煤矿通风系统管理设计与分析

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第六级,第七级,第八级,煤矿通风系统管理,设计与分析,张矿集团蔚西公司,1,一、煤矿通风系统的作用与重要性,二、煤矿通风系统的组成与每部分的功能,三、煤矿通风系统的运行与维护,四、煤矿通风系统自动控制的实现方法,五、煤矿通风系统的发展,主要内容,2,一、煤矿通风系统的作用与重要性,（一）矿井通风,（二）矿井通风系统,（三）矿井通风系统的作用,（四）矿井通风系统的重要性,3,（一）矿井通风,矿井通风是指借助于机械或自然风压，向井下各用风地点连续输送适量新鲜空气，供给人员呼吸，稀释并排除各种有害气体和浮尘，以降低环境温度,创造良好气候条件，并在发生灾变时能够根据撤人救灾的需要调节和控制风流流动路线的作业。,一、煤矿通风系统的作用与重要性,4,一、煤矿通风系统的作用与重要性,（二）矿井通风系统,矿井通风系统是向矿井各用风地点供给新鲜空气，排出污风的通风方式（进/回风井布置的方式-中央式、对角式、混合式）、通风方法（主要通风机的工作方法-抽出式、压入式、混合式）、通风网络（由风流流经的巷道及相关设施组成）和通风控制设施（通风构筑物）的总称。-常被称为矿井的“心脏”与“动脉”。,矿井通风系统是一个复杂、动态的系统，受众多、复杂的内外因素影响。,5,一、煤矿通风系统的作用与重要性,（三）矿井通风系统的作用,1、保证在正常生产条件下，向井下各采掘工作面、硐室、井巷等地点合理、可靠、连续不断地供给新鲜、足够的风量。,2、在矿井发生灾变时，尽可能在一定范围内控制风流，减少灾害对矿井通风系统的破坏程度，减少高温、有毒、有害气体的影响，保证人员撤退和救灾人员的安全，及时救灾，减少事故损失。,矿井通风系统要达到：系统稳定、风量足够、风速合理、设施可靠,6,（四）矿井通风系统的重要性,矿井通风系统常被称为矿井的“心脏”与“动脉”。,（1）矿井主要通风如同“心脏”，一旦停电停风，人员无法保证呼吸，设备不能运转，井下有害气体增加超限，温度升高，可能导致爆炸、中毒事故发生，造成损失。,（2）通风井巷网络如同“经脉”，保证风流按规定路线流动，一旦堵塞或短路，风流无法到达需要的地点。,（3）通风设施的调控作用可实现系统可靠稳定，经济合理运行。,一、煤矿通风系统的作用与重要性,7,二、煤矿通风实现系统的组成,及每部分的功能,（一）矿井通风系统的组成,（二）组成及每部分的功能,1、通风动力及其装置,2、通风井巷网络,3、通风设施,8,（一）矿井通风系统的组成,1、通风动力及其装置,2、通风井巷网络,3、通风设施,矿井通风系统的安全性包含两层意思：一是保证矿井正常生产；二是能够预防和控制灾害的发生和发展。具体应满足下列要求：,1、矿井通风系统的结构合理完备，整套系统稳定可靠。,2、井下各用风地点的风量、风速满足要求，且可控性强。,3、有利于排除瓦斯、矿尘、热源和防止煤炭自燃。,4、具有控制各种自然灾害能力，既能抑制事故发生，又能在由其他原因引起事故时及时控制和消除事故。,二、煤矿通风实现系统的组成及每部分的功能,9,二、煤矿通风实现系统的组成及每部分的功能,（二）矿井通风系统组成部分的功能,1、通风动力及其装置,煤矿安全规程第121条规定：矿井必须采用机械通风。其风硐、防爆门、扩散器及反风设施等的设置和使用符合要求，实现供电可靠、运转连续。其功能主要如下：,（1）用以克服矿井的通风阻力，促使空气沿巷道流动。,（2）扩散器可以起到消音、减少动压损失、提高风机效率的作用。,（3）防爆门在发生爆炸时可以保护主要通风机免受损坏。,（4）反风设施可实现井下火灾、爆炸等灾害时进行反风，减少事故损失。,10,二、煤矿通风实现系统的组成及每部分的功能,（二）矿井通风系统组成部分的功能,2、通风井巷网络,通风方式：矿井进回风井的位置关系。