基于三维仿真的四季气候变化对矿井通风影响规律研究

四季气候变化影响着矿井内自然风压的大小和方向,若将自然风压作为动力合理运用,有益于矿井通风系统节能减排。眼前山铁矿井下通风系统在初期设计中对自然风压的利用较少,且风机选型方面未将四季气候变化的因素考虑其中。本文对眼前山地区四季气候变化对矿井通风的影响规律进行研究,并以此规律指导井下基站风机进行优化。通过三维仿真系统建立井下通风系统模型,模拟眼前山地区一年四季气候条件,通过风流模拟计算进风井口处的自然风压大小和方向,结果表明眼前山地区夏季日间,1号主进风井、2号主进风井处会出现与矿井通风方向反向的自然风压,其余季节进风井处自然风压均有利于通风,其中,冬季自然风压可利用价值最大,且冬季风机风压较夏季风机风压显著增大,使得冬季总进风量增加4.46%;建议针对主机站2-3基站、2-4基站的K-8-19型风机和主机站2-15基站、2-16基站的K-8-23型风机进行工况点调节,在冬季时期将主扇叶片安装角由35°调整至30°;根据眼前山地区的四季气候变化规律适时调整主要通风机工况点,对自然风压有效利用,解决了矿井通风系统冬季风量过剩的问题,实现了以更加节能的方式满足矿井通风需要。     

浅议自然风压对多风井多水平通风矿井反风的影响

通过某矿的反风演习,分析了自然风压对具有多风井多水平通风矿井反风的影响,给出了计算主要井巷风流能否反向条件的数学模型,并提出了每年的反风演习应安排在不同月份进行和采用模拟计算法预测矿井反风效果的建议。     

冬季主井进风流反向理论分析及防控方法

针对我国煤矿冬季进风主井容易出现风流反向且难于及时预防、控制的问题,从理论上分析了自然风压对主井风流状态的影响,并结合矿井实例,通过对进风井之间自然风压的测定分析,探讨了冬季主井风流反向的原因,同时研究了解决该问题的防控方法。研究结果表明:冬季进风主井出现风流反向现象,主要是由于在矿区气温降低条件下,热源分布不均衡的进风井之间可形成逐渐增加的平均风流温度差,进而产生了阻碍主井进风且不断积累的自然风压。提出了实时监测进风井的风流温度、风速,并及时调节其供暖热风量的方法。该方法能够迅速减小进风回路中的风流温差,并可在1 h内使主井风流状态恢复正常,从而实现了对主井风流反向现象的快捷、有效防控。     

城郊煤矿西翼行人暗斜井风流反向原因分析及处理措施

由于自然风压的存在,可能导致矿井通风网络中某些分支的风流发生变化,进而影响风流的稳定,影响矿井的安全生产。因此,分析自然风压对矿井通风系统的影响,对矿井的安全生产十分必要。城郊煤矿2013年11月在气温骤降时,西翼行人暗斜井风流发生反向现象,根据现场实测数据,分析其产生的原因,提出并采取有效的控制措施,正确调度风流,消除了矿井安全生产的严重隐患。     

矿井自然通风对机械通风的影响

过去一般认为自然负压很小,对有机械通风的矿井影响不大.实践证明这个结论只适合于一个入风和一个排风井口的矿井.多入风井口的抽出式通风矿井和多排风井口的压入式通风矿井,尽管有能力较大的通风机械,由于自然风压的影响,也会发生入风井口或排风井口间风流反向的现象.例如:重庆中梁山煤矿在有BY28~#轴流式扇风机抽出式通风的情况下(负压152毫米水柱),冬季竖井和平峒皆入风(平峒内温度11.2℃,     

张集煤矿反风时风流紊乱的原因分析及防治措施

为了解决张集煤矿反风时主要进风巷风流不反向的问题,利用风压平衡定律和通风能量方程对其通风系统进行分析,推导出风流不反向的判别式;利用现场实测数据对该判别式进行验证,结果表明判别式正确可用。结合风流不反向判别式和现场实际情况,提出防治反风时风流不反向的措施,确保了矿井通风系统的稳定性,提高了煤矿的抗灾能力。     

