1、2018/5/8,1,矿井通风新技术,主讲人: 戴广龙 教授 博士安徽理工大学能源与安全学院副院长安徽省煤矿安全生产专家组成员国家安全监察局煤矿安全生产专家组成员省煤炭学会会员全国煤炭学会通风专业委员会委员安徽理工大学 0554-6668760 13956421380,2018/5/8,2,矿井通风新技术,一)、矿井通风系统及其重要性二)、矿井通风系统存在问题三)、合理的矿井通风系统四)、矿井通风系统不稳定性分析五)、以风定产,2018/5/8,3,一)、矿井通风系统及重要性,矿井通风：利用机械或自然通风为动力，使地面空气进入井下，并在井巷中做定向和定量流动，最后将污浊空气排出矿井的全过程。即
2、必须源源不断地将地面空气输送到井下各作业地点，以供给人员呼吸，并稀释和排除井下各种有毒、有害气体和矿尘，创造良好的矿内工作环境，保障井下作业人员的身体健康和劳动安全。,2018/5/8,4,一)、矿井通风系统及重要性,矿井通风系统的基本任务是： （1）、供给井下足够的新鲜空气，满足人员对氧气的需要。 （2）、冲淡井下有毒有害气体和粉尘，保证安全生产。 （3）、调节井下气候，创造良好的工作环境。 “一通三防”，通风可防止瓦斯集聚、降低粉尘浓度、控制通风可以防治煤炭自燃、可降低温度矿井通风系统：通风动力、通风网络和通风构筑物的总称。,2018/5/8,5,一)、矿井通风系统及重要性,“十六字”安全
3、工作体系：“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的煤矿安全工作体系。该体系明确将“通风可靠”作为煤矿灾害防治工作的首要内容，科学地反映了通风在煤矿灾害防治中的基础作用。“通风可靠”是煤矿安全的基础通风是基础、瓦斯抽采是措施、安全监测监控是保证,2018/5/8,6,一)、矿井通风系统及重要性,构建安全可靠的通风系统是保障矿井安全生产、提高矿井抗灾能力和防治煤矿重特大事故的一项标本兼治、重在治本的关键之策。矿井通风系统是矿井生产系统的重要组成部分。其合理与否，与矿井的稳产、高产，防灾、抗灾能力，经济效益有重大关系，并产生长期影响。,2018/5/8,7,一)、矿井通风系统及重要性,安全可靠的
4、通风系统的几项原则通风系统简单通风设施可靠分区通风矿井低负压通风阻力分布合理通风机与通风网络匹配具有抗灾能力（避免下行通风）,2018/5/8,8,一)、矿井通风系统及重要性,2005年，全国煤矿共发生死亡事故3341起，死亡5986人，其中，在27起特大瓦斯爆炸事故中，停风引起的瓦斯积聚12起，占44.4%；风量不足引起的5起，占18.5%；通风系统混乱引起的8起，占29.6%；其他因素引起的2起，占7.5%。零星事故主要是个人违章及工作环境差造成的；重大瓦斯事故都是因通风系统有问题造成的。表现为：风量不足、不合理的串联、通风设施多、风门敞开、角联，一条上山既进风又回风,2018/5/8,9
5、,2004年10月20日，河南新密市平陌镇的郑煤集团大平煤矿发生特大瓦斯爆炸事故，148名矿工遇难。,2005年2月14日，辽宁孙家湾煤矿发生特大瓦斯爆炸事故 ，214人死亡。,2009年2月33日，山西屯兰煤矿发生特大瓦斯爆炸事故 ，78人死亡。,2018/5/8,10,二)、矿井通风系统存在问题,采区通风系统不合理,通风系统风量不足,抗灾能力薄弱,剃头下山开采,多点同时作业,一巷多用,缺少专用回风巷,超通风能力生产,风流短路,漏风严重,阻力分布不合理,串联通风,通风系统常见问题,通风设施不可靠,2018/5/8,11,二)、矿井通风系统存在问题,1、通风系统复杂，通风设施多 抚顺老虎台矿有
