【文章內(nèi)容簡介】 課題研究的技術(shù)路線：明確課題研究理論基礎(chǔ)――制定研究方案――根據(jù)現(xiàn)場調(diào)控――依據(jù)理論基礎(chǔ)對現(xiàn)場實際操作進行整理分析――總結(jié)出礦井開采延伸對礦井通風系統(tǒng)影響及解決辦法――寫出研究報告礦井通風系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與應用 技術(shù)研究報告臨沂礦業(yè)集團邱集煤礦二〇一〇年四月礦井通風系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與應用 1前 言 礦井通風是保障礦井安全的主要技術(shù)手段之一。在礦井生產(chǎn)過程中，必須向礦井連續(xù)地輸送新鮮空氣，供給人員呼吸，稀釋和排出有害氣體及礦塵，改善井下氣候條件及救災時控制風流的作業(yè)。這種利用機械或自然通風為動力，使地面空氣進入井下，并在井巷中作定向和定量流動，最后將污濁空氣排出礦井的全過程就稱為礦井通風。因此，礦井通風的首要任務就是要保證礦井空氣的質(zhì)量符合要求。礦井通風技術(shù)是治理煤礦瓦斯、煤塵及火災的基礎(chǔ)，合理高效的礦井通風系統(tǒng)是煤礦安全生產(chǎn)的基本保障。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，煤礦生產(chǎn)機械化程度的提高，礦井開采規(guī)模迅速擴大，通風線路隨之加長，通風阻力增加，工作面配風困難，通風難度相應增加。合理的礦井通風設(shè)計應該是一個安全可靠、技術(shù)先進和經(jīng)濟的礦井通風系統(tǒng)。礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化是對礦井現(xiàn)有通風情況進行分析，找出系統(tǒng)中存在的不足和改進的地方，并在已提出的眾多礦井通風系統(tǒng)方案中，尋找能滿足礦井各用風地點供風，滿足礦井安全，有利于礦井生產(chǎn)和降低通風費用的最優(yōu)通風優(yōu)化方案。邱集煤礦位于魯西北平原，黃河北岸，年生產(chǎn)能力75萬噸，煤層較薄，為7層，10層煤，開采難度大，巷道較長，通風阻力較大。礦井采用立井開拓，中央并列式通風，主井井筒兼作回風井，負井井筒兼作進風井。建井初期選用47211型№20離心式通風機，后改造為FBCDZ8№24對旋軸流式通風機，裝機功率為2280千瓦。隨著煤礦開采量的不斷加大，該通風機最大調(diào)整到4600m3/min的流量已經(jīng)不能滿足需求，為滿足目前及后期風量6000m3/min需求，需對礦井通風系統(tǒng)進行優(yōu)化改造，通過技術(shù)改造及系統(tǒng)優(yōu)化，進一步提高礦井的經(jīng)濟效益，保證礦井高效、安全發(fā)展具有十分重要的意義。礦井通風系統(tǒng)可以通過對下列幾方面進行比較得出該礦最優(yōu)通風系統(tǒng)：。礦井通風方法包括抽出式、壓入式和混合式，當?shù)V井在淺部開采、礦井煤層自燃傾向性或礦井火區(qū)比較嚴重時考慮用壓入式通風方法外，一般空間選擇抽出式通風方法，抽出式通風的進風巷道無需安設(shè)風門，便于運輸、行人，礦井通風管理工作容易，抽出式礦井通風的風流處于負壓狀態(tài)，當主要通風機因故停風時，井下風流壓力提高，在短時間內(nèi)可抑制采空區(qū)內(nèi)瓦斯等有害氣體的涌出。混合式通風無論從管理，還是從裝備上都比較復雜，應盡量少采用。礦井通風方式分為中央并列式、中央分列式、兩翼對角式、分區(qū)對角式和混合式。通風方式的選擇，應根據(jù)礦井煤層賦存條件、地形條件、井田面積及礦井瓦斯等級、煤層自燃傾向等情況，從經(jīng)濟和安全加以分析比較確定。一般情況下，井田面積小、煤層傾角大、埋藏較深、新建礦井選擇中央并列式，但在這種通風方式中礦井通風路線是折返式的，在同等條件下和其它通風方式比較，風路較長、阻力較大、漏風較多，而且主要通風機耗電多，礦井風壓變化大。中央邊界對角式的礦井通風方式優(yōu)缺點與中央并列式相反，分別適用于井田面積大、煤層傾角大、埋藏較深的生產(chǎn)礦井中。