基于Fluent的高原矿井通风增压增氧技术研究

我国中东部地区矿山资源的长期开发,导致资源储量越来越少,而随着西部大开发战略的实施,资源丰富、地域广阔且已有一定经济技术水平的西部地区,必将在未来国民经济发展中占据越来越重要的地位。我国西部地区多为高原,高原矿井井下通风供氧不足是长期困扰高原采矿工作者的一个难题。本文针对目前高原矿井生产面临的低压缺氧问题,以普朗铜矿为例,分析了矿山的通风现状,提出了以增氧为目的、以人工增压为主要措施的通风方式。根据空气流体力学和矿井通风的相关理论,分析了整体增压和局部增压通风方法的可行性,提出了增能调节和增阻调节相结合的增压方式,并根据矿井实际情况建立模型,使用Fluent对指定采场空间采用增压增氧技术后的效果进行验证,分析总结模拟结果,进一步验证人工增压增氧通风技术的可行性,为高原矿井通风方式的选择提供一定参考。     

高原矿井氧气含量检测与分布规律研究

为了量化描述高原矿井缺氧环境对作业人员和设备工作效率带来的不利影响,为矿山的通风方案优选提供基础环境数据,构建了适用于高原矿井的氧气含量计算数学模型,以某高原多金属矿为工程背景,设计了涵盖关键生产中段和斜坡道的现场环境参数检测方案,得到了包括大气压力、氧气体积分数、温度、湿度在内的现场测量结果,以此为基础研究了高原矿井的氧气分布规律。实测数据表明,在不同生产中段及斜坡道内,井下的氧气含量随着海拔的升高而降低,在同一中段水平,氧气含量与现场作业频繁程度呈负相关性,同时显示出井下的氧气实测数值普遍低于理论值。分析得出,井下正在作业的中段以及运输车辆频繁通过的区域耗氧较多,在设计通风方案时应着重考虑这一特点,采用以压抽混合式为主、配合人工局部增压和辅助供氧的通风方式。     

基于Ventsim的高原矿井通风系统优化

与平原矿山相比,高原矿井具有空气稀薄、供氧不足、自然通风条件复杂多变等特点,直接导致了设备效率降低、巷道污染严重等现象,加大了通风网络解算与通风系统优化的复杂程度。为解决这一问题,以某高原矿山为案例背景,以高原适应性修正后的通风关键参数为基础,基于Ventsim软件搭建了通风系统的三维可视化模型和网络实时解算平台,设计了4种可行的通风方案并完成了各方案的通风效果解算与模拟。综合考虑有效性、经济合理性、稳定性、安全可靠性以及高原适用性等诸要素,利用层次分析法优选得到了适合该矿山的最优通风方案。优化后的方案在满足现场作业通风效果的同时,节约了通风成本,可以为该矿山通风系统的构建和管理提供支持。     

高原矿井不同时期通风方式研究

由于高原矿井地处高海拔地区,大气压力以及含氧量低,严重影响企业的正常生产,因此为了改善井下劳动环境、提高单位体积空气中的氧气含量,需要在不同时期采取不同的通风方式。高原矿井生产初期使用压入式通风方式,可以取得较好的增压、增氧效果。但是随着开采深度的不断加大,压入式通风管理越来越困难。当开采深度达到一定范围时,矿井内部的空气压力足以满足矿井生产需要,通风方式可以改为抽出式通风。     

Ventsim软件在某矿通风设计中的应用

以某矿山为例,利用Ventsim软件建立通风网络模型,通过对风路的模拟和解算,并结合安全规程要求,对该矿山的通风系统进行了设计,根据模拟解算结果进行了风机选型,为矿山日后生产过程中通风管理及设备定货提供参考。     