6、10个水平通风，6个水平生产。全矿通风构筑物495处（风门187处、风窗125处、密闭180处、风桥3处），交叉通风多，用风过于集中，巷道失修率高。 某矿有37处风门和调节窗；,2018/5/8,12,二)、通风系统存在问题,2、通风阻力大通风阻力大，阻力分布不合理通风系统中，一般认为：进风段阻力占总阻力25%、用风段阻力占总阻力45%、回风段阻力占总阻力30%为宜。据实测统计数据，我国大多数矿井回风段的通风阻力占总阻力的50%70%。回风巷通风阻力过大的原因是：通风断面小，巷道失修严重。回风段通风阻力过大，矿井的抗灾能力弱，不利于灾变气体的排放，会因出现“阻塞效应”，使事故扩大。,2018/
7、5/8,13,2018/5/8,14,二)、通风系统存在问题,3、通风线路长蒲白局马村矿东风井，L=58km。现在大型矿井通风路线达10km之多。4、通风系统不稳定风机在驼峰区附近工作，角联多，自然风压影响大（进风井变为出风井，进风线路变为出风段）。耗电多，大马拉小车、漏风多，风机陈旧、调风方法不妥，扩散器和风硐不合理等。,2018/5/8,15,三)、合理安全可靠的矿井通风系统,1、合理安全的矿井通风系统合理的通风系统必须是技术上先进合理、安全上稳定可靠、经济效益好。合理的通风系统、主要通风机的安全经济可靠运转是搞好矿井安全生产和通风管理的基础。以最小的阻力、最低的电耗，把足够的新鲜风量送达
8、用风地点，并具有较高的防灾抗灾能力。,2018/5/8,16,三)、合理安全可靠的矿井通风系统,2、合理安全的矿井通风系统指标,合理矿井通风系统指标,技术先进合理,经济合理,稳定可靠,矿井风量,矿井风压,矿井风量供需比,吨煤风量,矿井等级孔,矿井通风方式,主要通风机功率,主要通风机效率,吨煤主要通风机电耗,吨煤通风电耗,风机运转稳定性,矿井抗灾能力,用风地点风流稳定性,矿井合理通风系统评判指标层次图,吨煤通风电耗,2018/5/8,17,通风系统可靠的评价指标,三)、合理安全可靠的矿井通风系统,2018/5/8,18,三)、合理安全可靠的矿井通风系统,3、技术先进合理(1)合理通风系统应能适应
9、综采、综掘、无煤柱开采和放顶煤采煤等新技术、新工艺的推广和应用 ；(2)通风系统应切合实际，并具有较强的适应能力。 (3)网络结构合理，风网按需分风时的阻力接近于不加调节手段分风(有时称为自然分风)时的阻力，即在生产矿井通风网络中尽可能少用调手段；(4)主要通风机的特性与网络特性相匹配，主要通风机运行的效率高。,2018/5/8,19,三)、合理安全可靠的矿井通风系统,3、技术先进合理(5)通风系统能保质保量地向用风地点供风，风流质量符合规程规定。 (6)矿井、采区和工作面有完整和畅通的通风系统，有必要而可靠的通风设施；巷道失修率不大于6%；(7)掘进工作面通风系统中的局部通风机的布置合理，通
10、风效果好。(8)所有井巷和用风地点的风速就不超过规程规定的值，设计风速不应大于0.8倍最大允许值。,2018/5/8,20,三)、合理安全可靠的矿井通风系统,4、安全性通风系统的安全性，即具有防灾和抗灾能力。所谓防灾能力是指不因通风系统不合理和不完善而导致灾害事故发生，通风系统具有消除不安全因素和事故隐患的能力；所谓抗灾能力是指矿井万一发生某种灾害事故，可以利用现有的通风系统加以控制，限制其扩大，使灾害范围缩小，减少损失。,2018/5/8,21,三)、合理安全可靠的矿井通风系统,4、安全性高的防灾抗灾能力要求通风系统达到以下要求：(1)通风系统简单、可靠和稳定性好(用风地点风向不变，风量变化