煤層埋藏深、井田規(guī)模大、瓦斯等級高、多煤層開采的礦井，宜使用混合式通風。礦井通風網(wǎng)絡(luò)分為簡單通風網(wǎng)絡(luò)和復雜通風網(wǎng)絡(luò)。兩者的區(qū)別就是網(wǎng)絡(luò)中有無角聯(lián)風路。簡化礦井通風網(wǎng)絡(luò)的途徑就是消滅礦井通風網(wǎng)絡(luò)中的角聯(lián)風路。礦井通風設(shè)施包括風門、風墻、風橋、風窗等。在礦井通風系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，其設(shè)置首先考慮盡量使礦井風流進行自然分配，減少礦井通風設(shè)施的數(shù)量，降低礦井通風阻力。若自然分配風量不能達到各用風地點的需求，才考慮適當增加通風設(shè)施，并達到經(jīng)濟合理，礦井通風設(shè)施的位置、質(zhì)量、數(shù)量必須符合要求，否則會導致漏風、風流短路、紊亂及有害氣體涌出等現(xiàn)象的發(fā)生，降低礦井通風系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠程度。有效地稀釋和排出井下生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的瓦斯、煤塵和其它有害氣體，是礦井通風的一項重要任務和目的，礦井必須按照風量計算辦法計算礦井、采區(qū)、采掘工作面及其它地點的需風量，依照各地點需風量進行風量分配，增加通風系統(tǒng)的抗災能力。在一些礦井，因井下開采范圍的擴大或加深，工作地點的變更，礦井需風量會發(fā)生較大的變化，所以要及時根據(jù)礦井需風量更換主要通風機，使其達到即能滿足礦井安全生產(chǎn)的要求，又經(jīng)濟合理。影響礦井通風阻力的因素很多，如巷道支護形式及光滑程度、斷面大小及變化情況、周邊長度及巷道長度，以及礦井通風網(wǎng)絡(luò)的布置、風量分配等。只有通過改變這些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。才能降低礦井通風阻力，并為優(yōu)化礦井通風系統(tǒng)提供條件。2邱集煤礦概況及通風狀況邱集煤礦隸屬于臨沂礦業(yè)集團公司，位于山東省西北部，地處德州市齊河縣境內(nèi)，為黃河北煤田第一對投入生產(chǎn)的礦井。井田地理坐標為：東經(jīng)116。23’45〝〞～116。31ˊ07〞，北緯36。27ˊ57〞～36。30ˊ57〞。屬黃河北煤田的一部分，東西長5～9km，；南北寬3～7km。東以F8斷層與趙官鎮(zhèn)勘探區(qū)分界，西至F1斷層，北自F11斷層，南自13煤層露頭及F2斷層。煤層傾角5～8度。設(shè)計生產(chǎn)能力45萬噸/年，礦井從1990年開工建設(shè)，1999年5月試生產(chǎn)，2003年12月31日正式生產(chǎn)。礦井核定生產(chǎn)能力75萬噸/年，現(xiàn)在冊職工1467人。本井田地處華北大平原南部，區(qū)內(nèi)地勢平坦，地面高程＋27—+30m，‰，東南10—15km有寒武奧陶系出露形成的丘陵，東南距黃河8—14km。區(qū)內(nèi)有兩條人工河流，東為巴公河，西為中心河，是主要的農(nóng)田灌溉河流，河水向北流入齊河縣境內(nèi)的趙牛河，同時也是本區(qū)內(nèi)最主要的地表水排泄渠道。本井田開采范圍內(nèi)地面對應農(nóng)作物，是當?shù)剞r(nóng)民的主要收入來源。趙官鎮(zhèn)邱集煤礦邱集煤礦交通位置示意圖井田范圍內(nèi)的主要河流中心河從場區(qū)以西流過，㎞。中心河已經(jīng)經(jīng)過治理，防洪水量按1961年雨型的80%計算，田樓南橋處洪水位為+，堤頂標高為+，次之，在場區(qū)東1㎞處有一條人工河，叫巴公河，是井田范圍的第二主排水河流，其河床標高為+，是礦井正常排水的流入處。塌陷區(qū)積水情況：自1999年5月開始試生產(chǎn)，前期開采上部煤層，以395m為開采水平?？刹擅簩又凶钌喜康拿簩訛?煤，開采深度為350m—388m之間，現(xiàn)西一采區(qū)已回采完畢，造成地面塌陷近2000畝，塌陷深度在0—400mm之間。