煤矿通风系统优化措施研究

近年来,煤矿生产规划大幅调整,针对当前煤矿通风能力不足现状,重点分析了煤矿通风系统风机供风能力不足以及设备陈旧现象,为了提高煤矿通风系统的安全可靠,促进煤矿生产效益,满足矿井安全生产需要,应对当前煤矿通风系统进行优化改造。通过对煤矿通风系统软件仿真模拟及实践相结合的方式,对不同改造方案进行模拟计算,选择最佳改造方案,实现风量1 000 m³/min,符合国家行业安全技术要求。     

纳林庙煤矿二号井通风系统优化改造

针对纳林庙煤矿二号井矿井通风系统不合理,防灾、抗灾能力差的问题,研究该矿通风系统优化方案。根据二号井的通风网络结构、分支风阻、风机特性、用风地点和用风量等通风系统现状,设计出通过在4^-1号煤层、4^-2号煤层、6^-2号煤层辅运大巷、主运大巷与回风大巷联络巷间构筑通风设施,并通过增加供风距离来加大通风阻力以达到控制主斜井进风量及6^-2号煤层局部通风系统反转的优化方案,使纳林庙煤矿二号井4^-1号煤层、4^-2号煤层、6^-2号煤层3个煤层由“一进两回”的通风系统转变为“两进一回”的通风系统。通过优化方案的实施,解决了矿井通风系统存在的安全隐患,合理利用了矿井的有效风量,避免了因矿井停产所造成的经济损失和社会负面影响。     

矿井通风阻力压差计法测定及系统分析

通风安全是矿井安全的基础,矿井通风阻力测定是矿井通风系统分析与管理、优化和改造的技术基础。在分析四台矿生产条件的基础上,采用压差计法,根据矿井通风阻力测定规程要求进行了通风阻力测定方案设计、实施及数据处理分析。四台矿实测总风阻为0.004 N·s²/m⁸,总等积孔为18.805 4 m²,为通风容易矿井。最后,根据阻力测定结果数据分析,提出了四台矿通风系统调整的建议。     

开滦集团东欢坨矿通风阻力测定与分析

为获取矿井阻力分布情况,进一步改善优化矿井通风系统,减少通风阻力,同时为降低矿井通风机的电耗以及均压防灭火提供依据。采用气压计基点测定法对开滦集团东欢坨矿进行通风阻力测定。通过对测定数据的计算分析,总体上矿井通风系统阻力分布基本合理,矿井总风阻及等积孔为0.036 4 N·s²/m⁸和6.237 2 m²,为通风容易型矿井。     

巴里坤煤矿通风阻力测定与分析

矿井通风阻力测定是矿山通风工作中一项重要内容,是获取实际井巷风阻和矿井通风阻力分布的唯一手段。为准确掌握巴里坤煤矿通风系统现状,采用用精密气压计基点测定法,对巴里坤煤矿矿井通风阻力进行测定。通过数据整理分析得出通风阻力测定结果为296.81 Pa,矿井等积孔为4.36 m²,矿井总回风量为3786.72 m³/min,矿井进风段阻力占总阻力42.27%,矿井通风难易程度为容易,为科学有效优化矿井通风系统提供了数据支持。     

高海拔矿井局部增压通风系统设计与效果分析

为改善高海拔矿井作业场所低压低氧的环境,对高海拔矿井局部增压通风系统进行设计。基于增阻、增能和堵漏3种作业场所局部增压方式的数学模型,采用Ventsim对高海拔矿井局部增压通风系统进行构建和模拟。结果表明,增阻通风、增能通风和堵漏3种局部增压方式均能实现工作面的增压效果;但增能与增阻结合的增压方式较单一的增压方式效果更好。当风机为37 kW的矿用轴流通风机,风窗的风阻值为4.000 N·s²/m⁸时,工作面压力上升730 Pa,相当于海拔下降150 m。因此,高海拔矿井局部增压通风方案可有效改善工作面低压低氧的现场环境。采用该优化方案对西藏某矿井进行通风网络解算,使风流得以最大限度地流入采场,实现了按需通风,为解决高海拔矿井作业场所缺氧问题提供了参考方案。     

南屯煤矿通风阻力测定与分析

为了能够准确获取南屯煤矿通风阻力数据,采用精密气压计逐点测定法,对南屯煤矿中央风井和白马河风井的通风阻力进行测定。通过分析数据,得出中央风井通风系统通风阻力为1 238.8 Pa,风阻为0.14 N·s2/m⁸,等积孔为3.17 m²;白马河风井通风系统的通风阻力为1 390.1 Pa,白马河风井通风系统风阻为0.29 N·s2/m⁸,等积孔为2.22 m²,2个风井的通风难易程度均为容易通风。经计算,测定误差均小于5%,满足精度要求,测定数据能够为通风系统阻力优化提供精确数据支持。     

