区通风n矿井低负压矿井低负压n通风阻力分布合理通风阻力分布合理n通风机与通风网络匹配通风机与通风网络匹配n具有抗灾能力（避免下行通风）具有抗灾能力（避免下行通风）2021-11-211一、矿井通风系统及重要性一、矿井通风系统及重要性n2005年，全国煤矿共发生死亡事故3341起，死亡5986人，其中，在27起特大瓦斯爆炸事故中，停风引起的瓦斯积聚12起，占44.4%；风量不足引起的5起，占18.5%；通风系统混乱引起的8起，占29.6%；其他因素引起的2起，占7.5%。零星事故

9、零星事故主要是个人违章及工作环境差造成的；主要是个人违章及工作环境差造成的；重大瓦斯事故都是重大瓦斯事故都是因通风系统有问题造成的。因通风系统有问题造成的。表现为：表现为：风量不足、不合理的串联、通风设施多、风量不足、不合理的串联、通风设施多、风门敞开、角联，一条上山既进风又回风风门敞开、角联，一条上山既进风又回风2021-11-2122004年10月20日，河南新密市平陌镇的郑煤集团大平煤矿发生特大瓦斯爆炸事故，148名矿工遇难。2005年2月14日，辽宁孙家湾煤矿发生辽宁孙家湾煤矿发生特大瓦斯爆炸事故特大瓦斯爆炸事故 ，214人死亡。2009年2月33日，山西屯兰煤矿发生特，山西屯兰煤矿发

10、生特大瓦斯爆炸事故大瓦斯爆炸事故 ，78人死亡。2021-11-213n寸二煤矿C:UserswangDocuments王增明最新寸二煤矿案例.pptn兴亚煤矿C:UserswangDocuments王增明最新内蒙古乌拉特前旗兴亚煤炭有限责任公司.pptn四川煤矿C:UserswangDocuments王增明最新四川案例.dps2021-11-214二、矿井通风系统存在问题二、矿井通风系统存在问题采区通风系统采区通风系统不合理不合理通风系统风量通风系统风量不足不足抗灾能力薄弱抗灾能力薄弱剃头下山开采剃头下山开采 多点同时作业多点同时作业 一巷多用一巷多用 缺少专用回风巷缺少专用回风巷 超通风能

11、力生产超通风能力生产 风流短路风流短路 漏风严重漏风严重 阻力分布不合理阻力分布不合理 串联通风串联通风 通通风风系系统统常常见见问问题题通风设施不可靠通风设施不可靠 2021-11-215二、矿井通风系统存在问题二、矿井通风系统存在问题n1 1、通风系统复杂，通风设施多、通风系统复杂，通风设施多 1)1)多水平同时生产：多水平同时生产： 抚顺老虎台矿有抚顺老虎台矿有1010个水平通风，个水平通风，6 6个水平生产。全矿通风个水平生产。全矿通风构筑物构筑物495495处（风门处（风门187187处、风窗处、风窗125125处、密闭处、密闭180180处、风桥处、风桥3 3处），交叉通风多，用风

12、过于集中，巷道失修率高。处），交叉通风多，用风过于集中，巷道失修率高。 2)2)多煤层同时生产：多煤层同时生产： 某矿有某矿有3737处风门和调节窗处风门和调节窗；角联多角联多 3)3)采掘比例失调，生产集中，多点同时作业采掘比例失调，生产集中，多点同时作业 4)4)由于瓦斯治理工程，增加了通风系统复杂程度由于瓦斯治理工程，增加了通风系统复杂程度 2021-11-216二、通风系统存在问题二、通风系统存在问题 2 2、通风阻力高通风阻力高, ,阻力分布不合理阻力分布不合理通风系统阻力高：个别矿井系统阻力高达通风系统阻力高：个别矿井系统阻力高达3000Pa3000Pa。通风阻力分布：通风阻力分布

13、：一般一般进风段进风段阻力占总阻力阻力占总阻力25%25%、用风段阻力占用风段阻力占总阻力总阻力45%45%、回风段阻力占总回风段阻力占总阻力阻力30%30%为宜为宜。据实测统计数据据实测统计数据，我国大多数矿井回风段的通风阻力占总阻，我国大多数矿井回风段的通风阻力占总阻力的力的50%50%70%70%。回风巷通风阻力过大的原因是：回风巷通风阻力过大的原因是：通风断面小，巷道失修严重。通风断面小，巷道失修严重。回风段通风阻力过大，矿井的抗灾能力弱，不利于灾变气体回风段通风阻力过大，矿井的抗灾能力弱，不利于灾变气体的排放，会因出现的排放，会因出现“阻塞效应阻塞效应”，使事故扩大。，使事故扩大。2

