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种新的矿井通风能力核定理论体系
程健维,杨胖强
中国矿业大学能源与安全工程学院,江苏徐州(221008)
H-mail:Fluid-style(ahoumail.com
摘要:在分析现有矿井通风能力核定办法不足的基础上,提出了一种更为合理、科学的新
核定理论体系,新方法不仅弥补了现有核定办法的缺陷,在实际应用中更加全面反映了矿井
通风的效果和能力。
关键词:矿井通风,能力核定,等积孔,瓦斯控制,模糊综合评价
中图分类号:TD8
1.引言
矿井通风能力核定是煤矿“一通三防”管理中的一项重要工作,其核定值的大小不仅表
明了现有的通风系统能否满足生产任务的要求而且也是矿井生产规模的综合反映。在矿井
生产过程中,随省采场空间变化和时间的推移以及开采条件不断地变化,矿井通风系统劇路
及风流参数都会发生变化?。因此,及时根据矿井通风条件的变化情况,计算或核定矿井通
风能力,对于合理组织生产,实行以从定产、杜绝重大瓦斯事故的发生,确保安全生声具有
重婁意义
现行的《煤矿通风能力核定办法(试行)》将矿井划分为年产30万吨以下和年产30
万吨以上两类,对于年产30方吨以下矿井,通风能力核定方法采用总体核算法,按照已有
的公式,通过选取相关的系数值计算石矿井通风能力。对于年产30万吨以上矿井,使用由里
向外核算法进行核定。该类矿井通风能力是按照矿井总进风量与矿井各用风地点的需风量
计算出采掘工作面个数(按合理采掘比),取当年度每个采掘工作面的计划产量来计算的。
此外,该办法还对于矿井通风能力验证提出了四点要求:1.矿井通风动力的验证。主要验证
通风机实际运行工况点是否合理。2.通过网络解算,验证通风阻力与主要通风札机性能是否匹
配。3.验证用风地点风量和风量。是否符合《煤矿安全规程》规定。4.验证矿井通风稀释排
放瓦斯的能力,各地点瓦斯浓度符合《煤矿安全规程》规定
2.现有核定办法存在的问题
现有的矿井通风能力核定办法虽然很大程度上.改进了原有矿井通风能力核定方法,尤其
是以30万吨为限,提出了两种不同的核算方法,体现了一定的科学性和合理性。但是由于
现代采煤工艺的多样性和现场实际生产的复杂性,笔者认为,现有的通风能力核定办法还不
够完善,主要表现在以下几点:
1.对于瓦斯问题严重矿井,应该注意在工作面开采过程中瓦斯的治理问题,经验表明:
局部瓦斯积滎和上隅角瓦斯严重超限是高产高效工作面的共同特点。而现有的核定方法只是
简单的从工作面的需风量角度确定产量,并没有考虑在开采过程中由于局部瓦斯积聚和上隅
角瓦斯超限对产量的影响问题。
2.随着深部资源的开采,高温造成的热、湿问题已成为矿井通风的主要矛盾,为了为
井下人员创造良好的工作环境并保证他们的身心健康,所以应当将工作面的温度作为限制工
作面声量的重要条件,这一点在现有的核定方法中没有任何体现,值得进一步商権。
3.心井通风最基本的任务是向井下工作地点供给够量的新鲜空气,稀释和排除有害气
体和粉尘,保证井下风流的质量(成分、温度和速度)和数量符合国家安全卫生标准回。而在
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诸多因素对井下环境的影响下,究竟因素间以何种程度的组合可以认为达到标准,至今没有
明确的定论,而这恰怜能够反应矿井通风的效果,并有力说明全矿井供风的合理性和安全性,
对此,现有的核定方法仪从全矿井总风量角度论说了生产合理性,而缺乏对其他诸多因素的
综合考虑,这不能不说是一个缺陷。
3.新的矿井通风能力核定办法的介绍
对于年产30万吨以上:的矿井,根据《煤矿通风能力核定办法(试行)》的要求,新办
法首先确定矿井通风系统相对稳定吋期,然后将煤矿通风能力核定分为三个阶段进行。第一
阶段:煤矿当年年度计划产量的通风能力核定;第二阶段:计算各采煤工作面的最大允许产
量以及井的最大允许产量;第三阶段:进行通风状况的综合评价,来说明矿井通风效果相
?于《煤矿安全规程》规定的总体达标程度,下面分述之
3.1矿井当年度计划产量的通风能力核定
首先使用《煤矿通风能力核定办法(试行)》中的风量计算方法,计算确定井下各用风
地点的需风量。然后依据井通风阻力测定结果和矿井主要通风机的实际特性曲线等资料,
进行网络解算,得到所需的风机风压和风量,即风机工況点以及井下各用风地点实际供风量
和风速,对比才得到的计算需风量和《煤矿安全规程》中第101条关于井下主要地点风速
的规定,验证风量是满足生产需要,风速是在许可范围之内,风机工况点是香处在合理
的区间之内。最后对矿井的通从动力进行验证,在这里我们借助于矿井通从等积孔这一指标
米进行验证,心井通风等积孔的大小是确定通风难易程度的重要依据,同时也反映了主通风
机运行的合理性,其涉及到的一个问题是确定等积孔下限值和上.限值7,假若达不到下限值,
表明该矿井为高风阻通风困难矿井或为主要通风机运行不稳定的矿井,超过上.限值,表明矿
井为低风阻低效率矿井,主通风机运转不经济不合理。计算求得矿井实际等积孔,若该值位
于合理的区间之内,则可认为该们通风动力验证合格
在这一阶段,完成∫“矿井通风能力验证”中第一、第一和第三点的要求,若结果合理,
符合规定,则矿井年度计划产量的通风能力核定合格,并肯定了这一时期的计划产量
3.2矿井通风系统相对稳定时期最大允许产量的计算
3.21根据瓦斯浓度限制条件计算采煤工作面最大允许产量
局部瓦斯积聚和上隅角瓦斯严重超限是高产高效工.作面的共同特点。分层开采工作面
般是回风瓦斯超限,上:隅角积聚高浓度瓦斯;放顶煤开采工作面回风偶尔超限,:陽角、架
后和天窗口瓦斯积严重?。因此,可采川采煤工作面出口主流区的瓦斯浓度和上隅角瓦斯
积聚区的瓦斯浓度都不超限为限制条件,计算采煤工作面最大允许产量。
在现有的通风条件下,对丁“U型回采工作面,回采工作面最大允许产量可用方程组(1)
计算,