礦井通風(fēng)學(xué)術(shù)論文
礦井通風(fēng)學(xué)術(shù)論文
礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，其設(shè)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(fēng)學(xué)術(shù)論文，希望能夠?qū)δ兴鶐椭?/p>
礦井通風(fēng)學(xué)術(shù)論文篇一
論礦井通風(fēng)設(shè)計
摘 要： 礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，其設(shè)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(fēng)設(shè)計的內(nèi)容與要求、優(yōu)選礦井通風(fēng)系統(tǒng)進行論述，希望對初學(xué)者有借鑒作用。
關(guān)鍵詞： 礦井通風(fēng);設(shè)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(fēng)設(shè)計是整個礦井設(shè)計內(nèi)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(shè)計，考慮周詳，最大努力的實現(xiàn)預(yù)期效果。
1 礦井通風(fēng)設(shè)計的內(nèi)容與要求
礦井通風(fēng)設(shè)計的基本任務(wù)是建立一個安全、經(jīng)濟并且技術(shù)先進的礦井通風(fēng)系統(tǒng)。礦井通風(fēng)設(shè)計分為新建與改建或擴建礦井通風(fēng)設(shè)計。對于新建礦井的通風(fēng)設(shè)計，要把當前需要與長遠發(fā)展結(jié)合起來考慮，目光要放得遠些。對于改建或擴建礦井的通風(fēng)設(shè)計，必須對原有生產(chǎn)情況與通風(fēng)情況進行細致的調(diào)查，找出問題，結(jié)合實際情況，充分利用原有設(shè)備和原有基礎(chǔ)來完善通風(fēng)設(shè)計。井通風(fēng)設(shè)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(shè)計計算。
1.1 礦井基建時期的通風(fēng)
礦井基建時期的通風(fēng)指建井過程中掘進井巷時的通風(fēng)，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(fēng)巷道時的通風(fēng)。此時期多用局部通風(fēng)機對獨頭巷道進行局部通風(fēng)。當兩個井筒貫通后，主要通風(fēng)機安裝完畢，便可用主要通風(fēng)機對已開鑿的井巷實行全風(fēng)壓通風(fēng)，從而可縮短其余井巷與硐室掘進時局部通風(fēng)的距離。
1.2 礦井生產(chǎn)時期的通風(fēng)
礦井生產(chǎn)時期的通風(fēng)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(fēng)。這時期的通風(fēng)設(shè)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(wù)年限不長時(大約15至20年)，只做一次通風(fēng)設(shè)計。礦井達產(chǎn)后通風(fēng)阻力最小時為礦井通風(fēng)容易時期;礦井通風(fēng)阻力最大時為通風(fēng)困難時期。依據(jù)這兩個時期的生產(chǎn)情況進行設(shè)計計算，并選出對此兩時期的通風(fēng)皆為適宜的通風(fēng)設(shè)備。
(2)礦井服務(wù)年限較長時，考慮到通風(fēng)機設(shè)備選型，礦井所需風(fēng)量和風(fēng)壓的變化等因素，又需分為兩期進行通風(fēng)設(shè)計。第一水平為第一期，對該時期內(nèi)通風(fēng)容易和困難兩種情況詳細地進行設(shè)計計算。第二期的通風(fēng)設(shè)計只做一般的原則規(guī)劃，但對礦井通風(fēng)系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)礦井整個生產(chǎn)時期的技術(shù)經(jīng)濟因素，做出全面的考慮，以使確定的通風(fēng)系統(tǒng)既可適應(yīng)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(fēng)設(shè)計所需要的基礎(chǔ)資料如下：
礦井地形地質(zhì)圖;礦巖游離二氧化硅(矽)、硫、放射性物質(zhì)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?zé)嵩錾盥始俺Ｄ曛鲗?dǎo)風(fēng)向等;礦巖容重、塊度、松散系數(shù)、含泥量及粘結(jié)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(wù)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(fēng)設(shè)計的內(nèi)容：確定礦井通風(fēng)系統(tǒng);礦井風(fēng)量計算和風(fēng)量分配;礦井通風(fēng)阻力計算;選擇通風(fēng)設(shè)備;概算礦井通風(fēng)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(diào)節(jié)的計算。
礦井通風(fēng)設(shè)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(fēng)系統(tǒng)簡單，風(fēng)流穩(wěn)定，易于管理，具有抗災(zāi)能力;發(fā)生事故時，風(fēng)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(fēng)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(fēng)系統(tǒng)
