1、河南平禹煤电有限责任公司二矿矿井通风系统优化分析报告平禹煤电二矿河南理工大学二 O 一三年三月II河南平禹煤电有限责任公司二矿矿井通风系统优化分析报告课题组主要成员名单平禹煤电二矿：杨 伟 峰 、 张 伟 峰 、 李 晓 伟 、 李 要 芳 、 田 云 涛 、 王 占旭、刘高阳、张继宁 河南理工大学：侯三中 赵中伟 韩涛 郭洪斌平煤集团平禹煤电公司二矿矿井通风系统优化分析报告III目 录0 引言 .11 矿井概况 .22 矿井通风阻力测定 .32.1 测定路线的选择与测点布置 .32.1.1 测定路线的选择原则 .32.1.2 测定路线的确定 .32.1.3 测点布置 .32.2 测定方法与仪
2、器仪表 .32.3 测定数据的整理与计算 .42.3.1 井巷断面尺寸计算 .42.3.2 空气密度计算 .42.3.3 测点风速风量计算 .52.3.4 测定段位压差及矿井自然风压计算 .52.3.5 通风阻力计算 .62.3.6 巷道风阻值计算 .72.3.7 巷道摩擦阻力系数计算 .72.3.8 测定结果整理计算表 .83 通风阻力测定结果分析 .93.1 阻力测定精度的评价 .93.2 矿井通风阻力分布状况 .103.3 矿井等积孔与风阻 .103.4 矿井风量分配 .123.5 通风阻力测定结论 .123.6 存在问题及建议 .134 通风系统优化分析 .14平煤集团平禹煤电公司二矿
3、矿井通风系统优化分析报告IV4.1 矿井通风系统分析概述 .144.2 矿井通风系统优化设计的原则和指导思想 .154.3 平禹二矿通风系统优化技术路线 .154.4 平禹二矿通风系统优化 .164.4.1 通风系统改造的必要性 .164.4.2 对通风现状及分支风量和风阻值测算结果的评价 .174.5 南山风井风机挂网角度的确定 .194.5.1 矿井通风网络解算 .194.6 二矿通风系统优化结论 .225 主要结论 .23附件 矿井通风阻力测算表 .24附件 矿井通风系统示意图和网络图 .41附件 解网数据文件 .45平煤集团平禹煤电公司二矿矿井通风系统优化分析报告10 引言煤矿井下生产
4、包括采煤、掘进、提升、运输、通风、排水等多个生产环节，通风是整个生产环节中保障矿井安全生产的一个重要环节。众所周知，受生产条件的制约，矿井井下自然灾害严重，伤亡事故较多。而及时、准确地获得和控制全矿井通风环境技术参数，则是实现安全生产和提高生产效率的重要保障。一个良好的矿井通风系统是保证矿井安全高效生产的前提与基础。矿井通风系统是由通风机装置、通风网路及各种通风设施等所组成的。而通风系统是否合理，与通风机装置的性能及与之匹配的井下网路系统有着密切的关系。要保证矿井通风系统处于良好的运行状态，就必须使矿井主要通风机在最佳工况点运行，就必须掌握全矿井井下通风网路中的各种通风基础技术参数。全矿井通风
5、阻力指的是由井筒、巷道及通风构筑物构成的通风网路所产生的通风总阻力，它是衡量矿井通风能力的重要指标，影响矿井通风阻力大小的因素很多，有井巷断面的大小、井巷支护状况、通风距离的长短、井下分区网络布置的合理性及风量调节方法的合理性等诸多因素。随着矿井开采过程的变化，矿井通风阻力的大小和分布也会发生变化。因此，经常了解和掌握矿井通风阻力大小和分布状况，是进行矿井通风科学管理、风量调节和通风设计的根本依据。所以， 规程第 119 条明确规定：新井投产前必须进行 1 次矿井通风阻力测定，以后每 3 年至少进行 1 次。矿井转入新水平生产或改变一翼通风系统后，必须重新进行矿井通风阻力测定。通过矿井通风阻力
6、测定，可以达到下列目的：1).了解通风系统中阻力分布情况，发现通风阻力较大的区段和地点，了解矿井井巷的维护状况，了解矿井通风能力与潜力，便于正确调节风量以满足生产的需要，确保矿井通风系统经济合理地运行；2).提供紧密结合矿井实际的井巷通风阻力系数和风阻值，使通风设计与计算更切合实际，使风量调节有可靠的依据；3).为调节风压法控制火灾提供必须的基础资料，使这一方法的应用更合理、有效；4).为发生事故时制定灾变处理计划提供重要的基础资料；平煤集团平禹煤电公司二矿矿井通风系统优化分析报告25).为矿井通风自动化及矿井通风系统优化、改造提供基础数据等。平煤集团平禹煤电公司二矿矿井通风系统优化分析报告3