14、021-11-2172021-11-218二、通风系统存在问题二、通风系统存在问题n3 3、通风线路长、通风线路长n蒲白局马村矿东风井，L=58km。n现在大型矿井通风路线达10km之多。n4 4、通风设施不稳定、通风设施不稳定n1)1)通风设施设置不合理；通风设施设置不合理；n2)2)通风设施质量差，漏风大，造成有效风量率低；通风设施质量差，漏风大，造成有效风量率低；n3)3)通风设施数量多，管理困难；通风设施数量多，管理困难；2021-11-219n5 5、通风动力影响、通风动力影响n1)1)主要通风机主要通风机n主要通风机在驼峰区附近工作，耗电多，大马拉小车、漏风多，主要通风机在驼峰区附

15、近工作，耗电多，大马拉小车、漏风多，风机陈旧、调风方法不妥，扩散器和风硐不合理，能力低，造风机陈旧、调风方法不妥，扩散器和风硐不合理，能力低，造成超能力生产等。成超能力生产等。n2)2)井下局部通风机井下局部通风机n位置、能力高低与主要通风机提供能量不匹配，位置、能力高低与主要通风机提供能量不匹配，n3)3)自然风压影响大（进风井变为出风井，进风线路变为出风自然风压影响大（进风井变为出风井，进风线路变为出风段）。段）。n4)4)井下辅助通风机井下辅助通风机-辅助通风机能力太大辅助通风机能力太大二、通风系统存在问题二、通风系统存在问题2021-11-220三、合理安全可靠的矿井通风系统三、合理安

16、全可靠的矿井通风系统n一一) )、合理安全可靠的矿井通风系统、合理安全可靠的矿井通风系统n1 1、合理安全可靠的矿井通风系统、合理安全可靠的矿井通风系统n合理的通风系统必须是合理的通风系统必须是技术上先进合理、安全上稳定可技术上先进合理、安全上稳定可靠、经济效益好。靠、经济效益好。n合理的通风系统、主要通风机的安全经济可靠运转是搞合理的通风系统、主要通风机的安全经济可靠运转是搞好矿井安全生产和通风管理的基础。好矿井安全生产和通风管理的基础。以最小的阻力、最低的电耗，把足够的新鲜风量送达用以最小的阻力、最低的电耗，把足够的新鲜风量送达用风地点，并具有较高的防灾抗灾能力。风地点，并具有较高的防灾抗

17、灾能力。2021-11-221三、合理安全可靠的矿井通风系统三、合理安全可靠的矿井通风系统n2 2、合理安全的矿井通风系统、合理安全的矿井通风系统技术先进合理技术先进合理经济合理经济合理稳定可靠稳定可靠矿矿井井风风量量矿矿井井风风压压矿矿井井风风量量供供需需比比吨吨煤煤风风量量矿矿井井等等级级孔孔矿矿井井通通风风方方式式主主要要通通风风机机功功率率主主要要通通风风机机效效率率吨吨煤煤主主要要通通风风机机电电耗耗吨吨煤煤通通风风电电耗耗风风机机运运转转稳稳定定性性矿矿井井抗抗灾灾能能力力用用风风地地点点风风流流稳稳定定性性矿井合理通风系统评判指标层次图矿井合理通风系统评判指标层次图吨吨煤煤通通风

18、风电电耗耗2021-11-222主要通风机总效率主要通风机总效率多风机运行稳定性多风机运行稳定性通风网络的复杂度通风网络的复杂度采区的通风均衡度采区的通风均衡度矿井回风段阻力比矿井回风段阻力比矿井开采集中度矿井开采集中度等积孔等积孔矿井通风总阻力矿井通风总阻力风流逆转危险度风流逆转危险度回风流瓦斯浓度回风流瓦斯浓度风量供需综合指数风量供需综合指数采区的通风设施数采区的通风设施数网络结构合理网络结构合理系统简单系统简单煤煤矿矿通通风风系系统统可可靠靠性性设施可靠设施可靠风量风质达标风量风质达标抗灾能力强抗灾能力强三、合理安全可靠的矿井通风系统三、合理安全可靠的矿井通风系统2021-11-223三

19、、合理安全可靠的矿井通风系统三、合理安全可靠的矿井通风系统n二二) )、技术先进合理、技术先进合理n(1)(1)合理通风系统应能适应合理通风系统应能适应综采、综掘、无煤柱开采和放综采、综掘、无煤柱开采和放顶煤采煤等新技术、新工艺顶煤采煤等新技术、新工艺的推广和应用的推广和应用 ；n(2)(2)通风系统应切合实际，并具有较强的适应能力。通风系统应切合实际，并具有较强的适应能力。 n(3)(3)网络结构合理网络结构合理，风网按需分风时的阻力接近于不加调，风网按需分风时的阻力接近于不加调节手段分风节手段分风( (有时称为自然分风有时称为自然分风) )时的阻力，即在生产矿井时的阻力，即在生产矿井通风网