(1)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的要求：每一礦井必須有完整的獨立通風(fēng)系統(tǒng);進風(fēng)井口應(yīng)按全年風(fēng)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(yīng)兼做進風(fēng)井，如果兼做回風(fēng)井使用，必須采取措施，滿足安全的要求;多風(fēng)機通風(fēng)系統(tǒng)，在滿足風(fēng)量按需分配的前提下，各主要通風(fēng)機的工作風(fēng)壓應(yīng)接近，當通風(fēng)機之間的風(fēng)壓相差較大時，應(yīng)減小共用風(fēng)路的風(fēng)壓，使其不超過任何一個通風(fēng)機風(fēng)壓的30%;每一個生產(chǎn)水平和每一采區(qū)，都必須布置回風(fēng)巷，實行分區(qū)通風(fēng);井下爆破材料庫必須有單獨的新鮮風(fēng)流，回風(fēng)風(fēng)流必須直接引入礦井的總回風(fēng)巷或主要回風(fēng)巷中;井下充電室必須用單獨的新鮮風(fēng)流通風(fēng)，回風(fēng)風(fēng)流應(yīng)引入回風(fēng)巷。
(2)確定礦井通風(fēng)系統(tǒng)
根據(jù)礦井瓦斯涌出量、礦井設(shè)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(shù)上可行的方案，通過優(yōu)化或技術(shù)經(jīng)濟比較后確定礦井通風(fēng)系統(tǒng)。
對于有兩臺或多臺主要通風(fēng)機工作的礦井，礦井通風(fēng)阻力應(yīng)按每臺主要通風(fēng)機所服務(wù)的系統(tǒng)分別計算。在主要通風(fēng)機的服務(wù)年限內(nèi)，隨著采礦工作面及采區(qū)接替的變化，通風(fēng)系統(tǒng)的總阻力也將因之變化。為了使主要通風(fēng)機在整個服務(wù)期限都能滿足需要，而且主要通風(fēng)機有較高的運轉(zhuǎn)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(fēng)機服務(wù)期內(nèi)不同時期的系統(tǒng)總阻力的變化進行分析，當根據(jù)風(fēng)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(yīng)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(fēng)學(xué)術(shù)論文篇二
試論礦井通風(fēng)系統(tǒng)
[摘 要]本文筆者闡述了礦井通風(fēng)系統(tǒng)的特點，提出了礦井通風(fēng)系統(tǒng)分析影響因素，探討了礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性優(yōu)化。具有重要的現(xiàn)實意義。
[關(guān)鍵詞]礦井通風(fēng)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(fēng)系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，擔(dān)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(wù)，因此，通風(fēng)系統(tǒng)的安全性對于整個礦井的安全生產(chǎn)至關(guān)重要。下面筆者討論了礦井通風(fēng)系統(tǒng)。
一、礦井通風(fēng)系統(tǒng)的特點
礦井通風(fēng)系統(tǒng)是一個復(fù)雜的、隨機的、非穩(wěn)定的動態(tài)系統(tǒng)。
(1)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的復(fù)雜性
礦井通風(fēng)系統(tǒng)是由諸多變量組成的一個復(fù)雜系統(tǒng)，就大型礦井而言，網(wǎng)絡(luò)分支可達300～600條，網(wǎng)絡(luò)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(fēng)設(shè)施數(shù)目數(shù)十個，用風(fēng)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(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、發(fā)育.瓦斯涌出量也變化很大，諸多的因素使通風(fēng)系統(tǒng)成為一個復(fù)雜的系統(tǒng)。
(2)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的動態(tài)性
礦井通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(jié)束與接替;礦井開拓延伸等工程的不斷進展，使通風(fēng)系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上隨時間發(fā)生變化，也引起通風(fēng)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(fēng)巷道受壓變形、斷面縮小，冒頂事故時有發(fā)生;通風(fēng)設(shè)施受壓變形，漏風(fēng)率增大;各種通風(fēng)設(shè)備也因磨損、銹蝕性能衰退、通風(fēng)機性能也逐漸減弱。從而使系統(tǒng)的通風(fēng)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(fēng)系統(tǒng)是一個動態(tài)的隨機的系統(tǒng)。