自然风压和活塞风影响下的会宝岭铁矿斜坡道污风治理

针对会宝岭铁矿斜坡道在夏季存在严重的污风积聚问题,为了及时将积聚在斜坡道中的污风排出,分别取当地全年温度最低和最高月份1月和7月中的某一天为样本,通过测算一天中矿井自然风压大小,建立自然风压在一天中的变化曲线图,得出7月15∶00左右自然风压最低,此时矿井通风最困难,斜坡道处的污风积聚最严重。通过现场测算,1月和7月斜坡道联通-410 m水平联络巷处的风量大小分别为6.9 m³/s 和2.3 m³/s,结合斜坡道受运输矿车造成的活塞风影响,考虑通风困难时期在斜坡道与-130 m水平的联络巷处安设风幕装置,计算阻风率为31%。运用Ventsim软件对矿井通风系统进行风路解算,得出斜坡道在-410 m水平联络巷处的风量为7.5 m3/s,优于冬季通风最容易时期的风量。现场应用表明,该风幕装置运行效果良好。     

煤炭安全开采最高允许含气量求算模型

以国家《煤矿安全规程》中的相关规定为切入点,考虑煤层气地质条件、矿井瓦斯状况、煤炭开采强度、煤矿通风安全措施等4方面主要影响因素,建立了求算最高允许含气量的数学模型,提出了最高允许解吸量等新的概念,并据此模型对我国6个矿区34个单元进行了测算.测算结果显示,最高允许解吸量平均为2.24 m³/t,最高允许含气量平均为7.51 m³/t,即只要煤层气平均预抽采率达到25.32%,6个矿区在总体上就能达到防止矿井瓦斯爆炸的安全规定上限要求.不存在全国统一的煤炭安全生产最高允许含气量标准,而最高允许解吸量和最低预抽采率可能是建立矿井瓦斯保安标准的核心.     

茂通煤业煤层瓦斯分布规律及涌出量预测

以茂通煤业有限公司开采的2号、3号煤层为工程背景,对煤层瓦斯含量进行测定并分析地勘钻孔瓦斯含量测定数据,通过线性回归建立煤层埋深与瓦斯含量的关系,得出煤层瓦斯含量随埋深的增加而逐渐增加,同时采用分源预测法预测矿井瓦斯涌出量,当矿井生产能力达0.9 Mt/a时,在开采2号、3号煤层过程中矿井最大绝对瓦斯涌出量分别为34.06 m³/min、32.98 m³/min,最大相对涌出量分别为17.99 m³/t、17.42 m³/t。     

正利煤矿通风阻力测定及分析

正利煤矿为低瓦斯矿井,采用中央并列式通风方式。采用基点法对正利煤矿通风阻力进行测定,测定矿井通风阻力为2 350.17 Pa,分析得出通风路线用风区域通风阻力占整个路线通风阻力的61%,入风段通风阻力占17%,回风段占22%。最大通风阻力路线总风阻为0.119 6 N·s²/m⁸,为容易通风级别。根据测定结果,提出了矿井通风系统优化方案。     

煤矿回采工作面瓦斯治理技术分析

以某回采工作面为例详细介绍了高瓦斯煤层的治理技术方案。对矿井和工作面的基本情况进行了介绍,计算获得工作面的绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量分别为25.58 m³/min和9.21 m³/t。结合矿井实际情况,同时利用高位钻场钻孔瓦斯抽采技术、顶板岩层定向长钻孔瓦斯抽采技术和地面钻孔瓦斯抽采技术对工作面的瓦斯进行治理,对不同技术方案的钻孔参数进行了详细介绍。上述3种瓦斯抽采方案在整个回采期间抽采获得的瓦斯总量分别为130.01万m³、56.36万m³和227.9万m³。对容易聚集瓦斯的上隅角和回风巷部位的瓦斯浓度进行持续监测,发现2个部位的瓦斯浓度平均值分别为0.21%和0.19%,远低于安全基本要求,说明所述工作面瓦斯治理技术效果良好。     

新源煤矿矿井需风量和通风能力核定研究

为了确保新源煤矿矿井通风系统的稳定可靠,预防瓦斯事故的发生,对矿井各采掘工作面、备用工作面、硐室及其它用风巷道等用风地点的需要风量进行了计算,并对其通风能力进行了核定和验证。研究结果表明：新源煤矿矿井实际需风量为15 943.6 m³/min,矿井通风能力能够满足日常安全生产的需求。     

