国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

整合礦井復(fù)雜通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化改造

2011-07-07 07:15:52張付濤
中國工程科學(xué) 2011年11期
關(guān)鍵詞:山溝風(fēng)井風(fēng)流

張付濤

(中國煤炭進(jìn)出口公司,北京 100011)

1 前言

中國煤炭進(jìn)出口公司作為山西省煤炭企業(yè)兼并重組主體之一,負(fù)責(zé)兼并重組整合大同、朔州地方煤礦企業(yè),其中對大同市新榮區(qū)唐山溝等14座煤礦進(jìn)行兼并重組整合,將14座煤礦重組為5座煤礦企業(yè)(公司),保有儲量1.414億 t,總計(jì)生產(chǎn)能力達(dá)到510萬t/a;對朔州市周邊6座地方小煤礦,相應(yīng)并入東坡、楊澗、擔(dān)水溝和西沙河4座煤礦,整合保有儲量7.5億t,總計(jì)生產(chǎn)能力達(dá)到480萬t/a。

2 整合礦井概況

唐山溝煤礦位于山西省大同市新榮區(qū),1983年批準(zhǔn)開采,1988年建井投產(chǎn),設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為60萬t/a。2006年整合陳家溝等4座礦井,設(shè)計(jì)能力為90萬t/a。2009年并入中國煤炭進(jìn)出口公司后,又整合了張旺莊煤礦。唐山溝煤礦改擴(kuò)建后產(chǎn)量提升至120萬t/a,采用斜井開拓方式,走向長壁法采煤,主采8號和12號煤層。8號煤層厚度為1.02~1.65 m,平均為1.48 m;12號煤層厚度為1.16~3.31 m,平均為1.82 m。

唐山溝煤礦為低瓦斯礦井,瓦斯絕對涌出量為1.69 m3/min,相對涌出量為1.95 m3/t,煤層的自然發(fā)火期為6個(gè)月,煤塵有爆炸危險(xiǎn)性。礦井采用抽出式通風(fēng)方法和混合式通風(fēng)方法。唐山溝煤礦屬整合礦井,整合后,原有5個(gè)小井逐步井下全部連通,通風(fēng)系統(tǒng)出現(xiàn)零點(diǎn)通風(fēng),且風(fēng)流紊亂,角聯(lián)巷道較多。為了對井田內(nèi)6對風(fēng)井進(jìn)行合理利用并保證礦井安全和高效生產(chǎn),需要對唐山溝礦現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造和優(yōu)化。

3 生產(chǎn)系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)分析

3.1 采掘部署不合理,生產(chǎn)系統(tǒng)復(fù)雜

根據(jù)前期調(diào)研及收集有關(guān)資料,對整合后唐山溝煤礦通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)分析和研究,其主要特征表現(xiàn)為:由于整合前各小井開采煤層和開采深度不同,造成整合礦井同時(shí)開采水平和采掘工作面數(shù)量增多,通風(fēng)系統(tǒng)復(fù)雜,部分工作面難以實(shí)現(xiàn)按需供風(fēng),風(fēng)流控制相當(dāng)困難;同時(shí)下井人員較多,全員效率低,礦井一旦出現(xiàn)異常情況,撤人困難,將不利于礦井的安全生產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì),整合后的唐山溝礦同時(shí)生產(chǎn)水平達(dá)到3個(gè),采面數(shù)量多達(dá)18個(gè)。

隨著采掘作業(yè)面推進(jìn)、采空區(qū)的增加以及采掘工作面的延伸和作業(yè)面的增加,出現(xiàn)了部分風(fēng)流短路、污風(fēng)串聯(lián)、循環(huán)風(fēng)現(xiàn)象,導(dǎo)致瓦斯積聚,甚至發(fā)生瓦斯爆炸,給煤礦安全生產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅。