20、络中尽可能少用调手段；通风网络中尽可能少用调手段；n(4)(4)主要通风机的特性与网络特性相匹配，主要通风机的特性与网络特性相匹配，主要通风机运主要通风机运行的效率高。行的效率高。 2021-11-224三、合理安全可靠的矿井通风系统三、合理安全可靠的矿井通风系统n二二) )、技术先进合理、技术先进合理n(5)通风系统能保质保量地向用风地点供风，风流质量符合规程规定。 n(6)矿井、采区和工作面有完整和畅通的通风系统，有必要而可靠的通风设施；同时巷道失修率不大于6%；n(7)掘进工作面通风系统中的局部通风机的布置合理，通风效果好。n(8)所有井巷和用风地点的风速就不超过规程规定的值，设计风速不

21、应大于0.8倍最大允许值。2021-11-225三、合理安全可靠的矿井通风系统三、合理安全可靠的矿井通风系统n三)、安全性n通风系统的安全性，即具有防灾和抗灾能力。n所谓防灾能力是指不因通风系统不合理和不完善而导致灾害事故发生，通风系统具有消除不安全因素和事故隐患的能力；n所谓抗灾能力是指矿井万一发生某种灾害事故，可以利用现有的通风系统加以控制，限制其扩大，使灾害范围缩小，减少损失。2021-11-226三、合理安全可靠的矿井通风系统三、合理安全可靠的矿井通风系统n三三) )、安全性、安全性n高的防灾抗灾能力要求通风系统达到以下要求：高的防灾抗灾能力要求通风系统达到以下要求：n(1)(1)通风

22、系统简单、可靠和稳定性好通风系统简单、可靠和稳定性好( (用风地点风向不变，用风地点风向不变，风量变化幅度不太大风量变化幅度不太大) )处于角联巷道上的用风点，应有处于角联巷道上的用风点，应有可靠的通风设施保证其风流稳定。可靠的通风设施保证其风流稳定。n(2)(2)开采有自燃倾向煤层时开采有自燃倾向煤层时，其通风系统应有利于预防，其通风系统应有利于预防自然发火；能避免平行异向的新、乏风流包围采空区，自然发火；能避免平行异向的新、乏风流包围采空区，防止采空区的漏风引起遗煤自燃发火。防止采空区的漏风引起遗煤自燃发火。n(3)(3)有利于降低采掘工作面风流中的瓦斯和矿尘有利于降低采掘工作面风流中的瓦

23、斯和矿尘浓度，浓度，能防止瓦斯超限和瓦斯聚积能防止瓦斯超限和瓦斯聚积n(4)(4)通风系统具有可调性通风系统具有可调性，有可靠而灵活的矿井或采区，有可靠而灵活的矿井或采区反风设施。矿井或某采区万一发生灾害时，容易按要求反风设施。矿井或某采区万一发生灾害时，容易按要求控制和调度风流，防止灾害扩大。控制和调度风流，防止灾害扩大。n(5)(5)有利于降温有利于降温，能创造良好适宜的气候条件。，能创造良好适宜的气候条件。2021-11-227三、合理安全可靠的矿井通风系统三、合理安全可靠的矿井通风系统n四四) )、经济合理、经济合理n矿井通风系统应在保证安全的条件下，力求经济合理。矿井通风系统应在保证

24、安全的条件下，力求经济合理。影响矿井通风经济指标的因素有：影响矿井通风经济指标的因素有：n(1)(1)主要通风机的购置、安装和运行费用主要通风机的购置、安装和运行费用。要求选择价。要求选择价格比较低、效率高、高效区宽、可调性好的主要通风格比较低、效率高、高效区宽、可调性好的主要通风机，机，n(2)(2)专用通风巷道的掘进和维护费用专用通风巷道的掘进和维护费用。要求专用通风巷。要求专用通风巷道少，并采用经济断面。道少，并采用经济断面。n(3)(3)矿井和局部风量调节方法的合理性矿井和局部风量调节方法的合理性。要求主要通风。要求主要通风机运行的效率高、费用最低。机运行的效率高、费用最低。n(4)(

25、4)局部通风机运行费用局部通风机运行费用。局部通风机是矿井通风系统。局部通风机是矿井通风系统的一个重要组成部分，其总功率与主要通风机几乎平的一个重要组成部分，其总功率与主要通风机几乎平衡，在有些矿井中局部风机总功率甚至大于主要通风衡，在有些矿井中局部风机总功率甚至大于主要通风机功率，因此，局部通风机的选用不可忽视。机功率，因此，局部通风机的选用不可忽视。2021-11-228三、合理安全可靠的矿井通风系统三、合理安全可靠的矿井通风系统五五) )、主要通风机安全可靠经济运行、主要通风机安全可靠经济运行n1 1、煤矿主要通风机安全经济运行的涵义、煤矿主要通风机安全经济运行的涵义n主要通风机安全经济

