淺談衰減礦井通風(fēng)系統(tǒng)的改造及運(yùn)行效果驗證論文
在日復(fù)一日的學(xué)習(xí)、工作生活中，大家都不可避免地會接觸到論文吧，論文是指進(jìn)行各個學(xué)術(shù)領(lǐng)域的研究和描述學(xué)術(shù)研究成果的文章。如何寫一篇有思想、有文采的論文呢？以下是小編整理的淺談衰減礦井通風(fēng)系統(tǒng)的改造及運(yùn)行效果驗證論文，希望對大家有所幫助。
摘要：
為解決衰老礦井隨著生產(chǎn)的進(jìn)行，通風(fēng)系統(tǒng)無法滿足實際生產(chǎn)需求的現(xiàn)狀，以24501工作面為例在確定其為衰老礦井的基礎(chǔ)上，對其風(fēng)量、風(fēng)阻等參數(shù)進(jìn)行測定詳細(xì)了解其通風(fēng)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，針對性地提出三項改造方案并根據(jù)實際情況確定最佳改造方案，最后對改造效果進(jìn)行驗證。
關(guān)鍵詞:
通風(fēng)系統(tǒng);衰老礦井;風(fēng)量;風(fēng)阻;生產(chǎn)安全性;
引言：
“一通三防”是保證煤礦安全生產(chǎn)的核心。所謂“一通三防”指的是在有效通風(fēng)系統(tǒng)的作用下對煤礦綜采工作面中的煤塵、瓦斯以及火災(zāi)等事故起到預(yù)防作用，可見通風(fēng)系統(tǒng)對于煤礦生產(chǎn)的作用性。但是，在實際生產(chǎn)中由于工作面的不斷擴(kuò)展，在設(shè)計初期設(shè)計的通風(fēng)系統(tǒng)并不能夠完全滿足實際生產(chǎn)的需求，尤其對于衰減礦井而言必須要根據(jù)實際情況對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，保障工作面生產(chǎn)的安全性[1]。本文著重對某衰減礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，并對改造后的運(yùn)行效果進(jìn)行驗證。
1、衰老礦井的界定及通風(fēng)現(xiàn)狀分析
1.1衰老礦井的界定
所謂衰減礦井指的是其開采煤炭儲量與其當(dāng)前生產(chǎn)系統(tǒng)的能力需求不匹配，且其通風(fēng)系統(tǒng)中的通風(fēng)設(shè)備已出現(xiàn)老化、通風(fēng)距離過長以及通風(fēng)阻力大等問題的礦井。總的來說，衰減礦井的特征可總結(jié)歸納如下：
1)礦井生產(chǎn)能力下降；2)礦井生產(chǎn)的安全性較差；3)礦井所配置的生產(chǎn)系統(tǒng)布局不合理；4)礦井的競爭力弱等。
此外，針對衰老礦井，其通風(fēng)系統(tǒng)存在通風(fēng)路線過長對應(yīng)通風(fēng)阻力過大、所配置通風(fēng)設(shè)備與通風(fēng)能力不匹配以及存在較為嚴(yán)重的漏風(fēng)現(xiàn)象等特點。
某礦井在設(shè)計初期的生產(chǎn)能力為1.5Mt/a,剩余可采儲量約為40Mt,對應(yīng)可開采年限小于10年。結(jié)合衰老礦井的相關(guān)判定指標(biāo)，確定該礦屬于衰老礦井。
1.2通風(fēng)現(xiàn)狀分析
目前，該礦井采用中央并列式通風(fēng)，其對應(yīng)進(jìn)風(fēng)口主要為主斜井和副立井兩個，對應(yīng)的回風(fēng)井分別位于該礦井的東西兩側(cè)。隨著工作面開采的不斷進(jìn)行及開采條件的日益復(fù)雜，導(dǎo)致當(dāng)前通風(fēng)條件和通風(fēng)效果處于相對較差的狀態(tài)，具體表現(xiàn)為：工作面通風(fēng)段面積較小，導(dǎo)致通風(fēng)過程中的阻力較大；在現(xiàn)有通風(fēng)條件下東側(cè)回風(fēng)井和西風(fēng)井存在嚴(yán)重的漏風(fēng)現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅著工作面的安全生產(chǎn)[2]。
因此，針對該礦井通風(fēng)系統(tǒng)的改造旨在降低通風(fēng)過程中的風(fēng)阻，提高工作面風(fēng)量的利用率，解決東、西兩個回風(fēng)井的漏風(fēng)現(xiàn)象。對該礦井24501工作面的風(fēng)量及風(fēng)阻進(jìn)行測量，風(fēng)量測定結(jié)果如表1所示，風(fēng)阻模擬如圖1所示。
經(jīng)對表1和圖1中的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，可將24501工作面當(dāng)前通風(fēng)系統(tǒng)所存在的問題進(jìn)行定量分析，具體總結(jié)如下：24501工作面通風(fēng)阻力較大的位置主要集中于工作面的回風(fēng)段，而進(jìn)風(fēng)段和用風(fēng)段的阻力較�。磺以摴ぷ髅娈�(dāng)前通風(fēng)系統(tǒng)對應(yīng)的總風(fēng)阻大小為2.5117kPa,遠(yuǎn)大于《煤礦井工開采通風(fēng)技術(shù)條件》中所規(guī)定的2kPa。
2、通風(fēng)系統(tǒng)改造方案的確定
根據(jù)24501工作面礦井通風(fēng)系統(tǒng)現(xiàn)狀綜合分析的基礎(chǔ)上并結(jié)合當(dāng)前可采用改造方案的基礎(chǔ)上，針對24501工作面特擬定如下3種改造方案：
