改造通风系统

改造通风系统（精选十篇）

改造通风系统 篇1

关键词：复杂通风网络,通风系统,通风机选型,降阻巷

平煤股份八矿是我国自行设计和施工的第1座特大型矿井, 设计生产能力300万t/a。矿井开拓方式为立井多水平开发全井田, 采用走向长壁后退式、顶板全部垮落采煤法。矿井可采煤层共有3组4层, 即:丁5, 6煤层、戊9, 10煤层、己15煤层和己16, 17煤层。

2009年, 矿井绝对瓦斯涌出量89.17 m3/min, 相对瓦斯涌出量为17.18 m3/t。矿井瓦斯含量18～24 m3/t, 瓦斯压力1.5～2.6 MPa, 属严重煤与瓦斯突出矿井。3组煤层均具有煤尘爆炸危险性与自燃倾向性, 煤尘爆炸指数在25.28%～36.19%, 最短自然发火期58 d。矿井为二级热害矿井, 地温梯度3.5～4.9 ℃/hm, 局部有高温热水活动, 水温32～55 ℃。

1 矿井通风系统概况

矿井为中央并列与对角分区混合式通风系统, 主要通风机工作方式为抽出式, 共布置3个进风井筒 (副井、新副井, 主井辅助进风) ;4个回风井筒 (东风井、西一风井、西二风井、丁一风井) , 在册通风巷道15.6万m, 矿井总进风量22 213 m3/min。其中东风井服务于己一、己三及己三扩大3个采区, 安装1对k4-73-11No.32F离心式主要通风机, 实际工作风量5 358 m3/min, 工作负压3 350 Pa;西一风井服务戊二、己二2个采区, 安装1对k4-73-01No.32F离心式主要通风机, 实际工作风量5 512 m3/min, 工作负压3 230 Pa。西二风井服务戊四、己四2个采区, 安装1对GAF-26.6-15.8-1型轴流式主要通风机, 实际工作风量7 090 m3/min, 工作负压3 210 Pa。丁一风井服务丁一采区、戊一准备采区, 安装1对2k58-No.24型轴流式主要通风机, 主要通风机实际工作风量5 394 m3/min, 工作负压2 700 Pa。

2 通风系统存在问题

(1) 矿井为严重煤与瓦斯突出矿井, 但西二风井作为回风井兼行人、提升之用, 井筒敷设有入井高压电缆及提升动力和信号电缆, 属于重大隐患。

(2) 丁一采区按照低瓦斯采区设计, 轨道斜巷兼做回风巷, 均无专用回风系统, 不符合要求, 同时丁一风井要兼顾二水平戊一、己一2个开发采区用风, 风量紧张。

(3) 西二风井负责一水平己四、戊四采区和二水平戊二、己二采区的通风任务, 二水平开发急需提高风量, 但西二风井主要通风机能力经一次改造增容和多次角度调整后, 仍然不能满足风量要求。

(4) 由于风量紧张, 采掘面不能实现大风量配风, 瓦斯超限事故频繁, 造成矿井水平接替脱节。

(5) 矿井设计通风断面小, 巷道失修严重, 通风阻力大。

3 总体技术改造方案

由于矿井通风网络复杂, 又存在诸多重大隐患, 矿井供风量无法满足安全生产需要, 需要立即对矿井通风系统进行优化和技术改造, 以适应八矿长久发展和安全需求。设计总体技术改造方案如下:

(1) 对丁一采区主要通风机进行改造, 更换为能满足3个采区生产的主要通风机。

(2) 丁一采区实现回风专用。

(3) 新建北风井并安装满足安全生产需求的主要通风机, 服务己四、戊四生产采区和二水平己二、戊二开拓采区。

(4) 西二回风风井改造为进风井。

(5) 己三扩大采区由“二进一回”改为“三进一回”通风系统。

4 方案实施

4.1 丁一风井主要通风机选型

根据矿井的采掘接替情况, 丁一风井主要通风机担负的通风任务分3个时期:①2006—2007年, 需提供风量为5 500 m3/min;②2008—2012年, 需提供风量为9 000 m3/min;③2012—2015年, 需提供风量为11 000 m3/min。

因此, 丁一风井主要通风机工作风量应在5 500～11 000 m3/min。根据八矿一水平丁一采区的生产部署及二水平戊一采区、己一采区开发及生产工程安排, 通过对全矿井一、二水平通风网络解算和论证, 确定丁一风井主要通风机分2个阶段供风:第1个阶段 (2006—2009年) , 通风容易时期使用2×400 kW主要通风机;第2个阶段 (2009—2015年) , 通风困难时期使用2×710 kW主要通风机。

