【正文】 梁北礦通風優(yōu)化設(shè)計畢業(yè)論文 0引言 21礦井概況 4 礦井概況 4 礦井通風概況 5 礦井通風系統(tǒng) 5 采區(qū)通風系統(tǒng) 6 通風系統(tǒng)規(guī)劃 62 礦井通風阻力測定 6 通風阻力測定的目的及意義 6 測定路線的選擇和測點布置 7 梁北礦通風阻力測定路線的選擇原則 7 梁北礦通風阻力測定路線 7 測點的布置 8 測定方法和儀器儀表 8 測定數(shù)據(jù)的整理與計算 8 9 9 10 11 11 12 123 原始數(shù)據(jù)記錄與計算 13 測點斷面尺寸測算表 13 精密氣壓計測壓數(shù)據(jù)表 17 空氣密度測算表 20 風速風量測算表 22 礦井各段位壓與自然風壓測算表 24 測點速壓測算表 274 測定結(jié)果分析及通風系統(tǒng)現(xiàn)狀評價 29 阻力測定精度的評價 29 礦井通風系統(tǒng)分析 30 礦井通風阻力分布狀況 30 礦井等積孔與風阻 31 阻力測定結(jié)論及建議 325 梁北礦通風系統(tǒng)分析及優(yōu)化改造方案 33 礦井通風系統(tǒng)現(xiàn)狀 33 礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化 34 礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化的目標及主要措施 34 礦井通風系統(tǒng)調(diào)整 34 11采區(qū)回風系統(tǒng)優(yōu)化 356 梁北礦通風優(yōu)化改造后通風能力核定 40 改造后通風概況 40 通風方式、方法 40 進回風井筒數(shù)量及風量 40 礦井需要風量、實際風量及有效風量 40 礦井瓦斯等級、礦井瓦斯等級、瓦斯和二氧化碳的絕對、相對涌出量 40 主通風設(shè)備及運行參數(shù)、風量、風壓、通風阻力、等積孔 41 分區(qū)通風情況 41 計算過程及結(jié)果 41 礦井需要風量計算 41 礦井通風能力計算 49 礦井通風能力驗證 50 確定礦井通風系統(tǒng)生產(chǎn)能力核定結(jié)果 51 建議 510引言煤礦井下生產(chǎn)系統(tǒng)包括采煤、掘進、提升、運輸、通風、排水等多個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，通風是整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中保障礦井安全生產(chǎn)的一個重要環(huán)節(jié)。眾所周知，受生產(chǎn)條件的制約，礦井井下自然災(zāi)害嚴重，傷亡事故較多。而及時、準確地獲得和控制全礦井通風環(huán)境技術(shù)參數(shù)，則是實現(xiàn)安全生產(chǎn)和提高生產(chǎn)效率的重要保障。一個良好的礦井通風系統(tǒng)是保證礦井安全高效生產(chǎn)的前提與基礎(chǔ)。礦井通風系統(tǒng)是由通風方式、通風方法、通風網(wǎng)路及各種通風控制設(shè)施等所組成的。而通風系統(tǒng)是否合理，與通風機裝置的性能及與之匹配的井下網(wǎng)路系統(tǒng)有著密切的關(guān)系。要保證礦井通風系統(tǒng)處于良好的運行狀態(tài)，就必須掌握礦井主要通風機的工況點和井下通風網(wǎng)路中的各種通風基礎(chǔ)技術(shù)參數(shù)。全礦井通風阻力指的是由井筒、巷道及通風構(gòu)筑物構(gòu)成的通風系統(tǒng)所產(chǎn)生的通風總阻力，它是衡量礦井通風能力的重要指標。影響礦井通風阻力大小的因素很多，有井巷斷面的大小、斷面形狀、井巷支護狀況、通風距離的長短、井下分區(qū)網(wǎng)絡(luò)布置的合理性及風量調(diào)節(jié)方法的合理性等諸多因素。隨著礦井開采的繼續(xù)，礦井通風阻力的大小和分布也會發(fā)生變化。以前的通風需求是很小的，但是隨著開采深度的增加對通風的要求會更高。良好的礦井通風系統(tǒng)的標志是各礦井主要通風機裝置運行狀態(tài)良好，通風井巷聯(lián)結(jié)形式合理，通風網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部實行最優(yōu)化調(diào)節(jié)。梁北礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計就是通過對梁北礦通風阻力測定，通風網(wǎng)絡(luò)解算和通風系統(tǒng)分析之后,結(jié)合梁北礦礦井的實際情況，制定出了合理的優(yōu)化方案。