26、运行是一个主要通风机安全经济运行是一个相对概念相对概念，一般是指在给定的一般是指在给定的矿井开拓布局和通风系统矿井开拓布局和通风系统下，保证下，保证矿井安全条件矿井安全条件下，下，主要通风机电量主要通风机电量达最小达最小。2021-11-229三、合理安全可靠的矿井通风系统三、合理安全可靠的矿井通风系统五五) )、主要通风机安全可靠经济运行、主要通风机安全可靠经济运行n2 2、从开采、通风设计和生产管理等多方面、各个环节上着、从开采、通风设计和生产管理等多方面、各个环节上着手进行手进行 n(1)要求地质部门勘探提供的设计资料可靠；n(2)在开采设计时，要求采面布局和接替安排合理，生产过程中实行

27、计划均衡生产；n(3)通风设计要求所决定的通风系统合理，风量、风压参数计算准确，选择的主要通风机效率高、高效区宽、调节性能好；n(4)主要通风机运行过程中能及时而合理进行工况调节，使矿井阻力与主要通风机特性相匹配；n(5)主要通风机安装、维修符合质量标准，在运行过程中做到定期检修维护，使之处于完好状态。2021-11-230三、合理安全可靠的矿井通风系统三、合理安全可靠的矿井通风系统五五) )、主要通风机安全可靠经济运行、主要通风机安全可靠经济运行n3 3、 煤矿主要通风机安全经济运行的影响煤矿主要通风机安全经济运行的影响 风机特性-从主要通风机安全经济运行角度出发，衡量风机性能好坏的指标，一

28、是最高效率值；二是高效区范围大小；三是性能可调性。风机型号生产厂家可调性反风装置主要技术参数GAF上海风机厂好反转反风静压效率85%BDK系列燕京、湖南较好反转反风静压效率85%KZS系列山东维坊不可调反转反风静压效率85%2K系列沈阳不可调反转反风全压效率90%K4系列沈阳不可调反风道反风全压效率90%G4系列沈阳不可调反风道反风全压效率90%GVI德国TCT公司好调叶片反风静压效率85%ANN英国豪顿公司 好调叶片反风全压效率90%2021-11-231三、合理安全可靠的矿井通风系统三、合理安全可靠的矿井通风系统五五) )、主要通风机安全可靠经济运行、主要通风机安全可靠经济运行 3 3、

29、煤矿主要通风机安全经济运行的影响因素煤矿主要通风机安全经济运行的影响因素n注意注意实际实际运行运行特性特性与出与出厂特厂特性的性的差异差异14016018020022024026028030050100150200250300350400450500-5度 实 测 曲 线+5度 实 测 曲 线-5度 出 厂 曲 线+5度 出 厂 曲 线风 机 装 置 静 压 (dP a ) 风 机 风 量 (m 3/s )当前工况点2021-11-232三、合理安全可靠的矿井通风系统三、合理安全可靠的矿井通风系统五五) )、主要通风机安全可靠经济运行、主要通风机安全可靠经济运行 3 3、 煤矿主要通风机安全经

30、济运行的影响因素煤矿主要通风机安全经济运行的影响因素n(4)(4)主要通风机运行压力高主要通风机运行压力高 某矿某矿19981998年西风井风机负压在年西风井风机负压在359035903899Pa3899Pa之间，之间，负压高，井口风门两侧压力大、外部漏风大，风门开启困负压高，井口风门两侧压力大、外部漏风大，风门开启困难，给生产运输和通风管理带来困难难，给生产运输和通风管理带来困难; ;n(5)(5)主要通风机与电机不匹配主要通风机与电机不匹配n 某矿某矿19981998年西风井风机，初期所需电机功率为年西风井风机，初期所需电机功率为529kw529kw左右。而西风井所配风机额定功率为左右。而

31、西风井所配风机额定功率为1600kw1600kw，西风井电机，西风井电机功率与风机输出功率不匹配、造成功率与风机输出功率不匹配、造成“大马拉小车大马拉小车”。 n; ;2021-11-233三、合理安全可靠的矿井通风系统三、合理安全可靠的矿井通风系统五五) )、主要通风机安全可靠经济运行、主要通风机安全可靠经济运行 3 3、 煤矿主要通风机安全经济运行的影响因素煤矿主要通风机安全经济运行的影响因素n(6)(6)工况点合理位置工况点合理位置n工况点位置决定风机的实际运行效率，并工况点位置决定风机的实际运行效率，并反映风机与风网的匹配性。任何高效风机的反映风机与风网的匹配性。任何高效风机的高效区总