丁一风井各阶段风量和风压相差较大, 为了适应变化, 所选风机和电机均必须有较好的调节性能, 即除选用具有叶片可调的轴流风机外, 还必须改变风机的转速进行调节。否则, 风机投产运行后, 不仅经济效益不好, 而且可能出现不稳定运行。经过对通风系统现状及二水平预计通风状况进行多方案研究, 确定丁一风井主要通风机选用BDK-12-No36对旋式风机, 初期选用2×400 kW电机, 后期选用2×710 kW电机。该通风机直径大 (是国内同类产品中直径最大的) , 增风性能好, 能够满足后期风量增加的要求;风量可调性好, 便于调节;结构紧凑, 容易安装和维护。该通风机最大优点是效率高, 电机功率小。

4.2 北风井主要通风机选型

北风井主要通风机服务于一水平己戊四采区和二水平己戊二采区, 初期服务于一水平己戊四采区和二水平己戊二采区, 初期总计需风量为10 500 m3/min。后期服务于二水平丁戊己二采区总计需风量22 500 m3/min。根据需风量计算, 对矿井西翼进行了通风网络解算, 运用计算机模拟解算技术确定出北风井通风容易时期和通风困难时期的相关参数:通风容易时期风量164 m3/s, 风压2 800 Pa;通风困难时期风量310 m3/s, 风压3 650 Pa。

北风井主要通风机通风困难时期需风量大, 最大18 600 m3/min, 通风容易时期和困难时期需风量相差大, 但风压相差不大。要求通风机大风量, 高风压, 性能高。根据要求选用ANN3120-1600N型轴流式主要通风机, 配用2 240 kW的大功率电机。该通风机体积小, 性能高, 结构紧凑, 技术先进。直径只有3.12 m, 单排扇叶。该通风机最大的特点就是全部实现自动控制和自动保护、启动角度自动调整, 启动时角度为零度, 启动后逐步调整到规定角度, 克服了大功率电机启动电流大、启动困难的难题, 对电网影响小。正常运行时能够自动调整运行角度、闸板门、工况点。

4.3 采区通风系统改造

由于丁一采区没有专用回风巷, 设计从二水平戊一东大巷标高-693 m处开口, 施工1条丁一采区专用进风降阻巷, 设计巷道长度960 m, 通风断面15 m2, 主要为丁一采区的进风、运料和行人服务, 丁一轨道拆除所有电源和设备, 改造为专用回风巷, 采区形成“三进一回”的通风方式。

己三扩大采区通风路线长, 进风阻力大, 设计从己三轨道四片开口, 新施工1条己三扩大专用回风巷, 设计巷道长度1 150 m, 通风断面12 m2, 把原上部回风平巷改造为进风巷, 使采区形成“三进一回”的通风方式, 降低进风阻力。

北风井挂网运行后, 原来担负己四采区、戊四采区回风的西二风井停止主要通风机运转, 改造为进风井, 作为己四、戊四采区的主要进风通道。

5 通风系统改造效果

对采区多、战线长、通风系统复杂的矿井进行系统改造是一项艰巨工作, 技术方案必须考虑改造后的系统适用于矿井今后长远发展需求, 力争改造一次到位, 减少重复投入。平煤八矿通风系统改造后, 提高了矿井防灾、抗灾能力, 实现了安全生产。

改造通风系统 篇2

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矿井通风系统改造水仓施工安全技术措施

矿井通风系统改造水仓施工平安技术措施

一、施工位置：

一水平双轨巷。

二、巷道断面尺寸及工艺要求：

1、巷道断面为半圆拱型，采纳“锚网喷+36U+喷浆”复合支护。两侧水仓通道长12m，水仓长24m。锚网施工后巷道净下宽4650mm，净高3950mm（联络巷不含200mm厚地坪）。锚杆规格：∮22X2500mm等强锚杆，间排距600mmX600mm，铺金属菱形网。网搭接100mm，每200mm连1扣，呈“三花”布置。水仓通道开口分别打3根锚索，用于加固巷道。

