煤矿乏风的蓄热逆流氧化

用自行研制的蓄热逆流氧化装置对煤矿乏风的氧化反应进行试验,考察了CH₄体积分数、乏风流量、换向周期和反应区温度对煤矿乏风氧化的影响.结果表明：当CH₄体积分数大于0.2％时,蓄热逆流氧化装置能够维持自热氧化反应,氧化率在99％以上,且能够回收一定的热量;随CH₄体积分数和乏风流量的增加,氧化装置中心区温度升高,高温区域扩大,有利于氧化反应的进行;最佳换向周期范围为90～150 s;煤矿乏风氧化的最低反应温度为880 ℃左右.     

进气预热温度对煤矿乏风热逆流氧化的影响

为探索进气预热温度对煤矿乏风热逆流氧化的影响,对不同进气温度条件下煤矿乏风热逆流氧化的温度场、甲烷转化率、最低甲烷体积分数及最大换向半周期开展了数值模拟和试验研究,结果表明：随着进气预热温度的升高,氧化床高温区域拓宽,而峰值温度变化不明显;随着进气预热温度的不断提高,氧化装置甲烷转化率几乎成线性升高;提高进气预热温度,可以降低装置维持自运行所需的最低甲烷体积分数和延长最大换向半周期,有利于氧化装置的稳定运行。     

矿井通风网络优化调节问题的非线性规划解法

建立了以风机能耗和调节设施耗为目标函数，以矿井通风网络节点风量平衡方程，回路风压平衡方程，分支可调性，风量和调节量上下限等为约束方程的非线性规划数学模型，用于求解各种矿井通风网络优化调节问题。选择了目前最为有效的算法之一的约束变尺度法来求解该数学模型，用Ｃ语言编制了在Ｗｉｎｄｏｗｓ下运行的计算机软件，该软件具有算法先进，收敛速度快，可靠性好，适用性广和使用方便等优点。通过示例说明该软件适用于求解各     

矿井火灾时期风流控制方案的优化计算

提出了用通风网络风量优化计算的方法求解矿井火灾时期的风流控制方案．在计算过程中主要考虑了矿井火灾对通风的影响、用风流质量流量代替体积流量、定量确定关键地点的需风量及尽量采用增阻调节措施等问题．计算过程主要包括：矿井火灾时期的风流状态模拟、关键地点的需风量和允许调节的分支确定、控风方案的优化计算和控风效果的模拟计算等．通过一个矿井的计算实例说明了方法的可行性．     

大佛寺煤矿瓦斯氧化工程应用安全措施

为了在煤炭行业推广瓦斯氧化装置,保证氧化装置应用的安全性,根据目前煤矿井下通风要求和矿井主要通风机扩散塔结构形式,提出乏风输送时其输送管道与主要通风机扩散塔的接口方式和输送要求、抽排瓦斯输送及与乏风掺混技术,并提出外部条件缺失时的安全保护措施。通过大佛寺煤矿瓦斯氧化发电工程设计、建设和运行检验,证明氧化装置在煤矿应用是安全可靠的,不会对煤矿带来不安全因素。     

温度对极低浓度瓦斯氧化影响的研究

 摘要：本文实验通过配置浓度为0.75%、0.5%和0.25%的极低浓度甲烷来模拟矿井乏风,使三个浓度的甲烷通过高温炉膛,收集炉膛排除的气体,并对收集气体进行测试,以得到矿井乏风高温氧化的条件和规律。实验通过调整炉膛温度以得到不同温度下极低浓度甲烷的氧化情况。结果表明,甲烷浓度越高则氧化所需的温度越低;甲烷浓度越低,氧化所需的温度越高;根据实验研究得出极低浓度甲烷在锅炉炉膛中应该在750℃左右时即开始被氧化,甲烷浓度逐渐降低,且在800℃左右时能被被完全氧化。     