11、幅度不太大)处于角联巷道上的用风点，应有可靠的通风设施保证其风流稳定。(2)开采有自燃倾向煤层时，其通风系统应有利于预防自然发火；能避免平行异向的新、乏风流包围采空区，防止采空区的漏风引起遗煤自燃发火。(3)有利于降低采掘工作面风流中的瓦斯和矿尘浓度，能防止瓦斯超限和瓦斯聚积(4)通风系统具有可调性，有可靠而灵活的矿井或采区反风设施。矿井或某采区万一发生灾害时，容易按要求控制和调度风流，防止灾害扩大。(5)有利于降温，能创造良好适宜的气候条件。,2018/5/8,22,三)、合理安全可靠的矿井通风系统,5、经济合理矿井通风系统应在保证安全的条件下，力求经济合理。影响矿井通风经济指标的因素有：(
12、1)主要通风机的购置、安装和运行费用。要求选择价格比较低、效率高、高效区宽、可调性好的主要通风机，(2)专用通风巷道的掘进和维护费用。要求专用通风巷道少，并采用经济断面。(3)矿井和局部风量调节方法的合理性。要求主要通风机运行的效率高、费用最低。(4)局部通风机运行费用。局部通风机是矿井通风系统的一个重要组成部分，其总功率与主要通风机几乎平衡，在有些矿井中局部风机总功率甚至大于主要通风机功率，因此，局部通风机的选用不可忽视。,2018/5/8,23,三)、合理安全可靠的矿井通风系统6、主要通风机安全可靠经济运行,1)、煤矿主要通风机安全经济运行的涵义主要通风机安全经济运行是一个相对概念，一般是
13、指在给定的矿井开拓布局和通风系统下，保证矿井安全条件下，主要通风机电量达最小。,2018/5/8,24,三)、合理安全可靠的矿井通风系统6、主要通风机安全可靠经济运行,2)从开采、通风设计和生产管理等多方面、各个环节上着手进行 (1)要求地质部门勘探提供的设计资料可靠；(2)在开采设计时，要求采面布局和接替安排合理，生产过程中实行计划均衡生产；(3)通风设计要求所决定的通风系统合理，风量、风压参数计算准确，选择的主要通风机效率高、高效区宽、调节性能好；(4)主要通风机运行过程中能及时而合理进行工况调节，使矿井阻力与主要通风机特性相匹配；(5)主要通风机安装、维修符合质量标准，在运行过程中做到定
14、期检修维护，使之处于完好状态。,2018/5/8,25,三)、合理安全可靠的矿井通风系统6、主要通风机安全可靠经济运行,3) 煤矿主要通风机安全经济运行的影响因素(1)风机特性-从主要通风机安全经济运行角度出发，衡量风机性能好坏的指标，一是最高效率值；二是高效区范围大小；三是性能可调性。,2018/5/8,26,三)、合理安全可靠的矿井通风系统6、主要通风机安全可靠经济运行,(2)注意实际运行特性与出厂特性的差异,(3)设计工况与实际运行不一致,2018/5/8,27,三)、合理安全可靠的矿井通风系统6、主要通风机安全可靠经济运行,(4)主要通风机运行压力高新集一矿1998年西风井风机负压在3
15、5903899Pa之间，负压高，井口风门两侧压力大、外部漏风大，风门开启困难，给生产运输和通风管理带来困难;(5)主要通风机与电机不匹配新集一矿1998年西风井风机，初期所需电机功率为529kw左右。而西风井所配风机额定功率为1600kw，西风井电机功率与风机输出功率不匹配、造成“大马拉小车”。 ;,2018/5/8,28,三)、合理安全可靠的矿井通风系统6、主要通风机安全可靠经济运行,(6)工况点合理位置工况点位置决定风机的实际运行效率，并反映风机与风网的匹配性。任何高效风机的高效区总有一定的范围，高效区范围之外还存在较大范围的低效区，如果工况点位置处于低效区内，再高效的风机也是低效运行。例