2、架棚规格：36U棚净下宽4245mm，净高3431mm，棚距600mm，柱窝深250mm，要求必需栽到实底。棚子坡度为4‰，不得前倾后仰。棚子卡缆中间用404mm长连板连接，正中及两腿柱窝以上800mm各加一道708mm连板加强固定。要求连板平直，螺丝上紧，不退丝。棚子背网同第1条，背木2根为1组，每400mm背一组，用联网丝与菱形网拧紧，整齐划一。

3、架棚后整体喷浆100mm至棚子口，使之与锚网成为一体。

4、泵房通道地面比大巷地面高200mm，通道内打200mm厚C20混凝土。通道内水沟比大巷水沟底面高50mm，水仓通道水沟规格：深X宽=800mmX400mm，240mm厚砖墙，粉面压光。

5、水仓规格：长X宽X深=24000mmX2180mmX1600mm砌墙前，先对底部打锚杆、铺金属网，然后浇筑200mm厚混凝土打底再砌240mm厚砖墙，砂浆比例1：3，勾缝，抹面压光，由南向北根据-4‰坡度挂线砌筑。（见《中东一通风系统改造水仓施工图》）。

6、施工严格根据生产地测部门确定的中腰线进行。

三、施工方法

1、该巷道按测量部门给定的中腰线严格按要求施工，周边炮眼布置在距巷道轮廓线500mm处，眼距为500mm，二圈眼距为500mm、二圈眼到周边眼的距离为500mm。周边眼采纳单段正向装药结构，串联联线，封口炮泥长度不少于300mm，装药时各炮眼都必需用炮泥封满填实。

2、巷道刷帮成型后马上进行初喷锚网，初喷厚度为70mm，锚网够1—3m应刚好架设36U支架棚。

3、水沟砌筑前，要挂好线。每隔5～7m要加木撑杆（厚度和宽度均为30mm,长度为380mm），以防发生偏移。拌混凝土用水必需采纳中性水，严禁用污水、酸、碱性水。水沟、水仓砌墙不得出现蜂窝、狗洞、麻面，以表面出现灰浆没有气泡为标准，混凝土强度不低于C20。

四、支护依次及要求

巷道永久支护依次：初喷、打注锚杆、挂网、架棚、复喷成巷。

1、临时支护

锚网工艺采纳初喷C20砼70mm作为临时支护。架棚采纳穿两根半圆木作为临时支护。

2、巷道永久支护

1）采纳初喷锚网+架设36U可缩性拱型支架棚支护。锚网时，两帮底脚锚杆按-60°打注，其它锚杆与岩面或巷道轮廓线垂直,每根锚杆运用一块锚固剂端头锚固。用锚杆安装机安装，快速锚固剂凝胶时间为41～90s，3～5min后上紧托盘，紧贴岩面，锚杆外露丝长30～50mm，安装后15min锚固力≥85kN。

2）锚网时金属网安装时必需紧贴巷道面，网片齐直，然后压上锚杆托盘拧紧螺帽，锚杆的外露长度30～50mm。架棚时安装的金属网必需紧贴36U棚，网片齐直，然后用联网丝与棚子扭紧。

3）架棚时，棚子不得前倾后仰、扭斜、迈步。

4）水沟打底砌筑采纳C20砼，其协作比为水泥：沙子：水＝1：2.2:

0.6，（重量比），水泥采纳P.C32.5一般水泥，沙子采纳中粒河沙。

五、平安技术措施

1、开三队每班施工必需支配一名跟班队干，对当班平安及工程质量全面负责。

2、每班施工前必需对施工地点细致检查，处理好一切担心全因素，方可进行作业。

3、施工中必需有跟班队长在现场负责指挥，留意视察顶板及四周支护状况，发觉问题刚好处理。

4、每班施工前由班组长亲自支配专职把口人员，负责施工点把口警戒工作，并挂.警戒牌。每次.前后，班组长必需亲自清点人数，核对精确无误方可下达起爆吩咐，放炮员接到起爆吩咐吹3遍哨子，至少再等3—5s方可躲在掩体下进行起爆。把口警戒地点：通往1#翻罐笼、副井底、双轨巷通往中东一轨道大巷两头），警戒距离为距施工点150m外平安地点。

5、严格执行“开车不行人，行人不开车”和“开车不作业”制度。运一队车辆确需通过施工区域时，开三队、运一队专职协调人员必需相互协调联系牢靠，经双方同意且人员全部躲入机车室平安地点后方可行车，防止运一队倒车或车辆通过及掉道发生事故。