郭家河煤矿冬季主斜井风流反向分析与治理

为解决郭家河煤矿冬季主斜井风流反向问题,对自然风压逆转井巷风流的原因及过程进行分析,结合理论分析提出了郭家河煤矿主斜井风流反向的3项治理方案,对郭家河煤矿通风系统进行合理简化,建立了矿井正常通风时期和反风初期的三维通风仿真模型,通过矿井反风初期三维通风模型对主斜井反风的3项治理方案进行网络分风模拟,优选出了提高副斜井风流温度这一治理方案。模拟结果表明:提高副斜井风流温度能够解决冬季主斜井风流反向问题,并能够降低主副斜井间的自然风压和矿井通风阻力,冬季地面气温继续降低时能够通过调整地面热风器功率提高副斜井风流温度,能够进一步防止主斜井风流反向的发生,保证了矿井通风系统的稳定。     

采空区通地表漏风状态下的矿井诱导通风系统研究

承德铜矿采用有底柱分段崩落法开采,随着地下矿山开采进展及采空区增大,出现采空区通地表漏风现象,受采矿方法所限,漏风通道不能通过充填、封堵且与地表相通,对矿井通风系统的稳定性影响非常严重。通过分析该矿山采空区漏风特点,建立了采空区通地表三维物理模型,并基于Fluent软件对采空区通地表漏风风速流场规律进行了数值模拟。研究表明:采空区通地表漏风条件下,工作面及采空区流场的分布在各方向上具有明显的分区规律。漏风采空区通道距工作面越近,对工作面风流影响越大,采空区风流趋向一定的规律向回风巷道移动;当漏风速度较小时,在漏风通道和工作面的采空区风流大致呈“U”形流动,越靠近工作面风流越大。根据上述分析,提出利用通地表采空区回风,将漏风通道加入通风网络中,在风向最易改变点来诱导通地表采空区回风,形成诱导通风系统,重建通风系统动态模型。针对控制采空区漏风的通风网络进行了诱导通风研究,较好地解决了采空区漏风问题。上述研究反映出,将采空区作为通风回路的诱导通风网络并重新优化通风网络,是解决采空区漏风控制问题的有效手段。     

旗山煤矿深部开采通风系统设计与优化研究

旗山煤矿生产将逐步转入-850m水平以下区域为主的采区进行,矿井需风量将大幅度增加,势必会带来矿井通风阻力、井巷风阻的进一步增加;随之带来矿井回风不畅、部分地段风速高甚至超限、用风地点进回风路线变长、风网结构复杂化、风量调配困难等一系列的安全问题。旗山煤矿通过对通风系统的优化改造,科学合理的调整生产采掘布局,有效地解决了上述问题。     

矿井通风系统调节性的研究

对典型通风系统进行调节性研究证明，影响通风系统调节效果的因素除漏风和主通风机风压特性外，还有系统风阻（或等积孔）、用风区段风阻比例、增（或降）阻分支原风阻大小等；调节性指标用加风分支风量相对增加值Ｓｚ表示，具体矿井通风系统的Ｓｚ可用减风分支风量相对减少值Ｓｊ（取绝对值、用“％”）很方便地求算；提出了增、降阻合理范围和提高调节效果的措施。     

基于运筹学的矿山通风系统分析

运筹学是一种应用分析、试验、量化等数学方法,对有限的资源进行统筹安排,使实际系统有效运行的技术科学,它可以用来预测发展趋势,制定行动规范或优化可行方案。矿山通风系统是一个由纵横交错的井巷组成的复杂系统,是通风网络、通风动力和通风构筑物的总称。通风网络是利用点、线及其属性对通风系统进行抽象描述。根据生产过程中通风的实际情况,我们可以将通风系统中的风流分成3种：自然风、约束风流和半约束风流,其中自然风一般不能提供矿山所需的足够风量,因而实际生产中,绝大多数的通风系统还是利用约束风流和半约束风流。运筹学应用于矿山通风系统,主要包括对应于约束流的线性规划,对应于半约束流的非线性规划,运筹学网络分析和仿真,找出最优化方案。     