16、如一矿西风机开始运行效率非常低。潘一矿安装的K4-73风机，虽然铭牌上全压效率达99%，但实际运行仅有30%50%。,2018/5/8,29,三)、合理安全可靠的矿井通风系统6、主要通风机安全可靠经济运行,工况点不合理主要原因：(A)选用风机时余量过多，风机能力超过实际需要。(B)通风设计的基础资料不准确(如瓦斯涌出量预测偏大等种种原因)，使矿井需风量或风压计算过高，造成风机能力过大，工况点与设计值相差较大。义马耿村矿设计总风量6780m3/min，东风井2130Pa，西风井1490 Pa，实际使用时，Q=6130 m3/min，东风井H=950 Pa，西风井H=850 Pa (C)矿井通风阻
17、力在主要通风机服务期内变化较大，风机调节性能差，不适应矿井通风阻力的变化。淮南潘二矿设计有东西两个风井，均安装G4-73-01-NO28风机，1990年投产，需风12000 m3/min，矿井通风阻力为2400 Pa，只运行一个风机，其能力仍有富余，不得不用闸门调节，闸门产生阻力约4000 Pa,2018/5/8,30,三)、合理安全可靠的矿井通风系统6、主要通风机安全可靠经济运行,(D)国家风机产品系列存在问题，便使得用户难以选择风量和风压均合适的风机 。(E)风峒结构不合理造成入口风流不稳定。风峒阻力大。一般矿井此项阻力在200300Pa，有的达500800 Pa。鸡西矿务局统计风峒阻力一
18、般为300700 Pa ；淮南新庄孜矿4个风峒阻力进行测定的结果显示阻力大于200 Pa 的占50%。花家湖矿风峒阻力218 Pa，造成风峒阻力大的原因是其结构和尺寸设计不合理，施工质量差。转弯不圆滑、断面突然变化、有的断面小，长度大。例如淮北芦岭矿中央风井风峒长约60m，阻力损失约800Pa。,2018/5/8,31,三)、合理安全可靠的矿井通风系统6、主要通风机安全可靠经济运行,(7)调节方法不合理对于采用离心式风机的矿井，当受地质构造、瓦斯涌出量变化等因素影响，实际生产安排与设计有较大的出入，造成工况点与设计值相差较大时，往往采用不经济的调节方法。有些矿井选用的主要通风机能力过大，不能正
19、确估计生产的递增幅度，生产波动、风量偏大时，想增加调节设施，但又怕影响生产和花费资金，只好较长时间地采用增阻调节。例如淮南潘二矿、阳泉三矿张岩风井、平顶山八矿东西风井等存在此类现象。(8)矿井外部漏风矿井外部漏风一般矿井占10%左右，有的高达15%20%。外部漏风所占的比例即等于其无益功耗所占的比例。,2018/5/8,32,三)、合理安全可靠的矿井通风系统6、主要通风机安全可靠经济运行,(9) 实现主要通风机安全经济运行的对策与措施一是确定通风系统；二是选择风机。(1)、矿井通风系统应设计合理，并符合实际A、实际生产布局应尽量按设计进行安排B、 风量计算和分配应符合实际例如，淮南潘一矿在设计
20、初期时参照谢二矿、谢三矿开采C13煤层组的瓦斯涌出量与含量的关系，预测-530m水平的瓦斯涌出量为10.59m3/t，全矿配风350m3/s，主要回风道断面按此设计，而开采的实践表明，一水平瓦斯涌出量为24.79 m3/t，全矿风量560m3/s，造成投产后因通风能力不足而使生产能力受到限制。,2018/5/8,33,三)、合理安全可靠的矿井通风系统6、主要通风机安全可靠经济运行,(2)、合理选择风机A、 准确预算风机服务年限内的最大和最小的工作压力B、 选择性能优良的风机和电机 (3)、优化工况调节方法 选择风机调节方案时应考虑的条件是：(a) 调节量与调节期长短；(b) 调节效果；(c)