二、礦井通風(fēng)系統(tǒng)分析影響因素
(1)通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)
空氣在為進行生產(chǎn)或通風(fēng)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(fēng)系統(tǒng)的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)由通風(fēng)巷道、通風(fēng)構(gòu)筑物組成。通風(fēng)巷道按其位置在網(wǎng)絡(luò)中的相互關(guān)系可分為并聯(lián)巷道、串聯(lián)巷道和角聯(lián)巷道。
礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)屬于大型復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，對于這樣一個具有上百條分支的大型復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，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(luò)中各條風(fēng)路的敏感性，以此判斷風(fēng)路對風(fēng)網(wǎng)穩(wěn)定性的影響程度;風(fēng)網(wǎng)是一個動態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)，這種方法沒有考慮風(fēng)阻、風(fēng)壓的動態(tài)變化，因而很難對整個通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性給出正確評價。
(2)通風(fēng)動力
礦井的通風(fēng)動力裝置有兩大類，一類是主要通風(fēng)機：另一類是局部通風(fēng)機或輔助通風(fēng)機。其中以主要通風(fēng)機對通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響最大、最直接。礦井主要通風(fēng)機分離心式和軸流式，它通過機械為礦井通風(fēng)提供動力，一般為負壓通風(fēng)。礦井通風(fēng)系統(tǒng)中主要通風(fēng)機設(shè)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(fēng)機在礦井通風(fēng)系統(tǒng)中往往用在掘進或局部需調(diào)整風(fēng)量滿足臨時需要，而其他通風(fēng)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(fēng)機在通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的某個分支上加上了一定的動力，從而明顯改變網(wǎng)絡(luò)中風(fēng)流的分布狀況，影響礦井通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定。
(3)阻力分布
由于不同的通風(fēng)巷道的斷面積、支護形式、斷面形狀、長度以及風(fēng)量不同，從而它的阻力大小也不同。礦井通風(fēng)阻力分布的狀況直接影響到礦井通風(fēng)情況及風(fēng)量調(diào)節(jié)能力.
三、礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全性優(yōu)化
在進行礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全優(yōu)化分析時，通風(fēng)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(fēng)系統(tǒng)安全性分析的中心環(huán)節(jié)。通風(fēng)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(zāi)能力。通風(fēng)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(fēng)安全和創(chuàng)造良好的勞動環(huán)境;第二，通風(fēng)系統(tǒng)簡單、串聯(lián)風(fēng)路少，通風(fēng)設(shè)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(zāi)能力強。第三，主扇運行穩(wěn)定，故障少，無喘振，多風(fēng)井聯(lián)合系統(tǒng)之間無嚴重干擾，工況合理。穩(wěn)定性指風(fēng)流波動程度，可靠性指風(fēng)流數(shù)量、質(zhì)量在規(guī)定范圍內(nèi)的程度，所以，二者的關(guān)系可總結(jié)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(fēng)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性就是通風(fēng)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(fēng)系統(tǒng)安全性處在更佳的狀態(tài)。
1、通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