,（1）中央式：进回井位于井田中央的折返式通风，线路长,（2）对角式：进风井位于中央，回风井位于边界两翼,（3）分区式：每个盘区区域均有各自独立的进回风井,（4）混合式：进回风井数量较多，相对位置较难分清,通风方法：主要通风机的工作方法。,（1）抽出式：进风井筒进风，安装风机的回风井回风,（2）压入式：新鲜风通过风机进入井下，由回风回出,（3）混合式：抽压混合使用,11,二、煤矿通风实现系统的组成及每部分的功能,（二）矿井通风系统组成部分的功能,2、通风网络,通风井巷的联接形式主要有串联、并联、角联和复杂混合联接。其作用主要如下：,（1）为生产、运输、供排水、供电通讯服务。,（2）正常条件下行人和灾变时进行避灾。,（3）风流流经路线。,煤矿安全规程第21条规定：巷道必须满足行人、运输、通风和安全设施及设备安装、检修、施工的需要。,通风井巷网络要简单，多独立通风的并联，减少串联，杜绝角联。井巷施工要求通风阻力小，避免断面突然变大或变小，减少拐弯，及时清除巷道内的材料、设备和堆积物。,12,二、煤矿通风实现系统的组成及每部分的功能,（二）矿井通风系统组成部分的功能,3、通风设施,为保证井下风流沿规定的路线、方向供给采掘工作面、硐室等用风地点而在系统中设置的通风构筑物。主要有风门、风窗、风桥、风墙（挡风墙、密闭、防火墙）、测风站等，其作用主要如下：,（1）隔断和控制风流沿规定路线到达用风地点。,（2）调控各用风地点的风量、风速符合规定。,（3）保证行人、运输、供排水、供电通讯需要。,（4）满足控制灾害和救灾需要。,煤矿安全规程第118条规定：控制风流的风门、风窗、风桥、风墙等设施必须可靠。,13,三、煤矿通风系统的运行与维护,（一）一般规定,（二）运行管理,1、矿井主要通风机运行管理,2、通风设施管理,3、通风系统调整,（三）系统优化,14,三、煤矿通风系统的运行与维护,（一）一般规定,1、入井空气温度及采掘工作面、机电硐室温度符合规定。,2、井巷风速及采掘工作面风量配备符合规定。,3、有害气体浓度符合规定。,4、专用回风巷、专用排瓦斯巷、总回风巷及采区进回风巷管理符合规定。,5、矿井、水平、采区、采掘工作面及主要硐室通风符合规定。,6、采掘工作面通风方式符合规定；串联通风符合规定。,7、掘进工作面采用局部通风机通风符合规定。,8、矿井通风阻力测定符合规定。,9、矿井救灾演习符合规定。,10、瓦斯排放作业符合规定。,15,三、煤矿通风系统的运行与维护,（二）运行管理,1、矿井主要通风机的运行管理,（1）主要通风机安装及漏风率符合规定。,（2）主要通风机台数、能力及配套电机符合规定，必须保证连续运转。,（3）防爆门至少每6个月检查维修1次。,（4）主要通风机至少每月检查1次。,（5）主要通风机定期进行性能测定。,（6）每季度检查1次反风设施，反风演习符合规定。,（7）主要通风机专职司机培训、操作符合规定。,（8）辅助通风机管理符合规定。,（9）主要通风机停电检修符合规定。,（10）通风机开停传感设置符合规定。,16,三、煤矿通风系统的运行与维护,（二）运行管理,2、矿井通风设施管理,（1）进回风井之间及主要进回风巷之间的每个联络巷中，必须砌筑永久性挡风墙；需要使用的联络巷，必须安设2道联锁的正向风门和反向风门。,（2）采空区必须及时封闭。必须随着采煤工作面的推进逐个封闭通至采空区的连通巷道。采区开采结束45天内，必须在所有与采区相连通的巷道中设置防火墙，封闭采空区。,（3）不应在倾斜的运输巷中设置风门；如果必须设置，应设置自动风门或设专人管理，并有防止矿车或风门碰撞人员以及矿车碰坏风门的措施。,（4）开采突出煤层时，工作面回风侧不应设置风窗。,（5）主要风门应设置风门开关传感器。,（6）建立通风设施检查台帐和检查维修制度。,17,三、煤矿通风系统的运行与维护,（二）运行管理,3、矿井通风系统的调整,（1）改变全矿井通风系统时，必须编制通风设计及安全措施，由企业技术负责人审批。