21、调节设施的投资与回收期；(d) 调节的可靠性；(e)调节设施易于维护。,2018/5/8,34,三)、合理安全可靠的矿井通风系统,7、矿井网络结构合理性通风网络结构是指巷道之间互相连接的形式。通风网络结构合理性在网路参数(包括分支数及其各分支的井巷风阻)和总供风量相同条件下，矿井通风阻力和总风阻小的网路即为结构合理；反之则不合理。,2018/5/8,35,三)、合理安全可靠的矿井通风系统,不同网路结构和配风时的解算结果表,7、网络结构合理性,虽然两个网路中各分支的风阻参数、用风地点配风量和矿井的总风量相同，但由于其分支排列结构不同，矿井的总阻力和总风阻不相等，网路b比a的总阻力降低了200Pa
22、。由此可见，矿井通风系统的网络结构对其总阻力、总风阻有重要影响。,2018/5/8,36,三)、合理安全可靠的矿井通风系统,网络合理性系数K自然分风压力HN是指采煤工作面按自然分风解算，其余所有的用风地点都按实际需风量进行网络解算，所得到风机压力。按需分风压力H是指除通风最困难的工作面外，其余的用风地点都按实际需风量进行网络解算，得到的风机压力。单一风机通风系统K值应在1以下。K值越大，说明调节量越小，网络结构较合理，反之亦然。一般要求K0.85。如果K0.6，则在采掘布局上加以注意和改进。,2018/5/8,37,三)、合理安全可靠的矿井通风系统8、矿井最大阻力路线,1)最大阻力路线在生产矿
23、井的通风系统中，其最大阻力路线是从进风井口经过用风地点(采煤工作面)到回风井口的所有风流路线中没有安设增阻设施的一条风流路线。2)确定最大阻力路线的意义(1)最大通风阻力路线上的阻力分布是降低矿井的通风阻力依据(2)最大通风阻力路线上的总阻力是通风设计时选择主要通风机的重要技术参数(3)生产矿井，最大通风阻力路线上的总阻力是非最大通风阻力路线上采取增阻调节的依据。,2018/5/8,38,三)、合理安全可靠的矿井通风系统8、最大阻力路线,3)、生产矿井最大阻力路线的确定方法(1)绘制通风系统网络图；(2)找出各用风地点( 采煤工作面)所在的通路，没有安设调节窗的用风地点所在的通路即为最大阻力路
24、线(关键阻力路线)(3)如果所有的通路上都安设有调节窗，则说明至少有一条通路上的调节设施是不合理的。(4)最大阻力路线在矿井中的位置不是一成不变的。它随着生产布局的变化、需风量的变化和网络结构的变化及其某些分支的通风参数变化而变化。,2018/5/8,39,三)、合理安全可靠的矿井通风系统8、最大阻力路线,4)、降低矿井通风阻力的原则(1)把好通风设计和生产布局(采掘接替)关，合理安排采掘接替和配风，优选通风巷道断面，以形成一个各通路阻力均衡、关键路线流程短、井巷风阻小的网络结构；(2)主要通风机能力与网路特性相匹配，避免用增阻法调节矿井总风量；(3)加强科学管理，避免在关键阻力路线上增加不必
25、要的风阻；(4)有针对性地采取一些降低关键路线上阻力的措施。,2018/5/8,40,三)、合理安全可靠的矿井通风系统8、最大阻力路线,7374测段降阻，最明显，矿上将7374段进行扩断面(由89m2扩到12 m2)，整个矿井阻力降了300Pa。总阻力由5200 Pa降到4900 Pa,2005年潘一矿中央通风系统的最大阻力路线为：从副井西大巷西三大巷西三石门车场13煤轨道下山2622（3）工作面13煤回风下山西三回风巷西三总回风道西翼总回风道中央风井。,2018/5/8,41,四)、矿井通风系统不稳定性分析1、风流不稳定性,1)风流不稳定的表现：风流方向发生变化；风量大小变化幅度超过允许范围