3.2 通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜,抗災(zāi)能力低

1)多風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn),通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性差。唐山溝礦屬整合礦井,兼并重組后井田內(nèi)同時(shí)布置6對風(fēng)井,通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜。原有5個(gè)小風(fēng)井逐步井下連通后,由于各風(fēng)機(jī)通風(fēng)能力不同,通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)與風(fēng)機(jī)能力不匹配,導(dǎo)致多風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)相互干擾,礦井通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性降低,能耗增加。而且部分風(fēng)井配備的風(fēng)機(jī)老化,效率低,造成通風(fēng)管理工作十分困難。

2)風(fēng)流短路、串聯(lián)現(xiàn)象時(shí)有存在,難以實(shí)現(xiàn)按需供風(fēng)。如唐山溝煤礦井下新鮮風(fēng)流從中一采區(qū)主井進(jìn)風(fēng)后,其中一股新鮮風(fēng)流經(jīng)1120巷后再次分風(fēng)進(jìn)入112北+巷道,然后通過112東巷道匯入污風(fēng),由中二采區(qū)回風(fēng)井排出。新鮮風(fēng)流沒有進(jìn)入用風(fēng)地點(diǎn)就被匯入污風(fēng)而排出,增加了通風(fēng)機(jī)的工作負(fù)擔(dān),使通風(fēng)機(jī)無用能耗變大(見圖1)。

圖1 唐山溝煤礦通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖Fig.1 Ventilation system network of Tangshangou Mine

3)通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜,抗災(zāi)能力弱。唐山溝礦采面布置較多,用風(fēng)地點(diǎn)分散,通風(fēng)設(shè)施多,通風(fēng)線路長,個(gè)別巷道狹窄且頂板垮落現(xiàn)象嚴(yán)重,使得礦井通風(fēng)阻力增大。同時(shí),部分采區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)之間內(nèi)部出現(xiàn)了角聯(lián)巷道,使得部分巷道出現(xiàn)無風(fēng)和風(fēng)流反向,對風(fēng)流穩(wěn)定性造成了極大的影響。由于受自然風(fēng)壓或其他通風(fēng)設(shè)施設(shè)置的影響,極易出現(xiàn)風(fēng)流不穩(wěn)定的情況,大大降低了通風(fēng)系統(tǒng)的可靠性及抗災(zāi)變能力。

4)通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)部漏風(fēng)大,災(zāi)害影響嚴(yán)重。唐山溝煤礦用風(fēng)地點(diǎn)多且分散,導(dǎo)致通風(fēng)設(shè)施(調(diào)節(jié)風(fēng)門、風(fēng)窗等)增多、漏風(fēng)增大、維護(hù)困難,加之多處巷道內(nèi)風(fēng)門等調(diào)風(fēng)設(shè)施質(zhì)量不過關(guān)和采空區(qū)密閉不良等現(xiàn)象,造成礦井通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)部漏風(fēng)增大,有效風(fēng)量率較低,礦井通風(fēng)系統(tǒng)負(fù)壓升高,風(fēng)機(jī)耗能增大。同時(shí)使得采空區(qū)瓦斯涌出異常,原有火區(qū)失去平衡,自燃發(fā)火嚴(yán)重,進(jìn)而導(dǎo)致采場空氣中CO、CH4、CO2等有害氣體超標(biāo),嚴(yán)重影響工作面的正常生產(chǎn)。

4 唐山溝煤礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化

依據(jù)上述唐山溝煤礦通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)研及分析,原有通風(fēng)系統(tǒng)及其設(shè)施已不能滿足礦山生產(chǎn)通風(fēng)的要求,通風(fēng)困難等問題將不斷凸現(xiàn),并且隨著礦井開拓規(guī)模的增大,礦井通風(fēng)系統(tǒng)的負(fù)壓將會加大,漏風(fēng)增大,煤層自燃現(xiàn)象更加嚴(yán)重,礦井安全生產(chǎn)面臨更大困難。因此,建立合理有效的通風(fēng)系統(tǒng)和降低礦井通風(fēng)阻力直接關(guān)系到礦井的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益,必須對唐山溝礦生產(chǎn)系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造和優(yōu)化。具體步驟如下:

4.1 優(yōu)化調(diào)整開拓布局,簡化生產(chǎn)系統(tǒng)