高瓦斯矿井区域瓦斯分级治理方法及其在潞安矿区的应用研究

随着矿井煤炭开采不断向深部发展,煤层地应力不断增大、煤层瓦斯含量不断增加,矿井发生瓦斯灾害的危险程度显著增加,高瓦斯矿井区域瓦斯预测与治理已成为制约矿井安全高效生产的关键。由于受地质构造等影响,井田不同区域的瓦斯赋存情况差异较大,采用固定单一的瓦斯治理措施将严重影响矿井的采掘接替。以潞安矿区为工程背景,根据地质构造特征与瓦斯赋存情况将矿区划分为4个地质单元,探讨了各区域瓦斯分布规律及其随埋深的关系,提出了基于煤层瓦斯突出危险程度的区域瓦斯分级治理方法,针对不同煤层瓦斯含量和煤体坚固性系数等情况采取不同的瓦斯治理措施。研究表明,潞安矿区各地质单元内主采煤层瓦斯含量均随埋深的增加呈线性增长趋势,且呈东低西高分布;对矿区瓦斯含量W≥16 m³/t、8≤W<16 m³/t和W＜8 m³/t三种等级,结合煤层埋深和煤体坚固系数的影响,综合采用地面井预抽、井下定向长钻孔/顺层钻孔/底抽巷穿层钻孔预抽条带瓦斯、顺层立体交叉钻孔预抽工作面瓦斯的地面—井下联合抽采措施,为矿区的安全、高效采煤作业提供了技术保障。     

红透山铜锌矿循环预热通风系统重构及可行性研究

为解决红透山铜锌矿上部采空区充填后冬季预热防冻系统面临失效的问题，利用上部恒温带及增温带多个中段井巷工程，增大预热岩壁暴露面积，对循环预热通风系统进行了重构和可行性研究。研究结果表明，红透山铜锌矿重构循环预热通风系统，将西风井改成进风井，入风温度在-25℃及以上，循环预热通风系统预热空气总量大于124.3 m³/s,冬季120 m³/s总风量预热后空气温度可达4.43℃,高于防冻井空气温度2℃。Ventsim热模拟预热效果显著，可以有效解决冬季主要提升井筒结冰、竖井卡罐及水管冻裂等问题。与进风井口设置空气加热设施的通风方案相比，循环预热通风系统在能耗上每年可节省754万元，经济效益显著。     

银山矿深部开采通风系统优化改造

通过对银山矿通风系统的调查与测定,分析了通风存在的问题,利用Ventsim软件,建立了三维通风仿真模型,设计了3种通风系统改造方案。从矿井总风量、矿井总阻力、风机装机容量、基建费和矿井通风系统抗灾能力5种因素,构建了矿井通风方案优化决策灰色关联投影模型,确定了该矿通风系统最佳方案。该方案实施后,大大改善了井下作业环境,通风各项指标都达到矿山安全规程要求。     

谢一矿通风系统优化实践

淮南矿区谢一矿采用混合式通风,通风系统复杂。通过通风网络解算模拟,方案优选比较并现场实施,对矿井通风系统进行了优化,提高了矿井有效风量利用率,满足了矿井通风需求。     

贵州省兴荣煤矿水文地质条件分析及涌水量预测

矿井水害严重威胁煤矿安全生产,针对兴荣煤矿受水害影响严重的情况,在了解矿区水文地质条件的基础上,对矿区充水条件及充水因素进行分析,结果表明:影响兴荣煤矿安全开采的含水层系主要为煤层底板茅口组灰岩含水层,以及顶部P₃c+d裂隙含水岩组,矿井充水通道主要由采面、掘面扰动后形成的顶板裂隙发育、原生断裂裂隙发育和区域性封闭不良钻孔组成,这些充水通道受构造影响相对较大,矿井在未来开采至+1150m标高时,预计矿井正常涌水量为24.33m³/h,最大涌水量为43.80m³/h。     

极复杂水文地质条件下矿井堵源截流技术应用研究

平禹一矿水文地质类型为极复杂型,历史上多次发生灰岩承压水突水淹井和淹采区事故,矿井主采二₁煤层、二₃煤层,当前矿井总涌水量为2 000 m³/h。中央泵房排水能力3 300 m³/h,五采区中央泵房排水能力3 200 m³/h,中央泵房及五采区中央泵房均采用独立系统,井下水可分别直排地面。平禹一矿岩溶水补给量较大,疏水降压存在着排水量大、降压目标难以实现的困难,经研究论证,通过采取地面注浆和井下注浆的堵源截流技术,切断岩溶水进入矿井导水通道,可以完全或部分消除岩溶水对二₁煤层开采的威胁。经过Ⅰ期（2009—2010年）和Ⅱ期（2013—2014年）2次堵源截流工程施工,矿井涌水量显著减少,特别是Ⅱ期工程实施后,堵水效果明显。通过堵源截流技术在平禹一矿的应用,封堵了充水通道,减少了矿井排水量,降低了矿井生产成本,有效保护了地下水资源,同时保证了矿井带压开采的安全性,具有明显的经济和社会效益。     

南岭矿5207运输巷综掘巷道通风除尘技术实践

掘进工作面粉尘危害极大。设计了适用于综掘面条件的湿式除尘风机和附壁风筒通风除尘系统。掘进机司机位置总粉尘质量浓度从421.1 mg/m³降低到了18.4 mg/m³,呼吸性粉尘质量浓度从209.5 mg/m³降低到了8.5 mg/m³,降尘率分别为95.6%和95.9%;除尘风机出风口后5 m全尘和呼尘质量浓度分别降低至6 mg/m³和3.1 mg/m³,呼尘和全尘降尘率分别为98.1%和97.8%,达到了国家对粉尘治理的标准规定。