6、施工前，必需将.点前后电缆取下用直径4寸铁管子套好，再用50mm厚木板、旧皮带防护好。

7、由于该地段位于轨道巷，施工人员必需留意人身、工具及导体严禁触及明线；必需保持作业点前5m明线由运一队先行掐掉或用黑胶管防护完善后方可施工。

8、人员经过轨道巷必需先行?t望，走行人道，工具顺巷道方向拿好，做到“一站、二看、三通过”。运一队车辆通过时必需鸣笛慢行。

9、正常作业巷道两头各100m外开三队必需严格执行把口警戒制度，运一队车辆通行时必需提前通知开三队现场施工人员，待开三队现场人员提前将阻碍车辆通行因素处理彻底并进入平安躲避地点后，双方方可允许车辆通过施工区域，并鸣笛缓慢通行，防止发生挤伤事故。

10、加强顶板管理。够排距必需先打注锚杆，并按本措施要求做好临时支护。工作中严格执行敲帮问顶制度，每隔15min及每道工序进行前班组长必需支配有阅历的老工人进行敲帮问顶。现场要配齐长柄工具、大锤等各种工具，找顶时找顶人必需站在平安地点。保证后退路途畅通，并做到一人照明，一人操作。

11、打眼前要将风水管与风钻接头接牢，打眼过程中要留意是否松动，发觉松动刚好处理，两台以上风钻打眼时避开上下重叠交叉打眼，以免断钎伤人。

12、打眼前，将迎头用手镐找到岩石硬茬，画好巷道轮廓线，布置好炮眼位置，肯定不允许接残眼打眼。

13、.每次不超过6个眼，每眼装药量不超过1节，眼深不低于0.6m，并用炮泥封满填实。

14、瓦斯浓度≥0.5%，严禁.。.母线必需拉够100m以上，并在掩体下进行.。

15、每响一炮，待炮烟出净后，由班组长和.工同时进入迎头并由外向里检查顶板两帮支护状况，用长柄工具放下危岩活石，由外向里对.打活的锚杆进行整改合格。.员同时要缠好母线，并检查有无残爆、拒爆，必需按规定处理残爆、拒爆。

16、打注锚杆时，锚杆距迎头大于900mm时，正前应先加打至少3根?160mm戴帽点柱再进行。

17、装碴时，必需将空车用阻车器固定牢靠。装车时，要留意工作地点四周的电缆、管路，以防碰坏。不要装的太满，不得超过车帮及车上沿及活搁。遇到大块矸石必需破裂，用大锤破大块时，迎面及四周禁止有人，以防掉锤或碎石飞溅伤人。

矿井通风控制系统设计改造 篇3

针对矿井旧通风控制系统中存在的体积庞大、接线复杂、机械触点多、排除故障困难、可靠性差、自动化程度低等缺陷，设计了一种基于先进PLC控制技术的矿井通风安全控制系统。该控制系统投入使用，运行结果表明，系统具有功能完善，运行稳定，节能效果明显等特点，提高了企业的生产效率和经济效益，具有很好的应用前景。

关键词： 控制 变频 PLC

1.前言

煤矿矿井通风系统是煤矿矿井安全生产的重要组成部分，煤矿矿井通风系统能否正常工作与矿井内工作环境条件、生产效率、安全生产密切相关。随着我国政府对各行各业安全生产监管力度的不断加强，尤其对煤矿安全生产的要求越来越高，对煤矿矿井通风系统进行技术改造，提高其运行稳定性、节能降耗等势在必行。本系统将PLC与变频器有机地结合起来，采用以矿井气压压力为主控参数，实现对电动机工作过程和运转速度的有效控制，使矿井通风机通风高效、安全，达到了明显的节能效果。

2. 系统的设计功能

本控制系统具有通风机组的启动、互锁和过热保护等功能。与常规继电器实施的通风系统相比，PLC系统具有故障率低、可靠性高、接线简单、维护方便等诸多优点，PLC的控制功能使通风系统的自动化程度大大提高，减轻了岗位人员的劳动强度。为满足矿井通风系统自动控制的要求，系统的具体设计要求如下：

2.1.本系统提供手动/自动两种工作模式，具有状态显示以及故障报警等功能。

2.2.模拟量压力输入经PID运算，输出模拟量控制变频器。

2.3.在自动方式下，当井下压力低于设定压力下限时，两组风机将同时投入工作运行，同时并发出指示和报警信号。

2.4.模拟量瓦斯输入，当矿井瓦斯浓度大于设定报警上限时，发出指示和报警。当瓦斯浓度大于设定断电上限时，PLC将切断工作面和风机组电源，防止瓦斯爆炸。

2.5.运用温度传感器测定风机组定子温度或轴承温度，当定子温度或轴承温度超过设定报警上线时，发出指示和报警信号。当定子温度或轴承温度超过设定风机组转换温度界线时，PLC将切断指示和报警信号并自动切断当前运行风机组，在自动方式下并能自动接入另一台风机组运行，若在手动方式下，工作人员手动切换。

