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[工艺技术]矿井通风技术及通风系统优化设计

时间:2022/05/03  点击:832


       

本文发表于《中国化工贸易·中旬刊》 2020年7期

张燕宾

摘 要:做好矿井通风工作,对保障生产人员的安全以及企业的效益,有着重要的意义。现基于提高矿井生产安全水平的目的,针对矿井通风技术和通风系统优化,做简单的论述。首先,阐述了矿井通风的意义。其次,根据矿井通风实践与研究,总结常用通风技术。最后,结合实例分析矿井通风系统的优化。

关键词:矿井通风;通风技术;通风系统

1 矿井通风的重要性

从矿井作业时间分析,生产环境中会产生有毒有害气体,通风系统的存在,主要是负责排除有毒有害气体,引入新鲜空气,为作业人员提供生命支持。矿井环境中还会产生部分有害气体以及粉尘,增加生产环境的复杂性,增加了职业危险。若环境中易燃气体未能及时排除,则可能引发爆炸事故,比如瓦斯爆炸。发生爆炸必然会造成重大损失,例如某矿井发生瓦斯倾出事故,造成了5人死亡1人受伤。究其原因,主要是瓦斯倾出以及通风不足,注重安全防范,打造优质的通风系统,有着重要的意义。

2 矿井通风技术的总结

2.1 多风机多级机站

基于矿井通风的需求和要求,选择多风机多级机站,发挥其价值与作用,可有效提高矿井内通风的效率,并且减少电能消耗,获得不错的效益。技术的应用,依靠风机控制风量,满足作业的通风需求。若现场条件允许,可少量配置风窗,增强矿井通风系统运行的可控性。使用的风机多级机站,从能源消耗的角度来说,明显好于大型风机的单独使用,因为其运用站间风机串联以及机站内风机并联的形式,运行时的风压以及风量很小,所以能源消耗量相对较少。

2.2 主扇辅扇的联合应用

结合矿井通风的需求和要求,采取主扇与辅扇联合应用方案,能够使得矿井作业期间的风量维持适宜状态,同时保障空气污染指标处于标准范围内,减少矿井通风系统的使用成本。目前,很多矿井通风都采用了此方案,从应用反馈来看表现良好。

2.3 合理降低风阻

矿井通风系统的运行,若遇到强大的风阻,则会造成风压消耗的增加,进而压缩了通风系统运行的效益空间。结合矿井通风情况的分析,明确最大阻力路线,选择高阻力区域,运用扩大巷道横截面积手段,实现降低风阻。通过建设适宜的通风建筑,比如流线型风桥以及扩散塔等,实现对风阻的降低。

2.4 智能通风技术

从当前矿井通风技术研究和发展现状来说,智能通风技术为研究重点,主要围绕表1内容进行。从智能通风的应用反馈分析,需要解决部分技术难题(整理如表1),进而提高智能化控制水平。技术的研究,重点围绕智能感知、智能化决策与控制,研究高水平的通风系统自动成图技术以及通风参数快速精确获取技术,辅助通风数据信息的智能化采集和利用。提高通风网络与调控联动分析与决策技术水平,结合运用通风隐患自动化识别与警报技术,提高通风的智能化水平。

3 矿井通风系统的优化实例

3.1 案例概述

以某矿井为例,配套抽出式通风系统,对系统进行分析与评估,获得表2结果。从数据显示的结果分析,运行的通风系统,存在着以下问题:①通风系统配置的主扇装置,运行效率水平不高,使得系统风机装置和通风系统之间的匹配度不高,同时存在其他问题;②矿井通风系统的进风量测定结果为26.9m3/s,难以达到实际需求。如果风量没有得到满足,使得通风换气效果不佳,污浊气体长时间聚集,则会威胁人员的安全与健康[2];③系统运行的稳定性较差,配置的通风装置不足,使得风流具有不稳定性,运行中产生漏风的情况,风质比较差,无法达到矿井通风的基本需求。

3.2 通风系统改造方案

基于保障矿井作业安全的角度考虑,当前的矿井通风系统,实际运行效率难以达到实际需求,需要进行系统的优化与改造。制定系统改造方案,必须要对通风系统的运行情况做好全面调查,掌握系统存在的问题,做好深度分析,提出经济性、安全性以及稳定性水平较高的方案,落实矿井通风系统改造工作。根据此矿井的调查与分析,设计的方案1,提出的通风系统改造方案如下:①结合矿井生产的开采地点环境情况,选择中央边界式与两翼对角式矿井通风系统,解决供需矛盾[3];②根据现场条件,建设回风巷,满足分区通风的需求,增强对风流的有效控制。根据作业现场的实际需求,调整通风量,以免产生供风不足或者其他问题,引发安全事故;③采取U型退式方案实现通风,以此减小巷道运行维护的难度;④结合局部需求,配置通风设备,负责通风工作。通过使用反向风门,增强矿井作业的安全系数,同时保证矿井通风(下转第94页)(上接第91页)系统运行的稳定性。

设计的方案2,其和方案1的区别在于通风方式,此矿井通风系统改造方案选择Z型方案,通过回风侧钻孔瓦斯的抽风,以免瓦斯涌向地面。使用的风筒,属于金属+人造的柔性风筒,作业时的难度较低,同时后期运行维护便利[4]。

3.3 方案的选择

矿井通风系统改造,方案的选择,要从多个方面入手,比如经济性和通风量等。根据通风效果的对比分析结果显示,方案1和方案2的进风量指标、回风量指标、风量合格率指标等,明显得到优化。两种方案的对比,方案1的进风量优势更加突出,能够满足矿井作业的需风,最终决定选择此方案,进行矿井通风系统改造。

3.4 改造效果

采取矿井通风系统改造措施后,通过运行监测与观察发现,经过系统优化,使得矿井以往的回风巷道堆积石块问题得到有效解决,配置了高性主扇,可以为矿井通风系统运行提供强大的动力支持,结合运用辅扇,实现对风流的有效控制,确保系统稳定运行。围绕各项指标,对矿井通风系统优化效果进行评价,获得了以下结果:①网速合格率为83.5%;②风质合格率为78.7%;③有效风量率为61.9%;④风机装置效率为62.3%;⑤风量供需比为0.81;⑥综合指标评价结果为78.3%。根据矿井通风系统评估结果能够判定,采取此改造方案,可起到不错的优化效果[5]。

4 结束语

综上所述,矿井通风系统的建设,对保障生产安全,起到积极的作用。目前来说,采用的矿井通风技术手段,能够为很多矿井提供通风支持,未来矿井通风系统将会朝向智能化和精准化方向发展,切实提高通风控制的效果。

参考文献:

[1]杨惠钧.矿井通风技术及通风系统优化设计研究[J].石化技术,2019,26(02):138.

[2]张琛.基于数值仿真模拟的矿井通风系统优化设计研究[J].机械管理开发,2018,33(10):22-24.

[3]袁新生.矿井通风系统优化设计研究与应用[J].科学技术创新,2018(29):73-74.

[4]彭晓峰.矿井通风系统优化技术改造研究[J].水力采煤與管道运输,2018(03):22-23.

[5]袁新生.浅谈矿井通风系统优化技术的应用[J].科学技术创新,2018(23):192-193.


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2022/05/03

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