32、有一定的范围，高效区范围之外还高效区总有一定的范围，高效区范围之外还存在较大范围的低效区，如果工况点位置处存在较大范围的低效区，如果工况点位置处于低效区内，再高效的风机也是低效运行。于低效区内，再高效的风机也是低效运行。n例如某例如某矿西风机矿西风机开始运行效率非常低。某开始运行效率非常低。某矿安装矿安装的的K4-73K4-73风机，虽然铭牌上全压效率风机，虽然铭牌上全压效率达达99%99%，但实际运行仅有，但实际运行仅有30%30%50%50%。2021-11-234三、合理安全可靠的矿井通风系统三、合理安全可靠的矿井通风系统五五) )、主要通风机安全可靠经济运行、主要通风机安全可靠经济运行

33、 3 3、 煤矿主要通风机安全经济运行的影响因素煤矿主要通风机安全经济运行的影响因素n工况点不合理主要原因：工况点不合理主要原因：n(A)(A)选用风机时余量过多，风机能力超过实际需要。选用风机时余量过多，风机能力超过实际需要。n(B)(B)通风设计的基础资料不准确通风设计的基础资料不准确( (如瓦斯涌出量预测偏大等如瓦斯涌出量预测偏大等种种原因种种原因) )，使矿井需风量或风压计算过高，造成风机能力，使矿井需风量或风压计算过高，造成风机能力过大，工况点与设计值相差较大。某矿设计总风量过大，工况点与设计值相差较大。某矿设计总风量6780m6780m3 3/min/min，东风井，东风井2130

34、Pa2130Pa，西风井，西风井1490 Pa1490 Pa，实际使用时，实际使用时，Q=6130 mQ=6130 m3 3/min/min，东风井，东风井H=950 PaH=950 Pa，西风井，西风井H=850 PaH=850 Pa n (C)(C)矿井通风阻力在主要通风机服务期内变化较大，风机矿井通风阻力在主要通风机服务期内变化较大，风机调节性能差，不适应矿井通风阻力的变化调节性能差，不适应矿井通风阻力的变化。某。某矿矿设计有东设计有东西两个风井，均安装西两个风井，均安装G4-73-01-NO28G4-73-01-NO28风机，风机，19901990年投产，需年投产，需风风12000 m

35、12000 m3 3/min/min，矿井通风阻力为，矿井通风阻力为2400 Pa2400 Pa，只运行一个风，只运行一个风机，其能力仍有富余，不得不用闸门调节，机，其能力仍有富余，不得不用闸门调节，闸门产生阻力闸门产生阻力约约4000 Pa4000 Pa2021-11-235三、合理安全可靠的矿井通风系统三、合理安全可靠的矿井通风系统五五) )、主要通风机安全可靠经济运行、主要通风机安全可靠经济运行 3 3、 煤矿主要通风机安全经济运行的影响因素煤矿主要通风机安全经济运行的影响因素n(D)(D)国家风机产品系列存在问题，便使得用户难以选择风量国家风机产品系列存在问题，便使得用户难以选择风量和

36、风压均合适的风机和风压均合适的风机 。n(E)(E)风峒结构不合理造成入口风流不稳定。风峒阻力大。风峒结构不合理造成入口风流不稳定。风峒阻力大。n一般矿井此项阻力在一般矿井此项阻力在200200300Pa300Pa，有的达，有的达500500800 Pa800 Pa。鸡西矿务局鸡西矿务局统计风峒阻力一般为统计风峒阻力一般为300300700 Pa700 Pa ；淮南新庄淮南新庄孜矿孜矿4 4个风峒阻力个风峒阻力进行测定的结果显示进行测定的结果显示阻力大于阻力大于200 Pa 200 Pa 的的占占50%50%。花家湖矿。花家湖矿风峒阻力风峒阻力218 Pa218 Pa，造成风峒阻力大的原因造成

37、风峒阻力大的原因是其结构和尺寸设计不合理，施工质量差。转弯不圆滑、是其结构和尺寸设计不合理，施工质量差。转弯不圆滑、断面突然变化、有的断面小，长度大。例如断面突然变化、有的断面小，长度大。例如淮北芦岭矿中淮北芦岭矿中央风井风峒长约央风井风峒长约60m60m，阻力损失约，阻力损失约800Pa800Pa。2021-11-236三、合理安全可靠的矿井通风系统三、合理安全可靠的矿井通风系统五五) )、主要通风机安全可靠经济运行、主要通风机安全可靠经济运行 3 3、 煤矿主要通风机安全经济运行的影响因素煤矿主要通风机安全经济运行的影响因素n(7)(7)调节方法不合理调节方法不合理n对于采用离心式风机的矿