矿井热风压对通风系统的影响规律的研究

矿井通风是治理瓦斯的基础,矿井的各个采掘工作面必须建立可靠稳定的通风系统。但是热风压也会对矿井通风系统的稳定性产生重要影响,尤其在冬季井筒要求暖风的情况下。由于进、回风侧空气柱的密度不同而造成压力差形成的矿井自然风压,影响矿井风流的稳定,所以掌握自然风压的变化规律,分析热风压对矿井通风系统的影响,全面分析主副井风流紊乱的原因,提出适合于矿井有效综合调控的技术与方案,对矿井抗灾能力的提高、保障矿井安全生产起到了重要意义。     

北氵名河铁矿自然风压计算及通风系统优化措施

为研究自然风压对北洺河铁矿通风系统的影响,采用理论分析与三维通风网络解算软件模拟的方法,分别计算了该矿冬季与夏季进风井筒与回风井筒之间的自然风压,并对计算结果进行分析与预测。研究结果表明,冬季与夏季北洺河铁矿进风井筒与东风井之间自然风压作用方向相反,冬季自然风压有利于矿井通风,夏季自然风压不利于矿井通风。在夏季通风困难时期,回风主扇运行频率提高至47 Hz,矿井总风量达188 m~3/s,能满足矿山安全生产的总风量设计要求,有效提高井下生产效率,对工程实践有一定的指导意义。     

北洺河铁矿自然风压计算及通风系统优化措施

为研究自然风压对北洺河铁矿通风系统的影响，采用理论分析与三维通风网络解算软件模拟的方法，分别计算了该矿冬季与夏季进风井筒与回风井筒之间的自然风压，并对计算结果进行分析与预测。研究结果表明，冬季与夏季北洺河铁矿进风井筒与东风井之间自然风压作用方向相反，冬季自然风压有利于矿井通风，夏季自然风压不利于矿井通风。在夏季通风困难时期，回风主扇运行频率提高至47 Hz，矿井总风量达188 m3/s，能满足矿山安全生产的总风量设计要求，有效提高井下生产效率，对工程实践有一定的指导意义。     

多进风井筒自然风压影响作用及机理研究

针对某矿由于主副立井温差而导致井底车场风流紊流问题,研究了多进风井筒特殊通风网络结构在自然风压作用下的风流流动规律。首先,分析了自然风压的存在对整个矿井通风状况及风机工况点的影响作用及其规律。其次,通过研究自然风压对并联与角联局部网络分支的影响作用,分析了自然风压对多进风井筒形成的局部网络分支的影响规律。最后,研究了不同时期自然风压对某矿井通风系统整体及局部的影响规律并通过模拟实验进行验证。     

矿井巷道淋湿蒸发换热系数构建及风流温度计算

针对全矿井网域系统巷道围岩与风流热-湿交换计算复杂的问题,提出构建淋湿巷道风流换热系数模型,根据现场实测风流相对湿度,掌握矿井(进风侧)风流湿度变化规律,反向推演确定井巷水蒸发影响下风流与巷道围岩热交换的模型,修正围岩与风流的换热系数;用风量加权距离描述实际矿井网域风流相对湿度变化规律。结合九道岭矿实例,将算法纳入到矿井网络系统中,在MATLAB平台上运用TF1M3D对全矿井网域系统风流温度进行仿真求解。研究表明,巷道淋水蒸发吸热对井巷风流温度影响很大,主进风井段风流温度增加0.97℃,变化幅度不大,随着湿度增大风流温度递增变化幅度增大,与九道岭矿进风大巷测定结果吻合。将该算法纳入网络体系计算中,可解决3D矿井模型通风系统热害防治温度分布仿真及自然风压自动计算问题。     

多中段多井并联回风在某矿山深部开采通风系统的研究与应用

矿山深部开采面临岩温升高、通风线路长、网络复杂、主扇压力不足等问题,必须进行深部通风系统改造设计。湖南某铅锌矿二期深部矿体向南侧伏,深部矿石含硫量高、放热量大,通风线路长、阻力大,主扇能力低,新鲜风量不足,热量难以排出,严重影响矿山安全生产。为解决通风困难问题,以现场调查和测定为基础,分析了矿山通风系统存在的关键问题,提出多中段多井并联回风深部通风系统改造方案,利用副斜井、小竖井、回风斜井形成多井并联回风网路,利用上部开采结束的2个中段运输巷并联作为深部回风通道,有效降低矿井通风阻力。方案充分利用现有工程,投资少,见效快,取得了良好工程应用效果,可为类似矿井通风系统改造借鉴。     