7、1 矿井概况平禹煤电公司二 矿 位 于 禹 州 市 西 南 部 鸿 畅 镇 玉 皇 山 北 麓 ， 距 禹 州 市 24 公里 ， 于 1970 年 6 月开工建设，1971 年 5 月简易投产。2004 年初加盟平煤集团后，根据上级指示，结合矿井实际，矿井生产系统进行了第三期改造，2006 年 3 月恢复生产。2006 年核定生产能力 30 万吨/年。2012 年核定生产能力 81 万吨/年。井田内共布置 3 条斜井，其中 2 条进风井，1 条回风井。矿井采用斜井片盘开拓方式，普通炮掘综掘，综采工艺，走向长壁后退式采煤方法。矿井现开采五 2煤层，矿井共布置三个采区，即为二 1准备区、三 3采
8、区、三 2采区（密闭暂无生产） 。矿井通风方式为中央并列式，通风方法为抽出式；主井、皮带井进风，副井回风，“两进一回“通风系统。风井主扇为两台同样型号、同等能力的轴流式通风机，担负着整个矿井的供风任务，一台运行，一台备用。主要通风机为 BDK-24 型对旋轴流式通风机，风叶角度可调范围6 0到 00,工作风量范围(47-100)米/秒；配套电动机为 2185千瓦，额定电流 362.3/208.6A，额定电压 380/660v,于 2006 年 2 月挂网运行。主要通风机叶片现运行角度3，实际电流 500A，实际电压 420V，主要通风机采用双回路供电，供电系统可靠。目前主要通风机在安全区域内运
9、行，稳定可靠，工作效率 80%以上平煤集团平禹煤电公司二矿矿井通风系统优化分析报告42 矿井通风阻力测定2.1 测定路线的选择与测点布置2.1.1 测定路线的选择原则1).有并联风路中应选择风量较大且通过回采工作面的主风流风路作为测定路线。2).择路线较长且包含有较多井巷类型和支护形式的线路作为测定路线。3).择沿主风流方向且便于测定工作顺利进行的线路作为测定路线。2.1.2 测定路线的确定根据本矿通风系统的具体情况，选择的测定路线详见附图 1。2.1.3 测点布置根据矿井通风阻力测定测点布置的一般原则，本次测定测点的具体布置情况，详见附图 1、附图 2。附图 1 河南平禹煤电有限公司二矿煤矿
10、通风系统图（2013.01）附图 2 河南平禹煤电有限公司二矿煤矿通风网络图（2 013.01）2.2 测定方法与仪器仪表本次测定采用基点法，即用一台精密气压计放在副斜井口，另一台同型号的精密气压计在井下风路中的测点进行测定静压的方法。所用的仪器仪表有：BJ-1 型精密气压计 2 台DHM-2 型通风干湿球温度计 1 台风表 1 块秒表 1 块皮尺 2 个平煤集团平禹煤电公司二矿矿井通风系统优化分析报告52.3 测定数据的整理与计算2.3.1 井巷断面尺寸计算梯形： S = HB (2.1)U = 4.16 (2.2)半圆拱： )1.0()39.0(BHBhS(2.3)SU84.57.12(2
11、.4)式中： S 井巷断面积，m 2；B 巷道宽度（梯形为平均宽，即上底加下底除以 2） ，m；H 巷道高度，m；U 巷道周长，m。2.3.2 空气密度计算= 0.003484 （ 1- ） TPsat378.0(2.5)式中： 空气密度，kg/m 3；P空气绝对静压，Pa；空气相对湿度，%；Psat饱和水蒸气分压力，Pa；T绝对温度， K,(T=273+td)；平煤集团平禹煤电公司二矿矿井通风系统优化分析报告6td干球温度读数，。2.3.3 测点风速风量计算风表校正公式：V 真 = aV 表 + b (2.6)式中：V 真 表测风速，m/s；V 表 表读数，m/s；a， b常数。实际采用风表类型及校正公式为： 中速风表， V 真 =0.935V 表 +0.464 m/s井巷实际风速：V 实 = kV 真 (2.7)式中：V 实 实际风速，m/s；V 真 表测风速，m/s；K 测风方法校正系数；Sc(2.8)式中：S 实测断面，m 2；c 常数，正常取 0.4，巷中有皮带时取 0.8。井巷风量： Q = V 实 S (2.9)式中：Q 井巷风量，m 3/s。2.3.4 测定段位压差及矿井自然风压计算测段 A-B 的位压差计算：