38、井，当受地质构造、瓦斯涌出对于采用离心式风机的矿井，当受地质构造、瓦斯涌出量变化等因素影响，实际量变化等因素影响，实际生产安排与设计有较大生产安排与设计有较大的出入，的出入，造成工况点与设计值相差较大时，往往采用不经济的调节造成工况点与设计值相差较大时，往往采用不经济的调节方法。有些矿井方法。有些矿井选用的主要通风机能力过大选用的主要通风机能力过大，不能正确估，不能正确估计生产的计生产的递增幅度，生产波动、风量偏大递增幅度，生产波动、风量偏大时，想增加调节时，想增加调节设施，但又怕影响生产和花费资金，只好较长时间地采用设施，但又怕影响生产和花费资金，只好较长时间地采用增阻调节增阻调节。n(8)

39、(8)矿井外部漏风矿井外部漏风n矿井外部漏风一般矿井占矿井外部漏风一般矿井占10%10%左右，有的高达左右，有的高达15%15%20%20%。外部漏风所占的比例即等于其无益功耗所占的比例。外部漏风所占的比例即等于其无益功耗所占的比例。 2021-11-237三、合理安全可靠的矿井通风系统三、合理安全可靠的矿井通风系统五五) )、主要通风机安全可靠经济运行、主要通风机安全可靠经济运行 4 4、实现主要通风机安全经济运行的对策与措施、实现主要通风机安全经济运行的对策与措施n一是确定通风系统；二是选择风机。一是确定通风系统；二是选择风机。n(1)(1)、矿井通风系统应设计合理，并符合实际、矿井通风系

40、统应设计合理，并符合实际nA A、实际生产布局应尽量按设计进行安排、实际生产布局应尽量按设计进行安排nB B、 风量计算和分配应符合实际风量计算和分配应符合实际n例如，某矿在设计初期时参照相邻矿开采例如，某矿在设计初期时参照相邻矿开采C13C13煤层煤层组的瓦斯涌出量与含量的关系，预测组的瓦斯涌出量与含量的关系，预测-530m-530m水平的水平的瓦斯涌出量为瓦斯涌出量为10.59m10.59m3 3/t/t，全矿配风，全矿配风350m350m3 3/s/s，主要，主要回风道断面按此设计，而开采的实践表明，一水平回风道断面按此设计，而开采的实践表明，一水平瓦斯涌出量为瓦斯涌出量为24.79 m

41、24.79 m3 3/t/t，全矿风量，全矿风量560m560m3 3/s/s，造成，造成投产后因通风能力不足而使生产能力受到限制。投产后因通风能力不足而使生产能力受到限制。2021-11-238三、合理安全可靠的矿井通风系统三、合理安全可靠的矿井通风系统五五) )、主要通风机安全可靠经济运行、主要通风机安全可靠经济运行 4 4、实现主要通风机安全经济运行的对策与措施、实现主要通风机安全经济运行的对策与措施n(2)(2)、合理选择风机、合理选择风机nA A、 准确预算风机服务年限内的最大和最小的工作压力准确预算风机服务年限内的最大和最小的工作压力nB B、 选择性能优良的风机和电机选择性能优良

42、的风机和电机 (3)(3)、优化工况调节方法、优化工况调节方法 n选择风机调节方案时应考虑的条件是：选择风机调节方案时应考虑的条件是：n(a)(a) 调节量与调节期长短；调节量与调节期长短；n(b)(b) 调节效果；调节效果；n(c)(c) 调节设施的投资与回收期；调节设施的投资与回收期；n(d)(d) 调节的可靠性；调节的可靠性；n(e)(e)调节设施易于维护。调节设施易于维护。2021-11-239三、合理安全可靠的矿井通风系统三、合理安全可靠的矿井通风系统n六六) )、矿井网络结构合理性、矿井网络结构合理性n通风网络结构通风网络结构是指巷道之间互相连接的形式。是指巷道之间互相连接的形式。

43、n通风网络结构合理性通风网络结构合理性在网路参数在网路参数( (包括分支数及其各分支包括分支数及其各分支的井巷风阻的井巷风阻) )和总供风量相同条件下，矿井通风阻力和总和总供风量相同条件下，矿井通风阻力和总风阻小的网路即为结构合理；反之则不合理。风阻小的网路即为结构合理；反之则不合理。2021-11-240三、合理安全可靠的矿井通风系统三、合理安全可靠的矿井通风系统工况点工况点自然分风自然分风固定分风固定分风a(2)a(2)b(2)b(2)a(1)a(1)b(1)b(1)Q Q70.170.165.865.864.164.164.364.3H H136613661324132415861586

