柳新通风系统优化报告 - 图文

柳新煤矿通风系统优化及改造方案研究报告

132.2 Pa；②17～18为-260南总运输大巷，是南一采区总回风巷道，风量1217 m3/min，巷道断面平均5.18m2，距离长，约680m，导致该测段的通风阻力204.3 Pa；③18～19测段为-170轨道下山，断面5.38m2左右，长175m，风速大，约7.2m/s，达临界值，风量较大，约2340 m3/min，实测通风阻力172.5 Pa；④19～20测段为-170~-90回风上山，巷道坡度大，巷道断面平均5.58m2左右，长210m，风量大，约2340m3/min，存在三处大角度直接转弯，局部通风阻力较大，实测该测段通风阻力为241.8 Pa；⑤20～21测段为-90南总回风巷，巷道断面小，平均5.70m2，通风距离长，约910m，全部巷道严重积水，巷道多处堆积罐车、钢材等大量杂物，导致有效通风断面大大减小，并且存在多处大角度直接转弯，巷道表面凸凹不平，局部通风阻力大，此段最终导致实测此段通风阻力高达728.9 Pa，占总阻力40.13%。

2000232222241500累计测段阻力 (pa)10001920500153456789111013171618141200100020003000400050006000累计测段长度 (m)

图2-4 柳新煤矿通风系统沿程阻力分布

Q2 Pa，(4) 柳新煤矿的通风阻力特性曲线方程为：hR?1.1334矿井等积孔A?1.12m2，矿井通风难易程度属中等。

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(5) 实测主要巷道的摩擦阻力系数见表2-2，可供今后矿井通风设计计算时参考。

2.2 矿井主要通风机运行状况分析

柳新矿风井地面安装2台离心式通风机，额定转速630 r/min，一台运行，一台备用，风机与电机均采用皮带传动。1#风机为徐州风机有限公司生产的型号为B4-72-№20B风机，配备长沙电机厂生产的型号为JS126-6的电机，电机的额定功率为220kw，额定转速为984 r/min，经皮带传动后，1#主通风机的转速约670r/min；2#风机型号为4-72№20，配备江苏贝德电机股份有限公司生产的Y315L2-6型三相异步电动机，电机的额定功率为155kw，额定转速为989r/min，经皮带传动后，2#主通风机的转速670 r/min左右。现运行的是2#风机，矿井实际总进风量为2611m3/min，总回风量为2714m3/min，风机房水柱计读值1900Pa。

2011年12月中国矿业大学对两台主要通风机进行了性能鉴定，其实测性能曲线如图2-5所示。 3000HR=RQ224001800Hs(Pa)12001#6002#00204060803Q(m/s)

图2-5 柳新煤矿两台离心式通风机实测特性曲线

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由实测风机特性曲线与厂方提供的风机特性曲线对比可见：由于风机经长时间运行，两台风机的实测特性曲线均比厂方提供的特性曲线有大幅下降，其运转效率也低。由图2-5可知，现有通风系统使用1#风机的工况点为(46.26, 2190)，而使用2#风机工况点则变为(43.24, 1929)，2#风机的实际供风能力比1#风机略小，两台主通风机的能力基本一致。1#风机的电机功率为220kW，2#风机电机功率为155kW，经皮带转动后1#、2#风机的转速均为670r/min，因此，从配备电机的额定功率角度，1#主通风机调高转速的潜力高于2#主通风机。

2.3 通风现状计算机模拟与通风基础网络图

通风系统模拟的目的是通过通风系统模拟掌握现有通风系统的网络结构、主要井巷的通风参数，如风阻、风量和风压等，为通风系统分析、通风系统改造和延伸创造条件。

通风系统模拟的实质是通风系统网络化和数字化，即是首先将通风系统转变为网络，然后将网络中的分支、节点、阻力系数、断面及其形状、长度以及支护形式等的物理和几何参数以数字的形式表示，并将其存储于计算机中，并以分支中实际风量为标准，通过多次网络解算和逐步调整的方法，使分支的风量和阻力与实际相符合。

模拟时井巷阻力系数选取依据：（1）阻力测定资料；（2）在淮南、淮北和兖州等矿区的测定资料。

现状模拟是在建立矿井通风系统数据库的基础上，并以分支中实际风量为标准，通过多次网络解算和逐步调整的方法，使分支的风量和阻力与实际相符合的过程。评价模拟结果正确与否的依据是，模拟结果与当月的各个通风系统的主要通风机的工况点及其用

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风地点和井巷的风量的误差基本相符。现状模拟的误差控制主要是通过以下方法进行控制：

（1）模拟风量风压的迭代计算的精度0.001。

（2）硐室和掘进工作面的风量固定；工作面的风量逐渐固定，最后只保留最大阻力路线上的工作面风量不固定，其相对误差控制在3%以下。

（3）主要通风机的工况点的相对误差控制在5%以下。 （4）主要井巷的风量误差一般控制在5%以下。

对于大型矿井的通风系统，由于用风地点多、分支多，系统复杂，进行通风系统分析和方案优化，没有先进的技术手段是难以实现的。本次通风系统分析与优化决策应用了矿井通风系统分析与决策支持系统（MVENT）软件。应用计算机模拟通风系统步骤是：

2.3.1 绘制矿井通风基础网络图

通风网络图能否正确反映出通风系统图的拓扑关系直接影响到通风系统模拟结果的正确性。在绘制矿井通风网络图时、应对如井底车场、采区的上、中、下部车场等局部短巷道连接的结构复杂区域作一些简化。简化时，可将一进一出的局部网络简化为一点或一段巷道，用一个等效风阻值代替被简化局部网络的风阻值，正确的等效风阻值对通风网络解算的结果至关重要，否则将影响模拟结果的可靠性。

根据柳新煤矿2012年5月份的生产布局绘制矿井通风系统图见图2-6，绘制简化的矿井通风网络图见图2-7。绘制网络图时，所有独立通风的采煤、掘进工作面、峒室、漏风较大的风门、进回风巷道重要交叉点也尽量在网络上画出，但对诸如井底车场、采区车场等巷道比较密集的地区，作了一些简化；在网络图中把各风井的外

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