渝阳煤矿矿井通风在线监控系统的应用

渝阳煤矿通过与中煤科工集团重庆研究院合作开发通风在线监控系统,结合目前井下监测监控系统,对重要用风地点的通风安全进行监控。当井下通风状况发生变化时,自动实现通风网络的重新解算,所建立的通风网络解算子系统可进行矿井通风模拟,在巷道贯通、风量调节、通风设施设置、风机改造等工作中得到应用,取得了良好的效果。     

某铁矿露天转地下开采覆盖层漏风控制技术研究

为解决某铁矿露天转地下开采过程中上部覆盖层存在的漏风问题,根据矿山实际生产情况重新核算了矿井总风量,并基于均压通风技术原理提出多种漏风控制技术方案。经过技术经济对比,选择在通风系统最下部1 200 m水平增加1台进风主扇,新增1条上盘专用进风井,并使用辅扇进行区域风量调节的技术方案。经通风系统三维仿真软件模拟解算,采取均压通风漏风控制技术后,该矿山漏风量显著降低,井下通风效果明显改善。研究结果表明,基于均压通风技术原理的多级机站通风系统不仅具有通风网络压力分布均衡、减少系统外部漏风的优点,而且有利于合理分配各需风地点风量,改善采区通风条件。多级机站通风系统是露天转地下开采的最佳通风方式之一。     

甘南高原矿井压入式通风系统设计

以甘南某高原矿井通风系统为工程背景,分析了高原矿井通风存在的普遍问题,提出对高原矿井进行压入式正压通风系统的新思路,并合理利用了矿山已有热资源以及矿井回风热源对入井风源进行预热升温,使矿山在不增加能耗的情况下加热空气,改善井下低温作业环境,取得较好的效果,在国内同类高原非煤矿井具有推广意义。     

基于Ventsim的矿井通风网络仿真模拟与方案优化

利用Ventsim软件建立了某矿井通风网络三维仿真模型,通过对压入式和抽出式通风的模拟解算以及数据分析,从通风的角度论证矿井联合开拓系统的合理性,并结合井下工作面实际通风情况,提出了相应的优化措施。结果表明,采用不同的通风方式,矿井通风网络相关参数未出现较大波动,联合开拓设计方案是合理的,工作面采取的通风优化措施符合实际情况,具有可行性。现有通风设备也完全满足联合开拓后矿井通风的需求,模拟数据可以作为矿井通风网络调整的依据。     

基于Ventsim软件的矿井通风系统优化

通风是影响井下工作环境的直接因素,是防治煤矿瓦斯、火灾、粉尘灾害最直接、有效的手段.以某矿山为例,利用Ventsim软件对矿井通风系统进行三维建模,并通过该软件对风网数据进行解算、风流按需分配仿真和风流动态模拟,为矿山管理人员和技术人员提供必要的数据支持,辅助矿井通风管理和生产决策.     

高寒高海拔地下矿山绿色开采技术研究进展

近年来,高寒高海拔矿山建设项目日渐增多,在助力当地经济快速发展的同时,也带来了诸如破坏当地生态环境等系列问题,亟需发展一套适合高寒高海拔矿山资源开发特点的绿色开采技术。笔者结合多年高原矿山开采技术研究经验,认为应从智能采矿方法、尾矿充填、强化通风、安全监控与信息化等方面建立高寒高海拔矿山的绿色开采框架,其中采矿方法应遵循机械化、自动化、智能化的发展方向,降低工人在高原缺氧环境下的作业强度,提高劳动效率。充填工艺需解决低温环境充填料浆输送困难及充填体强度发展缓慢等问题,应发展全尾砂膏体充填技术,提高尾砂利用率,降低地表大量堆存尾砂对自然环境的影响。鉴于高原矿山氧含量不足、通风网络复杂等特点,提出分区增压补氧及按需分时调控的通风思路,并重点对工作面进行除烟降尘强化通风,改善工人的作业环境。为动态监控地表沉降位移及井下作业安全风险,需开展区域及局域地压调控技术研究,并建立高反认知及安全培训体系,持续保障高原地下矿山大规模安全开采。以上形成的高寒高海拔地下矿山绿色开采新成果,探索了高寒高海拔地下矿山绿色开采新路径,具有可行性及适用性,可为其他矿山提供技术参考。     