26、。2)风流不稳定现象的分类 风流不稳定性分为： (1)、正常生产时期的风流不稳定 由于通风动力引起的风流不稳定 由于通风网路引起的风流不稳定 (2)灾变时期的风流不稳定风流不稳定是煤矿事故的导因之一：可导致瓦斯超限或风温升高，甚至引起瓦斯煤尘爆炸。,主扇在驼峰区附近工作，有的矿甚至出现风机“飞动”自然风压影响大多风机相互干扰，相互“抢风”,角联网路多采面处于对角巷道，且无防止风流反向的措施风门数量多，位置不当，且经常风流短路反向风门数量少,2018/5/8,42,四)、矿井通风系统不稳定性分析2、风流不稳定性原因,(3)通风网路引起的风流不稳定A、风流短路造成的风流剧烈波动包括风门的开闭；防爆
27、门的开闭对风流影响。B、对角分支风流不稳定,2018/5/8,43,四)、矿井通风系统不稳定性分析2、风流不稳定性原因,(2)通风动力引起的风流不稳定A、主扇工作不稳定引起的包括：风机的喘振；多风机相互干扰B、井下辅助通风机对风流稳定性的影响包括：辅扇对主扇的影响；辅扇能力太大引起并联分支风量不足、反向或停滞；辅扇附近进风主巷中风门的启闭；主扇、辅扇停电停转C、自然风压引起的,2018/5/8,44,四)、矿井通风系统不稳定性分析2、风流不稳定性原因,(1)灾变时期风流不稳定的表现A、因爆炸：摧毁了通风构筑物（含回风井口防爆盖） 、甚至破坏了主扇，造成风流紊乱和爆炸产物（CO2、CO、烟雾）的
28、漫延，导致人员伤亡和生产停顿。B、因火灾：烧毁风门造成风流短路；支架倒塌产生冒顶；火风压直接影响主扇的工况点；火风压造成风流逆转或停滞。C、因煤与瓦斯突出：破坏通风系统（包括堵塞巷道，摧毁通风构筑物），瓦斯沿进回风巷漫延，导致人员伤亡，甚至引发瓦斯燃烧或爆炸。,2018/5/8,45,四)、矿井通风系统不稳定性分析2、风流不稳定性原因,角联分支分析应用分析软件对矿角联进行分析：全矿井共有27条分支处在角联上，网络复杂度25.7%，其中，跨不同系统角联有21条，网络复杂度20.0%；东风井系统角联分支18条，网络复杂度17.1%，西风井系统角联分支5条，网络复杂度4.8%，其角联分支如表所示。从
29、表5可看出，除用风分支外，一般分支有13条处在角联位置。因此，分析结果表明，某网络结构复杂，角联分支多，通风管理困难。建议加强角联周边巷道的维护，防止角联巷道无风或风流反向。,2018/5/8,46,四)、矿井通风系统不稳定性分析3、风流稳定性措施,1)主要通风机稳定工作风机工况点在合理工作范围；两台主要通风机特性一致；井下辅助通风机能力太小合适；2)实时掌握自然风压大小3)网络结构合理采掘布局合理；风门、调节设施位置合理、有闭锁；应加强对角联网路的管理，有计划地设置或利用有益角联，避免和严格控制有害角联。,2018/5/8,47,五)、以风定产1、“以风定产”规定,“以风定产”的风量应是在给
30、定的网络条件下主要通风机的实际最大供风量。在2001年11月份颁布的煤矿安全规程中新增了“矿井每年安排采掘作业计划时必须核定矿井生产和通风能力，必须按实际供风量核定矿井产量，严禁超通风能力生产”的规定，即根据实际最大的通风能力确定矿井的生产能力。做到科学准确地“以风定产”是实现矿井安全生产的重要保证和前提之一。因此，有必要研究根据矿井通风能力正确核定矿井生产能力的模型、方法和程序。要实现“以风定产”，需要解决两个关键问题：一是，如何较为准确地确定矿井的实际最大供风量；二是，已知矿井的实际供风量后，要确定用什么方法、以及如何核定矿井日生产能力。,2018/5/8,48,五)、以风定产2、“以风定