多礦井整合后,造成通風(fēng)路線長、用風(fēng)地點(diǎn)分散、不易實(shí)現(xiàn)按需配風(fēng)和系統(tǒng)整體抗災(zāi)能力減弱。通過通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)算軟件模擬,改變礦井開拓布局,改進(jìn)其通風(fēng)方式,即:整合前5個(gè)進(jìn)風(fēng)井和6個(gè)回風(fēng)井的通風(fēng)系統(tǒng),改為三進(jìn)兩回通風(fēng)系統(tǒng)。整合后保留1#回風(fēng)井和陳家溝回風(fēng)井,將唐山溝回風(fēng)井變?yōu)檫M(jìn)風(fēng)井,封閉陳家溝進(jìn)風(fēng)井,礦井變?yōu)樘粕綔现鞲本靶腥诵本?即唐山溝回風(fēng)井)進(jìn)風(fēng)、1#回風(fēng)井和陳家溝回風(fēng)井回風(fēng)的三進(jìn)兩回通風(fēng)系統(tǒng),通風(fēng)方式改為兩翼對角式。

4.2 優(yōu)化采掘部署,提高機(jī)械化水平

唐山溝礦現(xiàn)有的開拓部署采掘布局不合理,原單個(gè)礦井均部署采掘工作面,采用炮采工藝,單產(chǎn)單進(jìn)低,資源浪費(fèi)嚴(yán)重。通過系統(tǒng)優(yōu)化,減少開采水平數(shù)量及采掘面的數(shù)量,改變開采工藝、采煤方法,提高了生產(chǎn)效率,增加了工作面單產(chǎn),使礦井從原來的3個(gè)水平12掘6采改變?yōu)?個(gè)水平4套綜掘2套綜采,提高了礦井生產(chǎn)能力(見圖2)。同時(shí),使得通風(fēng)路線長和因用風(fēng)地點(diǎn)分散而不易實(shí)現(xiàn)按需配風(fēng)的問題也會得到很好地控制。

圖2 唐山溝煤礦綜合機(jī)械化采煤工作面Fig.2 Comprehensive mechanization coalface of Tangshangou Mine

4.3 優(yōu)化通風(fēng)系統(tǒng),加強(qiáng)巷道管理工作

原有通風(fēng)系統(tǒng)中布置6對風(fēng)井,通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜,通風(fēng)設(shè)施多,通風(fēng)控制困難。因此,在保證礦井正常生產(chǎn)的基礎(chǔ)上,通過關(guān)閉效率低的井巷,開掘新巷道,改變礦井的通風(fēng)方式,以簡化通風(fēng)系統(tǒng),提高通風(fēng)管理工作的效率。對礦井通風(fēng)系統(tǒng)中部分阻力較大的巷道采取了擴(kuò)大巷道斷面、修整損壞巷道、清理巷道堆積物或采用并聯(lián)巷道(利用已有巷道)等措施,降低礦井通風(fēng)系統(tǒng)阻力,簡化通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。

1)通風(fēng)阻力測定。依據(jù)礦井通風(fēng)阻力測定測點(diǎn)布置原則[1],結(jié)合唐山溝煤礦生產(chǎn)采區(qū)布置情況、采空區(qū)分布、各主要進(jìn)回風(fēng)井位置及其擔(dān)負(fù)采區(qū)情況,礦井通風(fēng)系統(tǒng)阻力測定采用基點(diǎn)法利用精密氣壓計(jì)進(jìn)行測定[2]。由解算結(jié)果不難發(fā)現(xiàn),唐山溝煤礦風(fēng)量供給能滿足目前生產(chǎn)需要。礦井等積孔均為1~2 m2,通風(fēng)難易程度屬中等水平,自然風(fēng)壓均幫助主通風(fēng)機(jī)通風(fēng)。由誤差分析可知,測定誤差均小于5%,滿足精度要求(見表1)。