面向火灾的通风网络解算与三维可视化表达

通风网络解算是地下矿火灾仿真的前期工作基础,如何进行面向火灾的地下矿通风网络解算及建立相应可视化系统十分重要。针对此,构建通风网络系统图模型,以斯考德-恒斯雷算法为基础,采用数据库技术,对通风网络解算结果进行优化储存,实现了网络解算结果的高效快速调用。并利用可视化技术,实现了通风网络解算结果的可视化图文表达,为进一步的火灾仿真奠定了基础。最后,以某金属矿山为例,运用Java语言和JOGL绘制技术,实现了地下矿通风网络解算及其可视化图文表达,证实了该算法流程的可行性和有效性。     

压射式通风

长期以来,矿井一直沿用压入式、抽出式和压抽混合式三种通风方式,文中提出一种新的通风方式,即压射式通风。     

基于Ventsim系统的老矿山通风系统改造研究——以铜兴矿业为例

铜兴矿业经过多年开采之后,出现了"采空区多、漏风量大"等不利因素,严重影响矿山安全生产。由于可开采的矿产资源有限,从经济上不宜大规模投资建设新的通风系统,通风系统改造方案应具备良好的经济性。针对此问题,借助Ventsim软件系统构建真三维立体通风系统,并且在系统中模拟矿山的采空区漏风,利用Ventsim系统的可视化效果,解算出矿山通风的重要数据,减少人工的耗时费力,同时提高矿山的安全管理水平和经济效益。     

基于Ventsim系统的老矿山通风系统改造研究

铜兴矿业经过多年开采之后,出现了"采空区多、漏风量大"等不利因素,严重影响矿山安全生产。由于可开采的矿产资源有限,从经济上不宜大规模投资建设新的通风系统,通风系统改造方案应具备良好的经济性。针对此问题,借助Ventsim软件系统构建真三维立体通风系统,并且在系统中模拟矿山的采空区漏风,利用Ventsim系统的可视化效果,解算出矿山通风的重要数据,减少人工的耗时费力,同时提高矿山的安全管理水平和经济效益。     

矿井通风系统的构成

矿井通风系统是向矿井下各作业地点供给新鲜空气,排出污浊空气的通风网路、通风动力和通风控制设施的总称。文章阐述了统一通风、分区通风及适用条件,中央对角和混合通风,压入、抽出和混合式通风等技术问题。     

某金属矿矿井通风系统测定与评价

矿井通风系统的优劣对地下矿山的安全生产有重大影响。在对某金属矿山通风系统进行详细调查与现场测定的基础上,以风速(量)合格率、风质合格率及有效风量率等十项鉴定指标为评价依据,对该矿山的通风系统进行了系统评价与分析,指出该矿通风系统存在主扇与矿井现需风量不匹配、有效风量率低、通风构筑物不完善、风流调控设施不到位及管理不善,导致风流紊乱、内部漏风、风流短路严重、风量分配不合理及采场通风条件差等问题,并针对问题提出了相应的改进意见与措施,以期改善矿山井下作业点的环境,有效解决井下的通风问题。     

铜绿山铜铁矿通风系统优化改造

为解决铜绿山铜铁矿通风系统存在的矿井风量分配不合理、井下污风循环、局部区域通风效果差、井下通风构筑物管理困难等问题，根据矿山实际生产情况，重新计算了矿井总风量，并提出3种优化改造方案。经过技术经济对比，选择了多级机站通风系统为最优方案。经三维通风软件模拟解算，矿井总风量达到428.03 m3/s，满足计算的矿井总风量。采用多级机站通风方式，且各区域分区通风，更容易实现风量合理分配，避免各通风区域之间的干扰，提高通风系统稳定性，有效增加通风系统深部进风。