31、产”的依据和原则,“以风定产”的依据：最新版本煤矿安全规程、煤矿设计规范和上级主管部门有关风量计算方法的规定；以实际的网络结构和合理的生产布局为基础；保证现有通风机安全有效运转；瓦斯涌出量和涌出不均匀系数的参数符合实际。“以风定产”的原则是：方法科学，依据参数准确、符合实际、结果可靠。,2018/5/8,49,五)、以风定产3、矿井需风量的计算方法,“以风定产”实质是矿井需风量的反演。因此，正确选择矿井需风量的计算方法对现实“以风定产”至关重要。关于矿井风量计算，在2006年版煤矿安全规程中103条规定了两种方法：（1）按提井下同时工作的最多人数计算；4m3/人（2）按采煤、掘进、硐室及其他地
32、点实际需风量的总和进行计算。各地点的实际需要风量，必须使该地点的风流中的CH4、CO2、H2、其它有害气体浓度，V以及t，每人供风量符合本规程规定。煤矿企业应根据具体条件制定风量计算方法，至少每5年修订1次。煤矿安全规程读本中，提出了低瓦斯矿井和高瓦斯矿井核定矿井通风能力的风量计算方法。这种方法要求相关系数选择合理、符合实际。,2018/5/8,50,五)、以风定产4、“以风定产”方法,“以风定产”的方法有矿井或系统总风阻法和通风系统模拟（网络解算）核定法两种。后者较前者精确点。(1)矿井或系统总风阻法。当核定时期的生产采煤方法、工艺和煤层的瓦斯涌出等与当前基本相同时可采用此法。可根据矿井近期
33、的矿井或系统的吨煤供风量和核定时期的总风阻进行矿井系统的生产能力核定（见图1）,图1 总风阻法“以风定产”模型和程序图,2018/5/8,51,五)、以风定产4、“以风定产”方法,(2)网络解算法（系统模拟）法在明确核定时期、准备好风机特性和网络基础数据基础上，通过通风系统模拟方法，将风量分配到工作面和其他用风地点；根据工作面瓦斯涌出量和不均匀系数，用反演的方法计算各工作面产量，最后再求矿井产量。(见图2),2018/5/8,52,五)、以风定产4、“以风定产”方法,图2 网络解算法“以风定产”模型和程序,2018/5/8,53,五)、以风定产4、“以风定产”的主要步骤,“以风定产”的风量应是
34、在给定的网络条件下主要通风机的实际最大供风量。矿井或系统的实际供风量主要取决于通风机的特性和矿井阻力特性的匹配性（见图3）(1)确定并优化核产时期采掘布局和网络结构(2)确定矿井或系统实际最大供风量(3)矿井日产量确定,2018/5/8,54,五)、以风定产4、“以风定产”的主要步骤,(1) 确定并优化核产时期采掘布局和网络结构 矿井通风系统是一个动态的系统，随着采掘的布局、瓦斯涌出量、地质等自然因素的变化而变化的。在给定的风机特性条件下，矿井的实际供风能力与采掘工作面布局及其网络结构密切相关。因此，从通风的角度核定矿井的生产能力，首先要优化核定产量时期的生产布局以及由此而形成的通风系统，以确
35、定矿井通风的网络结构和阻力特性（曲线）,2018/5/8,55,五)、以风定产4、“以风定产”的主要步骤,(2) 确定矿井或系统实际最大供风量 （A） 核定主要通风机的实际最大供风量 对轴流式通风机，存在驼峰，要求风机的风压不应高于最高压力点（0.9Hmax），此点称为极限压力点。将各条曲线的极限压力点连成一条线，称之为极限压力线，如图3图中AB。风机在实际运行过程中，其工作压力不能超过此线，否则，将发生喘振事故。,极限压力线,同时，还要求风机运行叶片角比允许的最大安装角小3 度。,2018/5/8,56,五)、以风定产4、“以风定产”的主要步骤,确定主要通风机最大实际供风量的方法有网络解算法