3.系统硬件构成及各部分功能

本控制系统有可编程控制器（PLC）、A/D转换模块、D/A转换模块、变频器、传感器部分、监控对象和电控回路组成。

3.1.PLC可编程控制器部分可编程控制器部分

PLC概述概述PLC是以微处理器为核心的一种特殊的工业用计算机，其结构与一般的计算机相类似，由中央处理单元（CPU）、存储器（RAM、ROM、EPROM、EEPROM等）、输入接口、输出接口、I/O扩展接口、外部设备接口以及电源等组成。CPU单元由微处理器、系统程序存储器、用户程序存储器以及工作数据存储器等组成，它是PLC的核心部件，是由大规模或超大规模的集成电路微处理芯片构成，主要完成运算和控制任务，可以接收并存储从编程器输入的用户程序和数据。存储器单元按照物理性能分为两类，随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。输入输出单元由输入模块、输出模块和功能模块构成，是PLC与现场输入输出设备或其他外部设备之间的连接部件。PLC通过输入模块把工业设备或生产过程的状态或信息读入中央处理单元，通过用户程序的运算与操作，把结果通过输出模块输出给执行单元。输出模块用于把用户程序的逻辑运算结果输出到PLC外部，输出模块具有隔离PLC内部电路和外部执行单元的作用，还具有功率放大的作用。

3.2.变频器部分

本系统选用的是西门子全新一代标准变频器MicroMaster440功能强大，应用广泛。它采用高性能的矢量控制技术，提供低速高转矩输出和良好的动态特性，同时具备超强的过载能力，以满足广泛的应用场合。变频器的选用：变频器的选用应满足以下规则，变频器的容量应大于负载所需的输出；变频器的容量不低于电机的容量；变频器的电流大于电机的电流。由于本设计以风机组2×30kW为例，因此可选用37kW，额定电流75A的变频器。考虑到改进设计方案的可行性，调速系统的稳定性及性价比，我们采用西门子MM440、37kw，额定电流为75A的通用变频器。该变频器采用高性能矢量控制技术，提供低速高转矩输出和良好的动态特性，同时具备超强的过载能力，可以控制电机从静止到平滑起动期间提供3S，有200%的过载能力。变频器参数的设置：负载为一大惯性负载，在停车时，为防止因惯性而产生的回馈制动使泵升电压过高的现象，加入制动电阻，斜坡下降时间设定长一些。外接制动电阻的阻值和功率可按公式R≥2Ud/1P≥（0.3—0.5）选取。式中：U为变频器直流侧电压，d为变频器的额定电流。本次设计采用西门子与37kW电机配套的制动电阻响和对转速调整的要求，系统用模拟量输入作为附加给定，与固定频率设定相叠加以满足不同型号模具特殊要求。

4.软件设计

本控制系统的软件设计是分四部分实现的，主要包括手动自动控制部分、温度转换控制部分、瓦斯浓度控制部分和压力PID控制部分。本文中所采用的PLC是西门子公司的产品S7-200系列，CPU的型号是CPU226。主要包括手动/自动控制部分、温度转换控制部分、瓦斯浓度控制部分、压力PID控制部分、PLC与变频器通信和机械故障处理部分。其中手动和自动控制部分是在温度、瓦斯和压力控制中使用的。所以下面仅对温度、瓦斯、压力进行分析。温度控制部分本设计的风机组设有轴承温度和定子温度过热保护。综合所选用的风机组自身特性和国家规定标准，设置了风机组轴承温度和定子温度报警温度和跳闸温度（本系统是风机组切换温度）。瓦斯浓度传感器将连续变化的瓦斯浓度信号转换为4～20毫安的电流，然后经A/D转换模块EM235，通过其内部的采样、滤波，转换为PLC能识别的二进制信号存储到VD196中。