44、13851385R R0.02780.02780.03060.03060.03860.03860.03350.0335不同网路结构和配风时的解算结果表不同网路结构和配风时的解算结果表六六)、网络结构合理性、网络结构合理性虽然两个网路中各分支的风阻参数、用风地点配风量和矿井虽然两个网路中各分支的风阻参数、用风地点配风量和矿井的总风量相同，但由于其分支排列结构不同，矿井的总阻力的总风量相同，但由于其分支排列结构不同，矿井的总阻力和总风阻不相等，和总风阻不相等，网路网路b b比比a a的总阻力降低了的总阻力降低了200200PaPa。由此可见，。由此可见，矿井通风系统的网络结构对其总阻力、总风阻有重

45、要影响。矿井通风系统的网络结构对其总阻力、总风阻有重要影响。2021-11-241三、合理安全可靠的矿井通风系统三、合理安全可靠的矿井通风系统六六)、网络结构合理性、网络结构合理性HHKN网络合理性系数网络合理性系数K K自然分风压力自然分风压力HNHN是指采煤工作面按自然分风解算，其余所是指采煤工作面按自然分风解算，其余所有的用风地点都按实际需风量进行网络解算，所得到风机有的用风地点都按实际需风量进行网络解算，所得到风机压力。压力。按需分风压力按需分风压力H H是指除通风最困难的工作面外，其余的用风是指除通风最困难的工作面外，其余的用风地点都按实际需风量进行网络解算，得到的风机压力。地点都按

46、实际需风量进行网络解算，得到的风机压力。单一风机通风系统单一风机通风系统K K值应在值应在1 1以下。以下。K K值越大，说明调节量越值越大，说明调节量越小，网络结构较合理，反之亦然。小，网络结构较合理，反之亦然。一般要求一般要求K K0.850.85。如果如果K K0.60.6，则在采掘布局上加以注意和改进。，则在采掘布局上加以注意和改进。2021-11-242三、合理安全可靠的矿井通风系统三、合理安全可靠的矿井通风系统七)、矿井最大阻力路线矿井最大阻力路线n1)1)最大阻力路线最大阻力路线n在生产矿井的通风系统中，其最大阻力路线是从进风井口在生产矿井的通风系统中，其最大阻力路线是从进风井口

47、经过用风地点经过用风地点( (采煤工作面采煤工作面) )到回风井口的所有风流路线中没到回风井口的所有风流路线中没有安设增阻设施的一条风流路线。有安设增阻设施的一条风流路线。n2)2)确定最大阻力路线的意义确定最大阻力路线的意义n(1)(1)最大通风阻力路线上的最大通风阻力路线上的阻力分布阻力分布是是降低矿井的通风阻力降低矿井的通风阻力依据依据n(2)(2)最大通风阻力路线上的最大通风阻力路线上的总阻力总阻力是是通风设计时选择主要通通风设计时选择主要通风机的重要技术参数风机的重要技术参数n(3)(3)生产矿井，最大通风阻力路线上的生产矿井，最大通风阻力路线上的总阻力总阻力是非最大通风是非最大通风

48、阻力路线上阻力路线上采取增阻调节的依据采取增阻调节的依据。2021-11-243三、合理安全可靠的矿井通风系统三、合理安全可靠的矿井通风系统七)、最大阻力路线最大阻力路线3)、生产矿井最大阻力路线的确定方法n(1)绘制通风系统网络图；n(2)找出各用风地点( 采煤工作面)所在的通路，没有安设调节窗的用风地点所在的通路即为最大阻力路线(关键阻力路线)n(3)如果所有的通路上都安设有调节窗，则说明至少有一条通路上的调节设施是不合理的。n(4)最大阻力路线在矿井中的位置不是一成不变的。它随着生产布局的变化、需风量的变化和网络结构的变化及其某些分支的通风参数变化而变化。2021-11-244三、合理安

49、全可靠的矿井通风系统三、合理安全可靠的矿井通风系统七七)、最大阻力路线最大阻力路线n4)4)、降低矿井通风阻力的原则、降低矿井通风阻力的原则n(1)(1)把好通风设计和生产布局把好通风设计和生产布局( (采掘接替采掘接替) )关关，合理安排采掘，合理安排采掘接替和配风，优选通风巷道断面，以形成一个各通路阻力均接替和配风，优选通风巷道断面，以形成一个各通路阻力均衡、关键路线流程短、井巷风阻小的网络结构；衡、关键路线流程短、井巷风阻小的网络结构；n(2)(2)主要通风机能力与网路特性相匹配主要通风机能力与网路特性相匹配，避免用增阻法调节，避免用增阻法调节矿井总风量；矿井总风量；n( (3)3)加强