1礦井概況 礦井概況梁北礦位于河南省禹州市城南6km，以禹州市為起點，東距許昌市37km，西經(jīng)登封至洛陽市160km，南至襄城縣37km，至平頂山約62km，向北經(jīng)新鄭至鄭州80km。梁北礦隸屬河南省神火集團，企業(yè)性質(zhì)屬于股份制企業(yè)。平禹準鐵路從井田中部穿過，禹州火車站至井田約1km。韓崗至許昌之窄軌單線鐵路，從井田北部通過，全長約52km。礦區(qū)內(nèi)部有專用運煤鐵路與平禹準鐵路相接，礦外有專用公路與鄭平公路和禹郟公路相接，路面平坦，風雨無阻，交通十分便利。梁北礦由河南省新峰礦務(wù)局于1990年開始立項，1992年經(jīng)中華人民共和國能源部批準開始建設(shè)。，原計劃投產(chǎn)日期為2002年6月，實際投產(chǎn)日期為2004年12月19日。礦井設(shè)計生產(chǎn)能力為90萬t/a。原批準的核定生產(chǎn)能力為90萬t/a。礦井尚未進行技術(shù)改造、整合改造或改擴建，但對原設(shè)計的采煤工藝進行了變更，由原來的綜采放頂煤工藝變更為大采高綜采一次采全高。礦井通風系統(tǒng)為中央分區(qū)機械抽出式，主井、副井進風，東風井回風。，安裝有2臺（其中一臺運轉(zhuǎn)，一臺備用），配套YBF710M1810型電機，單臺容量21000KW。礦井可通過風機反轉(zhuǎn)進行反風。礦井開拓方式為立井單水平上下山開拓，生產(chǎn)水平為550m水平。首采采區(qū)為121采區(qū)，接替采區(qū)為232采區(qū)，后續(xù)采區(qū)還有111312125采區(qū)等。梁北礦主采煤層為二1煤層，上距香炭砂巖27m。煤厚0～，一般厚為3～6m，傾角8176?！?5176。原地質(zhì)報告中梁北礦為高瓦斯礦井，但礦井在主石門和進風石門揭煤過煤門施工期間，曾分別于1999年6月29日和7月8日發(fā)生兩次煤與瓦斯動力現(xiàn)象。經(jīng)煤科總院重慶分院鑒定，并報原河南省煤炭工業(yè)廳批復(fù)，將梁北礦確定為“雙突”礦井。根據(jù)地質(zhì)報告和煤科總院重慶分院煤樣試驗分析報告，二1煤層具有煤塵爆炸危險性，爆炸指數(shù)為Va=%。二1煤自燃等級為Ⅲ類不易自燃，最短發(fā)火期為82d。 礦井通風概況 礦井通風系統(tǒng)目前，梁北礦通風方式為中央分列抽出式，主井、副井進風，東風井回風。通風系統(tǒng)簡單、穩(wěn)定、可靠。進風井筒有2個，即主井、副井，其中主井井筒直徑5m，；副井井筒直徑6m，；回風井筒1個，即東風井。東風井安裝兩臺BDK8N032型防爆對旋軸流式通風機，一臺運轉(zhuǎn)，一臺備用,額定風量6000～16000m3/min，承擔著全礦井的通風任務(wù)。目前，2風機雙級運行，風葉角度（Ⅰ級/Ⅱ級）176。，工作風量13120m3/min，通風負壓3220Pa。 采區(qū)通風系統(tǒng)目前，井下現(xiàn)布置有3個采區(qū)，分別11采區(qū)（生產(chǎn)）、21采區(qū)（修復(fù)）及32采區(qū)開拓工程。11采區(qū)配風量8600 m3/min（目前由于采區(qū)硐室增加等因素，配風量不足，實際需風量10400 m3/min），21采區(qū)（修復(fù)）配風量1700 m3/min，32采區(qū)開拓工程配風量2800 m3/min。11采區(qū)布置5條上山，三進兩回布置，其中皮帶上山、軌道上山、輔助進風上山為進風巷道，11回風上山和11輔助回風上山為回風巷道。根據(jù)現(xiàn)有巷道布置，11輔助回風上山同時承擔著21采區(qū)（修復(fù)）、32采區(qū)開拓工程的通風。 通風系統(tǒng)規(guī)劃根據(jù)礦井總體發(fā)展規(guī)劃，工業(yè)廣場內(nèi)新施工的混合井工程、中央風井（現(xiàn)主井）風道及風硐已全部完成，中央風井風機已安裝調(diào)試完成。中央風井預(yù)計于2012年9月份投用，服務(wù)于21采區(qū)通風，實現(xiàn)21采區(qū)的獨立通風。32采區(qū)開拓工程預(yù)計于2014年5月與北風井工程貫通，實現(xiàn)32采區(qū)的獨立通風。2 礦井通風阻力測定 通風阻力測定的目的及意義井巷風阻是反映通風特性的重要參數(shù)。通風阻力測定的主要內(nèi)容和目的是通過測量各種類型井巷的通風阻力和風量，以標定它們的標準摩擦風阻值和標準摩擦阻力系數(shù)值，作為礦井通風技術(shù)管理的基本資料。運用在礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化工作中。井巷風阻是最重要的參數(shù)之一。