矿井通风中遗弃资源的合理利用

依据长期从事矿井通风的科研实践,论述和总结了利用金属矿山井下遗弃的自然资源和人工资源的经验。所谓的遗弃资源包括废弃的人工资源和没有加以利用的自然资源。所谓废弃的人工资源即指人工开凿利用后被废弃的旧井巷、采空区等工程;所谓自然资源即指矿井通风中固有的自然风压、地温效应等资源。主要阐述了如何利用自然风压辅助主扇通风;如何利用遗弃的废旧井巷和空区通风降阻;如何利用地温预热和预冷矿井入风流,实现冬季入风井防冻和夏季井下作业面降温等经验。这些经验对矿井通风中充分合理地利用现有资源节能降耗具有重要意义。     

青岗坪煤矿主井风流紊乱原因及防治措施

为了解决青岗坪煤矿主井风流紊乱的问题,利用风压平衡定律对其通风系统进行分析,推导了风流紊乱的判别式;在通风阻力和自然风压测定的基础上,利用实测数据对判别式进行验证;结合判别式和现场实际情况,提出防治风流紊乱措施。结果表明措施的实施,使得主井风流在自然风压最大时依然正常,既增强了矿井通风系统稳定性,又提高了其抗灾性。     

杨柳煤矿中央风井装备期间通风方案设计及调整

杨柳煤矿基建矿井主要通风机投入运行后,在装备风井井筒和拆除风井井架期间,充分考虑了各方面因素,创造性地提出通过构筑地面临时风道措施,利用主井回风,副井进风,在不影响井下正常掘进生产的同时,确保了风井装备期间的通风安全,大大缩短了矿井建设工期,为寻求解决基建矿井在风井装备和井架拆除期间的通风安全提供了可供借鉴的新思路。     

热管式矿井通风热能自平衡系统设计与应用

为解决冬季煤矿进风口温度过低不能满足矿井通风安全的问题,利用热管的高效传热性能和等温特性,提出了采用低温相变热管技术通过矿井回风加热矿井进风的系统设计.根据热平衡理论对矿井回风中的有效利用热量进行理论分析,得出系统可处理的最低环境温度.结果表明:在矿井回风温度为15℃,相对湿度为90％的条件下,当环境温度高于-17.5...     

热泵技术利用乏风余热联合供暖的优势

榆林某煤矿计划改造地面建筑供暖设施及主井井口供暖方式,以达到节能环保平稳运行的目的。在通过理论计算的方式论证了副井乏风余热可满足该矿地面建筑供暖需要后,对比了现行的5种主要供暖方式的综合成本;接着,陈述了通过双级螺杆压缩式热泵机组和超低温空气源热泵利用矿井乏风余热联合供暖的优势,并列举了该供暖方式的应用实例。分析认为,该供暖方式为西北地区的矿区冬季供暖环保节能节电节效做出了样板,值得广大的煤炭企业重视并推广。     

罗山金矿通风系统优化方案比选

针对罗山金矿存在的矿井总风量欠缺、系统回风能力不足、主回风机站风机运行性能偏低、污风串联等通风问题,运用通风网络优化技术、机站优化技术以及通风仿真模拟技术拟定了2种技改方案,通过技术经济分析和比较,利用现有进风井巷工程作为系统进风通道,新掘东风井、西风井工程作为系统回风通道,能有效提高矿井的有效风量率,且具有通风方式简单、风流稳定性好、通风运行能耗低等优点。方案实施后,矿井总风量达到189.01 m3/s,系统主扇风机运行效率达到80.5%,井下通风条件明显改善。     

基于UDF的自然风压对果洛龙洼矿井通风稳定性影响的数值模拟

以果洛龙洼矿井为研究对象,通过Gambit软件建立矿井通风系统的气固耦合模型,并划分网格;编写了关于调热圈半径处原始岩温、气流密度、导热系数、气流粘度的UDF;用Fluent软件模拟出矿井的自然风压,将模拟所得的相关参数与现场测量数据作比较,验证自然风压数值模拟的可行性;进而更改模拟的环境温度及模型边界条件,分别模拟出不同环境温度条件下矿井的自然风压,解释了果洛龙洼矿井巷道风流变化显著的现象;利用Origin软件对多种环境气温条件下的自然风压曲线进行拟合,导出回风竖井中自然风压的经验公式;为高海拔地区矿井通风研究提供了参考。