礦井通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，主要取決于主要通風(fēng)機的臺數(shù)、主要通風(fēng)機的相對位置以及其風(fēng)壓大小，通風(fēng)網(wǎng)路的結(jié)構(gòu)形式。局部地區(qū)和采區(qū)的風(fēng)流的穩(wěn)定性，取決于局部或采區(qū)的通風(fēng)系統(tǒng)。
(1)風(fēng)路穩(wěn)定性。風(fēng)路穩(wěn)定性包含兩方面的內(nèi)容：一是風(fēng)路風(fēng)流大小變化，二是風(fēng)流方向的改變。風(fēng)路分為普通風(fēng)路和角聯(lián)風(fēng)路。對于普通風(fēng)路，只會發(fā)生風(fēng)流大小的變化，在角聯(lián)風(fēng)路中有可能發(fā)生風(fēng)路方向的改變。大量角聯(lián)分支的存在，使得通風(fēng)系統(tǒng)總風(fēng)阻下降，但在災(zāi)變時期是十分有害的
(2)系統(tǒng)風(fēng)流穩(wěn)定性。根據(jù)礦井通風(fēng)網(wǎng)路中各風(fēng)道風(fēng)量的最優(yōu)回歸方程，可以確定出影響通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)流穩(wěn)定性的主要風(fēng)路;在煤礦生產(chǎn)的實際過程中，保持礦井通風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)流穩(wěn)定，要求主要通風(fēng)機穩(wěn)定;建立礦井通風(fēng)網(wǎng)路中各風(fēng)道(僅指風(fēng)機風(fēng)路和用風(fēng)風(fēng)路)的最優(yōu)回歸方程，并確定影響網(wǎng)路風(fēng)流穩(wěn)定性的主要風(fēng)路之后，便可采取針對性措施，把主要影響風(fēng)路的風(fēng)阻控制在一定范圍內(nèi)，從而保證礦井網(wǎng)路的風(fēng)質(zhì)、風(fēng)量穩(wěn)定，保證礦井的安全生產(chǎn)。
風(fēng)路穩(wěn)定性分析時，首先要要收集整理礦井通風(fēng)系統(tǒng)的基本資料;其次要分析通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，找出通風(fēng)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(fēng)系統(tǒng)自然分風(fēng)計算，獲得基本數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)需要，進行風(fēng)路增阻(降阻)模擬計算，建立風(fēng)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(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵巷道[3]。通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響到系統(tǒng)安全性中井巷風(fēng)流的穩(wěn)定性、主要通風(fēng)機的穩(wěn)定性以及礦井等級孔。
2、通風(fēng)系統(tǒng)的可靠性
礦井通風(fēng)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(fēng)量的供應(yīng)。所謂礦井通風(fēng)系統(tǒng)的工作能力是指通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)量分配符合規(guī)定要求。具體講通風(fēng)系統(tǒng)可靠性應(yīng)包含以下幾方面的內(nèi)容：①在生產(chǎn)時期利用通風(fēng)動力，以最經(jīng)濟的方式向井下各用風(fēng)地點供給保質(zhì)保量的新鮮風(fēng)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(zāi)變時，能有效、及時地控制風(fēng)向及風(fēng)量，并與其它措施結(jié)合，防止災(zāi)害的擴大，進而消滅事故?？煽啃砸蛩乜山忉尀橛绊懲L(fēng)系統(tǒng)風(fēng)量分配的因素。
從可靠性的角度來看，決定通風(fēng)系統(tǒng)各部分通風(fēng)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(fēng)量等空氣動力特性的數(shù)據(jù)。礦井通風(fēng)系統(tǒng)各部分的空氣動力阻力(即巷道、通風(fēng)設(shè)施等的風(fēng)流阻力)是決定井下總?cè)腼L(fēng)量的幾個主要因素中的一個因素，同時也用于確定通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)相對風(fēng)量的分配。主要扇風(fēng)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(fēng)系統(tǒng)安全性來說，可靠性主要影響反風(fēng)系統(tǒng)的靈活性、用風(fēng)點風(fēng)量情況、礦井風(fēng)量供需比以及礦井風(fēng)壓，而抗災(zāi)能力是可靠性與穩(wěn)定性結(jié)合起來共同決定的。
結(jié)語
綜上所述，礦井通風(fēng)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(fēng)系統(tǒng)的分析研究，可以及時發(fā)現(xiàn)礦井通風(fēng)系統(tǒng)中存在的問題和安全隱患，優(yōu)化通風(fēng)設(shè)計，調(diào)整和改造現(xiàn)行系統(tǒng)，準確編制應(yīng)急預(yù)案，指導(dǎo)通風(fēng)安全管理。
參考文獻
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