50、科学管理加强科学管理，避免在关键阻力路线上增加不必要的风，避免在关键阻力路线上增加不必要的风阻；阻；n( (4)4)有针对性地采取一些降低关键路线上阻力的措施有针对性地采取一些降低关键路线上阻力的措施。 2021-11-245三、合理安全可靠的矿井通风系统三、合理安全可靠的矿井通风系统七)、最大阻力路线最大阻力路线n7374测段降阻，最明显，矿上将7374段进行扩断面(由89m2扩到12 m2)，整个矿井阻力降了300Pa。总阻力由5200 Pa降到4900 Pa n2005年某矿中央通风系统的最大阻力路线为：从副井西大巷西三大巷西三石门车场13煤轨道下山2622（3）工作面13煤回风下山西三

51、回风巷西三总回风道西翼总回风道中央风井。 2021-11-246四、矿井通风系统不稳定性分析四、矿井通风系统不稳定性分析1、风流不稳定性风流不稳定性1)1)矿井通风系统稳定性：矿井通风系统稳定性：矿井通风系统某一局部出现变化致使各矿井通风系统某一局部出现变化致使各风道风向变化可能性及风量变化的幅度。风道风向变化可能性及风量变化的幅度。2)2)稳定性指标：稳定性指标：风网的稳定性、通风动力的稳定性、通风设施的风网的稳定性、通风动力的稳定性、通风设施的稳定性。稳定性。n3)3)风流不稳定的表现：风流不稳定的表现：风流方向发生变化；风量大小变化幅度超过允许范围。风流方向发生变化；风量大小变化幅度超过

52、允许范围。n4)4)风流不稳定现象的分类风流不稳定现象的分类n (1)(1)、正常生产时期的风流不稳定、正常生产时期的风流不稳定 由于通风动力引起的风流不稳定由于通风动力引起的风流不稳定 由于通风网路引起的风流不稳定由于通风网路引起的风流不稳定 (2)(2)灾变时期的风流不稳定灾变时期的风流不稳定n风流不稳定是煤矿事故的导因之一：风流不稳定是煤矿事故的导因之一：可导致瓦斯超限或风温升高，甚至引起瓦斯煤尘爆炸。可导致瓦斯超限或风温升高，甚至引起瓦斯煤尘爆炸。2021-11-247四、矿井通风系统不稳定性分析四、矿井通风系统不稳定性分析2 2、正常生产时期的风流不稳定、正常生产时期的风流不稳定n1

53、)1)由于通风动力引起的风流不稳定由于通风动力引起的风流不稳定 A A、主要通风机工作不稳定引起的、主要通风机工作不稳定引起的在在驼峰区驼峰区附近工作，风机的喘振，有的矿甚至出现风机附近工作，风机的喘振，有的矿甚至出现风机“飞飞动动” ；多风机相互干扰，；多风机相互干扰，相互相互“抢风抢风”nB B、井下辅助通风机对风流稳定性的影响、井下辅助通风机对风流稳定性的影响n辅扇对主扇的影响；辅扇能力太大引起并联分支风量不足、辅扇对主扇的影响；辅扇能力太大引起并联分支风量不足、反向或停滞；辅扇附近进风主巷中风门的启闭；主扇、辅扇停反向或停滞；辅扇附近进风主巷中风门的启闭；主扇、辅扇停电停转电停转nC

54、C、井下局部通风机影响、井下局部通风机影响nD D、自然风压引起的、自然风压引起的 2021-11-248四、矿井通风系统不稳定性分析四、矿井通风系统不稳定性分析2 2、正常生产时期的风流不稳定、正常生产时期的风流不稳定n2)2)由于通风网路引起的风流不稳定由于通风网路引起的风流不稳定 A A、风流短路造成的风流剧烈波动、风流短路造成的风流剧烈波动包括风门的开闭；防爆门的开闭对风流影响。nB B、角联网路多、角联网路多n对角分支风流不稳定对角分支风流不稳定2134561。中风向由，分支中风流停滞；，分支；中风向由，分支32515123513241RRRRK2021-11-249n角联分支分析角联分支分析-应用分析软件对矿角联进行分析：应用分析软件对矿角联进行分析：n全矿井全矿井共有共有2727条分支处在角联上，网络复杂度条分支处在角联上，网络复杂度25.725.7% %，n跨不同系统角联跨不同系统角联有有2121条，网络复杂度条，网络复杂度20.020.0% %；n东风井系统东风井系统角联分支角联分支1818条，网络复杂度条，网络复杂度17.117.1% %，n西风井系统西风井系统角联分支角联分支5 5条，网络复杂度条，网络复杂度4.84.8%