某金矿通风系统优化研究

某金矿1~#、2~#通风系统采用自然通风方式进行通风,3~#通风系统采用抽出式通风,随着开采深度的增加,通风风量控制难度大、污风循环、通风短路等问题逐渐突出,严重影响了矿山生产的安全性。基于上述问题,经研究提出1~#、2~#通风系统采用压入式通风,3~#通风系统仍采用抽出式通风,同时优化了相应的通风网络,调整了主风机布置的位置。基于优化后的通风网络,估算了各通风系统的矿井需风量及通风阻力,合理选择了通风设备,完善了该金矿的通风管理方案,为矿山的安全生产提供了保障。     

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。     

一种新型煤矿乏风瓦斯收集装置研制

针对煤矿乏风瓦斯排放量大,造成环境污染、资源浪费等问题,对煤矿乏风瓦斯收集技术的调研、计算,研制了一套新型煤矿乏风瓦斯收集装置,并进行了工业性试验。该收集装置采用平行移动式结构,包括收集罩、桥架、主动轮、传动轴、收集风管、轨道、伸缩风管、伸缩风管吊架等多个部件。试验结果表明,该套装置达到了10万m³/h设计风量且运行安全可靠,切换顺畅,在满足乏风瓦斯收集品质的要求下,能有效降低对矿井扩散塔主排风机的阻力影响,同时更加经济有效,完全满足乏风瓦斯收集需求。     

红岭矿18线南西翼通风系统技术改造

针对矿山18线南西翼矿体开采过程中存在的通风系统不完善、风量欠缺、污风无法及时排出等问题,运用风压平衡原理、网络优化技术、机站优化技术以及计算机网络模拟技术展开研究,拟定了3种可行的通风方案。经技术经济比较,确定了新掘18线905～855 m回风井（1.5 m）,保留该井905 m 水平回风机站,并在855 m 水平新设1台K45 6 №12风机（18.5 kW）方案。数值模拟结果表明：18线南西翼通风系统总风量达到20.5 m3/s,井下风流的可调性和稳定性增强,为矿山的安全生产提供了有力保障。     

煤矿通风系统动态预警研究

实现煤矿“通风可靠”是煤矿安全生产的关键之策,开展了矿井通风网络实时模拟与动态预警分析的研究。以山西朔州某矿为应用背景,利用“测风求阻”模型完成该矿的通风基础参数获取工作,从表征矿井通风系统安全状况的巷道风流状态、用风地点通风状况和通风系统可靠性3个方面进行了预警分析,实现了对矿井通风安全的预警预报。     

复杂通风系统风流敏感性及稳定性控制

矿井通风网络风流敏感性分析结果可以提供对选择调节措施非常有用的定量信息。根据五阳煤矿风流敏感性分析的结果,对稳定性和安全性评价结果较差的角联分支提出了多种有针对性的治理方案,通过通风网络模拟选出了最优控制方案。     

高河矿乏风引风系统的改进及数值分析

为了提高乏风引风系统的效率,改进了高河矿乏风引风装置,并数值分析了引风系统改进前后的主通风机阻力、乏风气流运动轨迹、RTO运行时乏风甲烷浓度等,计算分析表明:乏风引风罩仅增加额外40 Pa静压,对矿井主通风机通风无影响;改进后引风系统新鲜空气进入量约0.8%,引风罩漏气影响不大。改进后的引风系统未改变扩散塔结构,且引风阻力小,满足RTO引风的需要。     

千秋煤矿主要通风机选型研究

针对千秋煤矿进入深部开采瓦斯涌出量增大,用风地点增多,通风能力不足的问题,对矿井通风系统进行了技术测定,分析了通风容易和困难时期的生产部署和配风情况,并提出通风系统优化改造方案,利用计算机对各个时期进行解网分析,最终确定矿井主要通风机的型号。该方案可大幅增加矿井供风量,保证矿井的安全生产。     

基于CFD矿井通风网络解算

传统的通风网络解算方法分析网络中风流状态时,都将风流视为定常流动,不能模拟网络中的动态变化过程。实际上,在通风网络发生灾变的情况下经常会遇到非定常流动。通过分析矿井灾变时期通风网络中一维非定常可压缩流体的空气流动规律,应用CFD分析方法,提出新的矿井通风网络解算方法,即特征线法,提高矿井通风管理的质量,增强矿井的抗灾能力,确保煤矿安全生产。