2)礦井主要通風(fēng)機(jī)性能測定。煤礦主要通風(fēng)機(jī)是保證礦井安全生產(chǎn)的重要設(shè)備,且唐山溝礦屬整合礦井,井田內(nèi)同時(shí)布置6對風(fēng)井,為了解各風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀況及各風(fēng)機(jī)間的相互影響,保證礦井的安全生產(chǎn)及節(jié)能降耗,提高通風(fēng)機(jī)效率,需要對礦井主要通風(fēng)機(jī)進(jìn)行性能測定。通過對礦井主要通風(fēng)機(jī)性能測定發(fā)現(xiàn),原唐山溝回風(fēng)井和陳家溝回風(fēng)井主通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行靜壓效率均小于60%,且處于高區(qū)運(yùn)行,運(yùn)行工況不合理,能耗較大[3,4]。

表1 解算結(jié)果及誤差檢驗(yàn)表Table 1 Computed results and error checking

4.4 整合礦井通風(fēng)合理可靠性分析

評價(jià)礦井通風(fēng)系統(tǒng)合理可靠性的目的在于:及時(shí)發(fā)現(xiàn)礦井通風(fēng)系統(tǒng)中存在的問題和安全隱患,調(diào)整和改造系統(tǒng);優(yōu)化通風(fēng)設(shè)計(jì),準(zhǔn)確編制事故預(yù)防與處理方案,同時(shí),指導(dǎo)現(xiàn)場通風(fēng)安全管理。具體來說,礦井通風(fēng)系統(tǒng)的合理可靠性應(yīng)滿足下列要求:結(jié)構(gòu)合理、完備,整套系統(tǒng)穩(wěn)定可靠;各用風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)量滿足要求,可控性強(qiáng);利于排除瓦斯、礦塵、熱源和防止煤炭自燃;具有控制各種自然災(zāi)害的能力,既能抑制事故的發(fā)生,又可在由其他原因引起事故時(shí)及時(shí)地控制和消除事故。針對唐山溝整合后礦井通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀,利用通風(fēng)系統(tǒng)安全合理性評價(jià)方法,判斷通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性較差,抗災(zāi)變能力較弱。結(jié)合礦井通風(fēng)阻力測定過程及解算結(jié)果,分析唐山溝煤礦整合后通風(fēng)系統(tǒng)存在問題原因及解決方案如下:

1)礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)風(fēng)段、用風(fēng)段、回風(fēng)段阻力分布很不合理,3對回風(fēng)井擔(dān)負(fù)的系統(tǒng)回風(fēng)段阻力均超過50%[5](見表2)。其原因主要為:回風(fēng)段巷道斷面普遍偏小且支護(hù)復(fù)雜,部分巷道局部垮落嚴(yán)重,年久失修,致使巷道風(fēng)流受阻,通風(fēng)不暢,風(fēng)壓損失嚴(yán)重。采取擴(kuò)大巷道斷面、修整損壞巷道、清理巷道堆積物或采用并聯(lián)巷道(利用已有巷道)等措施,降低礦井通風(fēng)系統(tǒng)阻力,尤其是回風(fēng)段阻力,使礦井通風(fēng)阻力分布合理。

表2 礦井通風(fēng)阻力分布表Table 2 Ventilation resistance distribution of mine

2)主要通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)在高區(qū)運(yùn)行,靜壓效率低,能耗增大。在降低礦井通風(fēng)系統(tǒng)阻力的基礎(chǔ)上,改變主要通風(fēng)機(jī)工作參數(shù),提高主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)行靜壓效率,降低礦井通風(fēng)成本,保證主要通風(fēng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

3)隨著開采規(guī)模的增大,原有通風(fēng)系統(tǒng)及其設(shè)施已不能滿足礦山生產(chǎn)通風(fēng)的要求,出現(xiàn)部分風(fēng)流短路、串聯(lián)現(xiàn)象,實(shí)現(xiàn)獨(dú)立通風(fēng)困難。采取優(yōu)化、調(diào)整部分通風(fēng)線路及設(shè)施實(shí)現(xiàn)獨(dú)立分區(qū)通風(fēng),避免通風(fēng)系統(tǒng)中出現(xiàn)串聯(lián)、角聯(lián)風(fēng)路,增強(qiáng)通風(fēng)系統(tǒng)的抗災(zāi)能力。