方案一：在現(xiàn)有西回風(fēng)井的基礎(chǔ)上，將原東回風(fēng)井進(jìn)行封閉，并將東回風(fēng)井原通風(fēng)斷面面積擴(kuò)大為8m2,并對應(yīng)地將西風(fēng)井通風(fēng)機(jī)重新進(jìn)行選型，保證其滿足4500m3/min的通風(fēng)要求；
方案二：在現(xiàn)有西回風(fēng)井的基礎(chǔ)上，將原東回風(fēng)井進(jìn)行封閉，東回風(fēng)井原通風(fēng)斷面面積保持不變，并對應(yīng)的將西風(fēng)井通風(fēng)機(jī)重新進(jìn)行選型，保證其滿足4500m3/min的通風(fēng)要求；
方案三：將原通風(fēng)系統(tǒng)對應(yīng)的東、西兩側(cè)回風(fēng)井均封閉，同時，將工作面中的皮帶斜井作為新的回風(fēng)井，原進(jìn)風(fēng)井依然為主斜井和副立井。即，將原“二井二回”的通風(fēng)方式改進(jìn)為“二進(jìn)一回”。
上述三種通風(fēng)改造方案的優(yōu)缺點分析如下：
1)方案一需對東回風(fēng)井進(jìn)行擴(kuò)巷操作，其對應(yīng)的工程量較大，該方案并未解決西回風(fēng)井漏風(fēng)現(xiàn)象嚴(yán)重的問題；但是，方案一將東回風(fēng)井封閉，節(jié)省了東側(cè)通風(fēng)機(jī)運(yùn)行的費(fèi)用，降低能耗；
2)方案二與方案一相比，并未對東回風(fēng)井進(jìn)行擴(kuò)巷操作，在當(dāng)前風(fēng)量的條件下容易導(dǎo)致巷道內(nèi)風(fēng)速超過限值，從而增加工作面主通風(fēng)機(jī)的能耗；
3)方案三將東西兩側(cè)回風(fēng)井均進(jìn)行封閉，啟用皮帶斜井作為新的回風(fēng)井，解決了原回風(fēng)井漏風(fēng)嚴(yán)重的現(xiàn)象；此外，采用一個回風(fēng)井可有效降低工作面的能耗。此項改造方案僅需將原東西兩回風(fēng)井中對應(yīng)的通風(fēng)機(jī)搬至皮帶斜井即可，工程量較小[3]。
因此，綜合對比上述3種通風(fēng)改造方案的優(yōu)劣勢，最終選擇方案三為最佳改造方案。需要注意的是，基于方案三對現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造需根據(jù)改造后的通風(fēng)情況對通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行重新選型。
3、改造方案的具體實施及效果評價
基于方案三對24501工作面通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，為保證改造后工作面通風(fēng)系統(tǒng)的高效性需根據(jù)改造后工作面的通風(fēng)情況對通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行選型[4]。經(jīng)數(shù)值模擬分析，對通風(fēng)系統(tǒng)采用方案三進(jìn)行改造后其通風(fēng)條件如表2所示。
對改造后工作面礦井各個段的通風(fēng)阻力進(jìn)行測定，其對應(yīng)阻力分別如下：工作面進(jìn)風(fēng)段的.阻力值為431.89Pa;工作面用風(fēng)段的阻力值為532.08Pa;工作面回風(fēng)段的阻力值為888.03Pa。
根據(jù)表2中改造后工作面的通風(fēng)條件，為其配置新的通風(fēng)機(jī)的型號為BDK-2-NO.20,并結(jié)合“一用一備”的原則為其配置2臺通風(fēng)機(jī)。該通風(fēng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為940r/min,配置防爆電機(jī)的額定功率為160kW。
此外，針對該改造方案除了選擇合適的通風(fēng)機(jī)外，為保證工作面生產(chǎn)的安全性，還需將工作面的消防材料庫以及變電站等移送至回風(fēng)巷道內(nèi)[5]。
對原通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造后，整個工作面通風(fēng)系統(tǒng)的布局更加合理、科學(xué)。經(jīng)改造后，工作面通風(fēng)阻力值由原2.5117kPa降低至1.940kPa,滿足《煤礦井工開采通風(fēng)技術(shù)條件》中所規(guī)定的風(fēng)阻小于2kPa的要求。
4、結(jié)語
通風(fēng)系統(tǒng)為礦井“肺部”,其為工作面提供新鮮的空氣，在保證工作面安全生產(chǎn)的同時，為作業(yè)人員提供較為舒適的工作環(huán)境。隨著礦井工作面生產(chǎn)的不斷推進(jìn)，原通風(fēng)系統(tǒng)在風(fēng)量、風(fēng)阻等參數(shù)上不滿足實際生產(chǎn)的需求，且在回風(fēng)巷存在嚴(yán)重的漏風(fēng)現(xiàn)象。本文以24501工作面為例對其通風(fēng)系統(tǒng)的原回風(fēng)井進(jìn)行封閉，重新選擇皮帶斜井為新的回風(fēng)井的“兩進(jìn)一回”的通風(fēng)方式，并為其配置BDK-2-NO.20的通風(fēng)機(jī)。經(jīng)實踐表明，經(jīng)改造后工作面風(fēng)阻由2511.7Pa降低至1940Pa。
參考文獻(xiàn)
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