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及經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及經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 礦井生產時期的通風
礦井生產時期的通風是指礦井投產后，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，根據礦井生產年限的長短，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。依據這兩個時期的生產情況進行設計計算，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)，應根據礦井整個生產時期的技術經濟因素，做出全面的考慮，以使確定的通風系統(tǒng)既可適應現(xiàn)實生產的要求，又能照顧長遠的生產發(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;礦井年產量、服務年限、開拓系統(tǒng)、回采順序、開采方法;產量分配和作業(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)
根據礦井瓦斯涌出量、礦井設計生產能力、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，網絡分支可達300～600條，網絡節(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、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)通風網絡
空氣在為進行生產或通風及其它特殊用途而掘出的井巷中流動，滿足生產和安全的需要?？諝饬鬟^的井巷就組成了礦井通風系統(tǒng)的通風網絡。通風網絡由通風巷道、通風構筑物組成。通風巷道按其位置在網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。
礦井通風網絡屬于大型復雜網絡，對于這樣一個具有上百條分支的大型復雜網絡，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。通過尋找網絡中各條風路的敏感性，以此判斷風路對風網穩(wěn)定性的影響程度;風網是一個動態(tài)變化的網絡，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、不經濟或改動無法滿足需要時。由于局部通風機在通風網絡的某個分支上加上了一定的動力，從而明顯改變網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及其經濟效益，決定著礦井的生產能力和抗災能力。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。根據礦井通風網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絡風流穩(wěn)定性的主要風路;在煤礦生產的實際過程中，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，從而保證礦井網路的風質、風量穩(wěn)定，保證礦井的安全生產。
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，在此基礎上，根據需要，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在生產時期利用通風動力，以最經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)據是否符合實際特別重要。有些數(shù)據是指支護方式、巷道橫斷面、礦井漏風量等空氣動力特性的數(shù)據。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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