5 結(jié)語

1)通過對整合礦井唐山溝煤礦通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)研分析、現(xiàn)場通風(fēng)阻力測定和風(fēng)機(jī)性能測試,查找出影響唐山溝煤礦現(xiàn)有通風(fēng)能力的主要因素,提出唐山溝煤礦通風(fēng)系統(tǒng)和主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)行的優(yōu)化、改造方案。經(jīng)過實(shí)施后,原有兩套主要通風(fēng)機(jī)能夠滿足礦井用風(fēng)需求,不需更換主要通風(fēng)機(jī),降低了改造投資。主要通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定,滿足了安全生產(chǎn)的需要,大幅度增強(qiáng)了該礦通風(fēng)系統(tǒng)的抗災(zāi)能力。

2)在唐山溝煤礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化、改造中,特別注重煤礦井巷開拓部署的優(yōu)化,注重煤礦采掘布局的優(yōu)化調(diào)整。開拓和采掘布局優(yōu)化、改造后,大幅度簡化了礦井通風(fēng)系統(tǒng)。其中,整合前5個(gè)進(jìn)風(fēng)井6個(gè)回風(fēng)井,改為三進(jìn)兩回通風(fēng)系統(tǒng);采掘布局由原來的3個(gè)水平12掘6采,優(yōu)化為2個(gè)水平4套綜掘2套綜采。2011年9月將試驗(yàn)薄煤層自動化綜采工作面,進(jìn)一步提高機(jī)械化程度,減少采掘面?zhèn)€數(shù)以簡化系統(tǒng)。

3)注重技術(shù)路徑的優(yōu)化,形成了“通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)研、分析、研究制定解決方案—通風(fēng)阻力測定及主要通風(fēng)機(jī)性能測試—通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算—通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化及經(jīng)濟(jì)、社會效益分析—解決礦井通風(fēng)問題”的路徑,該技術(shù)路徑可用于解決類似礦井通風(fēng)系統(tǒng)問題,并且給其他多礦井整合煤礦的通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造提供了指導(dǎo)和參考。

[1]程紹仁,程建軍.礦井通風(fēng)阻力測定及對幾個(gè)問題的分析[J]. 煤礦開采,2006,11(1):72-74.

[2]陳開巖,陳發(fā)明.礦井通風(fēng)測量數(shù)據(jù)處理方法的集成與應(yīng)用[J].中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2002,31(6):600-604.

[3]范 杰,張學(xué)博,郭飛鵬.鶴壁十礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造[J].煤礦安全,2006(4):16-19.

[4]王德明.礦井通風(fēng)與安全[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2007.

[5]張國樞.通風(fēng)安全學(xué)[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2007.

猜你喜歡
山溝風(fēng)井風(fēng)流
數(shù)你最風(fēng)流
黃河之聲(2021年14期)2021-10-28 03:53:04
我愛我的土山溝
今天我要回山溝
發(fā)展生態(tài)養(yǎng)殖 山溝里拓出增收路
留白——不著點(diǎn)墨,盡顯風(fēng)流
地庫風(fēng)井與景觀的和諧共生
兼職者的風(fēng)流史
風(fēng)流總被雨打風(fēng)吹去
海峽姐妹(2019年7期)2019-07-26 00:50:50
行車對數(shù)和位置對活塞風(fēng)井通風(fēng)特性的影響
立井壁后注漿技術(shù)在白象山鐵礦風(fēng)井的實(shí)踐
吴忠市| 沙湾县| 安达市| 耒阳市| 宣城市| 郓城县| 农安县| 台北市| 蓬安县| 东阳市| 濉溪县| 师宗县| 江山市| 即墨市| 乌恰县| 论坛| 邵东县| 自治县| 庆城县| 称多县| 柞水县| 陆川县| 明溪县| 富阳市| 营口市| 额济纳旗| 黑龙江省| 张家口市| 大荔县| 桂平市| 肥东县| 左云县| 利辛县| 西乌| 岳池县| 根河市| 清丰县| 涟源市| 韶关市| 清远市| 东明县|