,（2）巷道贯通必须符合108条规定。,（3）改变主要通风机转数及叶片安装角度时，必须经矿技术负责人审批。,（4）建立定期测风制度，及时根据需要调整工作面风量。,18,三、煤矿通风系统的运行与维护,（三）矿井通风系统的改造与优化,随着矿井生产能力的不断提高、开采水平的延伸及范围的扩大，矿井通风系统一直处于一个动态的过程，需要不断地进行维护、优化和改造。满足新的安全生产要求。,（1）分阶段确定通风系统的目标任务。,（2）及时调查掌握和分析评价通风系统现状。,（3）拟定方案,（4）方案实施,19,三、煤矿通风系统的运行与维护,一）及时调查掌握通风系统现状,1、进行主要通风机装置的性能测定，了解主要通风机的性能。要求测定风机内部和各种间隙，检查叶片、导叶的安装角度以及风硐中风流控制设施的严密程度，查看风硐和扩散器的结构、断面、转弯和扩散器出口风流的速度分布；测定电机的负荷率。,2、预测待采地区的瓦斯涌出量和地温变化。,3、对矿井最大通风阻力路线进行测定，了解其阻力分布和阻力超常区段，为降低阻力提供依据；对主要分支的风阻值以及典型巷道的阻力系数进行测算，为网络解算提供数据。,4、查明矿井内外部漏风情况。,20,三、煤矿通风系统的运行与维护,二）,分析评价通风系统现状,1、核算矿井的通风能力,（1）主要通风机装置通风能力核定,（2）井巷通过能力核定,2、矿井最大阻力路线的阻力分布,3、矿井生产布局分析评价，是否存在集中生产,4、矿井抽采系统能力的分析评价，提高抽采效果,21,三、煤矿通风系统的运行与维护,三）方案拟定,拟定原则：立足现状，着眼长远，因地制宜，对症下药，投资少，见效快，既要保证安全生产，又要增风节能。,1、先考虑现系统的维护与优化，再考虑改造，新开掘巷道、开新井和设备更新。,2、注意采取新措施。,3、降低最大阻力路线上的通风阻力，提高主要通风机的综合效率。,4、对多主要通风机系统进行综合考虑，充分发挥各个系统能力。,5、多方案优选。,22,三、煤矿通风系统的运行与维护,四）,主要措施,1、改变通风网络。适当开掘新巷道，增加并联风路，封闭旧的串联风路。,2、开掘新风井，改变通风系统。,3、调整和改善通风系统。,4、改造通风网络，降低通风阻力。,5、改造主要通风机及其装置，提高通风机效率。,6、提高通风设施质量，加强通风管理，减少内外部漏风，提高有效风量率。,23,四、煤矿通风系统自动控制的实现,（一）矿井通风安全监控系统,（二）矿井通风网络解算,（三）矿井通风仿真系统,（四）矿井通风系统可靠性预警仿真,（五）设施、设备远程自动化控制,24,一、矿井通风安全监控系统,1、监控各地点的通风、瓦斯参数,2、监控通风设施、主要通风机、局部通风机的运行状态,3、监控其他设施、设备的工作状态,4、反馈信号、发出控制指令,25,二、矿井通风仿真系统,辽宁工程技术学院的刘剑教授等研制的矿井通风仿真系统运用于通风网络的解算、模拟。输入通风设备、设施及有关参数，预先进行模拟后，进行通风系统优化、改造。,26,三、矿井灾害预警及救灾系统,由中国矿业大学、重庆煤科分院等开发研究的矿井灾害预警及救灾系统，主要用于矿井瓦斯、煤尘爆炸，煤与瓦斯突出、矿井火灾等方面的预警与处理，减少灾害损失。,27,五、煤矿通风系统的发展,（一）现代煤矿通风系统的特点,（二）矿井通风系统的设计,（三）煤矿通风系统的发展,28,一、现代煤矿通风系统的特点,1、我国大部分井工煤矿采用机械抽出式通风，其中个别自然发火严重的矿井采取压入式枵压抽混合式通风。,2、煤层瓦斯和自然发火不太严重、井田面积较小的中、小型矿井多采用中央式（并列式或边界式）通风。,3、老矿井多采用混合式通风；新的大型及特大型矿井主要采取分区式通风；条件较好的矿井采取对角式通风。,4、矿井通风系统由采区式向条带式转变，系统巷道大为简化。,