36、和作图法。前者适用复杂通风系统网络。作图法的步骤是，在风机特性曲线上作出其工作风阻R。风阻曲线与极限风压线的交点的横坐标，即使矿井的实际最大供风量Qs。当然，这要求叶片的角度可分度调节。如果叶片角不可按度调节，则风阻曲线与较小的可调角度曲线的交点的横坐标，为矿井实际供风量。当矿井阻力较大，只有部分风机的特性曲线可用。确定风机的实际供风量时，不能使用风机最大角度的性能曲线。矿井的实际最大供风能力还应受电机的额定功率和井巷风速不超限的的条件制约。（B）核定主要井巷的通风能力以及风速不超限为原则。,2018/5/8,57,五)、以风定产4、“以风定产”的主要步骤,(3) 矿井日产量确定A、 吨煤供风
37、量法 当矿井的开采条件不变时，可根据前几个月的统计资料，计算出日产1T煤的供风量q时，按下式确定矿井日产量A： (1)式中：A为矿井日产量，t/d；Q为矿井实际最大供风量，m3/min；q 为矿井日产吨煤供风量，m3/min/t；k为矿井风量备用（产量波动）系数，为最大日产量与平均产量之比，根据上一年度统计资料确定，无统计资料时参考文献煤矿安全规程读本 确定。,2018/5/8,58,五)、以风定产4、“以风定产”的主要步骤,当已知相对瓦斯涌出量时，按式（2）计算矿井日产吨煤需风量q(m3/min)： （2）式中：qCH4 为矿井（日产吨煤）的相对瓦斯涌出量，m3/t ；C 为矿井总回风流中最
38、高允许瓦斯浓度，C=0.75，%； K1 为考虑瓦斯涌出不均匀的风量系数，K=1.21.25，可根据实测资料确定。式（2）代入式(1)，则可由相对瓦斯涌出量计算矿井日产量，t/d。 （3）,2018/5/8,59,五)、以风定产4、“以风定产”的主要步骤,B、 网络解算法 采用网络解算的方法步骤参见图2。在优化生产布局的基础上，根据瓦斯因素计算工作面的需风量绘制网络图建立网络解算所需要的基础数据表确定风机时间安全运行的特性曲线（数据） 网络解算确定工作面的供风量工作面的产量矿井日产量。这个过程有时要经过多次试算才能完成。按瓦斯因素计算工作面的风量Q(m3/min)公式如下： Q100 kq (
39、4)式中：q为瓦斯实际绝对涌出量，m3/min; k为瓦斯涌出不均匀系数，机采k=1.41.6,炮采1.62.0。应指出的是，如果工作面的风量不是根据瓦斯因素计算的，则应正常生产时期统计和掌握的吨煤供风标准反算风量。,2018/5/8,60,五)、以风定产4、“以风定产”的主要步骤,C、 矿井生产能力矿井的生产能力是各工作面生产能力之和。年产量=年工作日 A 煤矿安全规程读本。,2018/5/8,61,五)、以风定产5、“以风定产”的注意事项,(1) 矿井或系统的实际供风量取决于主要通风机特性和矿井阻力特性的匹配性。(2) “以风定产”应对矿井的生产布局和网络结构进行优化，在此基础上确定主要通风机的实际最大供风能力；核定矿井的日产量。(3)采用网络解算法核定矿井生产能力较科学和准确。 （4）核定生产能力时要核定井巷的通风能力，即主要井巷的风速不超限。 （5）计算公式中系数选取符合实际。,2018/5/8,62,谢 谢!,联系电话：0554-6668760（办） 13956421380邮政编码：232001通信地址：安徽理工大学能源与安全学院电子信箱：,