而礦井井巷摩擦風阻的測定是通過摩擦阻力的測定來進行的，因此，礦井通風阻力的測定工作就成了礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化中必不可少的內(nèi)容。通過礦井摩擦阻力的測算，可以掌握礦井通風阻力的分配狀況、通風網(wǎng)絡(luò)效率、各礦井主要通風機裝置的地點、運行效率以及礦井通風能耗等的情況，然后通過論證礦井通風系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟合理性，為是否有進行系統(tǒng)優(yōu)化改造的必要性提供理論依據(jù)。另外，只有以井巷風阻作為基礎(chǔ)參數(shù)，才可解算礦井通風網(wǎng)絡(luò)、設(shè)計優(yōu)化的礦井通風網(wǎng)絡(luò)和優(yōu)選主要通風機裝置，最終給出一個最優(yōu)的通風系統(tǒng)方案。 測定路線的選擇和測點布置 梁北礦通風阻力測定路線的選擇原則⑴在所有并聯(lián)風路中應(yīng)選擇風量較大且通過回采工作面的主風流風路作為測定路線。⑵應(yīng)選擇路線較長且包含有較多井巷類型和支護形式的線路作為測定路線。⑶應(yīng)選擇沿主風流方向且便于測定工作順利進行的線路作為測定路線。 梁北礦通風阻力測定路線根據(jù)該礦通風系統(tǒng)的具體情況，選擇一條主測線路和一兩條輔測線路。選擇的測定路線為：主測路線Ⅰ：副井→主石門→東軌道大巷→11采區(qū)軌道上山→11061機巷→11061采煤工作面→11061風巷→11采區(qū)輔助回風上山→輔助回風石門→東風井→地面；輔測路線Ⅰ：副井→主石門→東皮帶大巷→11141備用工作面→11采區(qū)回風上山→11采區(qū)回風上山→總回風石門→東風井→地面。 測點的布置根據(jù)礦井通風阻力測定測點布置的一般原則，本次測定測點的具體布置情況，詳見附圖2附圖22。附圖21河南許昌新龍礦業(yè)有限責任公司梁北礦通風系統(tǒng)圖（）附圖22河南許昌新龍礦業(yè)有限責任公司梁北礦通風網(wǎng)絡(luò)圖（） 測定方法和儀器儀表本次測定選擇精密氣壓計測阻法。以精密氣壓計測阻法中基點法完成本次測定工作。所用的儀器儀表有： BJ1型精密氣壓計 4臺 DHM2型通風干濕球溫度計 2臺 風表（高、中、低速） 4塊 秒表 2塊 皮尺 2個 測定數(shù)據(jù)的整理與計算測定前期收集整理的資料與數(shù)據(jù)主要包括：測點位置、測點編號、測點標高、巷道名稱、巷道支護與斷面形狀、巷道長度及風機參數(shù)等。這些參數(shù)在井下測定前分別填寫了表格與圖紙。梯形： S = HB () U = ()半圓拱： S = B（h+）= B（） () U = 2H+ = ()三心拱： S = B（h+） () U = () 式中：S ——井巷斷面積，m2； B ——巷道寬度（梯形為平均寬），m； H ——巷道高度，m； h ——巷道拱基高，m； U ——巷道周長，m。 () 式中： ρ——空氣密度，kg/m3； P——空氣絕對靜壓，Pa； φ——空氣相對濕度，%； Ps——飽和水蒸氣分壓力，Pa； t——空氣溫度，℃。風表校正公式： V真 = aV表 + b () 式中： V真——表測風速，m/s； V表——表讀數(shù)，m/s； a，b——常數(shù)。實際采用風表型號及校正公式分別為：BB376風表 V真= V表+ m/sBB065風表 V真=+ m/sBB362風表 V真= V表+ m/sBB060風表 V真=+ m/s井巷實際風速： V實 = kV真 () 式中：V實——實際風速，m/s； V真 ——表測風速，m/s； K ——測風方法校正系數(shù)； () 式中：S ——實測斷面，m2； c ——常數(shù)。井巷風量： Q = V實S () 式中：Q ——井巷風量，m3/s； V實，S ——同上。測段AB的位壓差計算： () 式中：ΔhZ ——兩測點的位壓差，Pa ； ——兩測點的標高，m ； ——兩測點的空氣密度，kg/m3 ； g ——重力加速度。礦井自然風壓計算： HN == = ∑(ΔhZ) () 式中： HN ——礦井自然風壓，Pa ； ΔhZ ——同上 。兩測點AB間的通風阻力h阻AB為： h阻AB =ΔhS +ΔhZ +ΔhV () 式中： h阻AB——兩測點AB間的通風阻力，Pa； ΔhS——兩測點AB間的靜壓差，Pa； ΔhS =PA PB + ()式中：PA，PB——A,B兩測點上兩臺儀器的同時讀數(shù)值，Pa； ——兩臺儀器的基準及變檔差值校正，Pa； ΔhZ ——同上； ΔhV——兩測點A,B間的動壓差，Pa； () 式中：——同上； vA , vB—