5.结束语：

党家沟煤矿通风系统改造 篇4

山西省平朔西易煤业公司党家沟煤矿, 1981年始建, 1988年6月投产, 设计能力150Kt/a, 井田面积2.8km2。矿井采用一对斜井开拓, 主井斜长460m, 倾角22°, 副井斜长420m, 倾角23°, 主提升原为一对三吨底卸箕斗。通风方式为中央并列负压通风。2006年经批复矿井生产能力提高为900Kt/a, 本文对党家沟煤矿通风系统如何满足扩能需要进行分析研究。

2.矿井通风系统现状

2.1瓦斯涌出量

党家沟煤矿属低瓦斯矿井, 绝对瓦斯最大涌出量0.657m3/min, 相对瓦斯最大涌出量1.577m3/t, 所以本次通风系统风量计算不考虑瓦斯浓度影响。

2.2主要通风机及工况

矿井装备BK54-No14/2×45型轴流风机两台, 一台工作, 一台备用。

工况点参数

总回风量:1650m3/min, 负压:2.39k Pa, 静压效率η:60.45%, 电机功率:4 5 K W。

3.通风系统改造的必要性

(1) 满足产能扩大需要和采煤方法改革党家沟煤矿产能由150kt/a增加到900kt/a。现通风机额定能力1650m3/min, 已无潜力可挖, 不能满足扩能需求, 根据设计要求达产后风量为3660m3/min。

(2) 目前矿井主采太原组4#, 9#和11#未延伸, 根据矿井接续规划, 必须立即向深部层9#和11#延伸, 否则深部层的通风系统无法形成。

(3) 有利于优劣煤层搭配开采, 4#煤含硫为0.5%, 发热量15000KJ, 9#和11#煤含硫0.98%, 发热量20412.7KJ。

(4) 2402回风大巷失修严重, 巷道断面6.02m2, 通风阻力大, 经计算风阻为740Pa。

(5) 由于现主扇设置在办公区, 加之地方狭小, 不能加装风机扩散器, 风机静压降低, 速压增加, 噪声污染严重。

(6) 简化通风系统, 实现主扇降耗节支。

4.系统改造风量计算 (只需按工作面保持适宜温度和风速)

(1) 浅部层4#层

配备1个综放工作面, 2个综掘工作面, 3个峒室 (每个峒室按60 m3/min配风)

Q总=∑Q采+∑Q掘+∑Q峒+∑Q其它=1630m3/min

∑Q采=V×S×60=1×11×60=660m3/min

V∶风速取1m/s

S∶采煤工作面断面11m2

∑Q掘=Q局×Ii×60=5×2×60=600m3/min

(按YBT局扇吸风量配风, 每个掘进工作面配风5m3/s)

∑Q峒=3×60=180m3/min

∑Q其它=190m3/min

(2) 深部层9#和11#

配备1个综放工作面, 2个综掘工作面, 4个峒室 (每个峒室按60m3/min配风)

Q总=∑Q采+∑Q掘+∑Q峒+∑Q其它=2030m3/min

∑Q采=V×S×60=1.5×11×60=990m3/min

V∶风速取1.5m/s

S∶采煤工作面断面11m2

∑Q掘=Q局×Ii×60=5×2×60=600m3/min

(按YBT局扇吸风量配风, 每个掘进工作面配风5m3/s)

∑Q峒=4×60=240m3/min

∑Q其它=200m3/min

(3) 矿井总需风量

Q总=∑Q浅+∑Q深=1630+2030=3660m3/min

风机所需风量:Q=Q总K=3660×1.1=4026m3/min

(K通风设备漏风系数取1.1)

(4) 风机选型:

FBCD54-8-NO20, 电机YBFeL2-8, 功率110KW×2。

5.通风系统改造方案

(1) 方案一, 建回风立井。

井筒垂深250m, 井径3.5m, 断面9.6m2锚喷支护, 在井田中东部距主副井约175m处开凿立风井, 将原回风斜井改为入风井, 新建主扇房, 安装新主通。

优点:简化通风系统, 降低网络风阻;施工工期短, 投产早;投资少, 主扇运营成本低, 吨煤通风电耗1.44KWh/t。

缺点:需专业队组施工;

(2) 方案二, 建回风斜井。

斜长499m, 倾角25°, 断面7.8m2, 改造2402回风大巷750m (刷巷、锚喷) ;新建主扇房和主通, 原回风斜井改为入风井, 以降低入风井风速。

优点:可自行组织施工;

缺点:需过断层破碎带, 支护成本高;回风风速高达10.3m/s;阻力大, 较一方案增加3 5 0 P a, 主扇电机功率增加31KW, 电费增加19万元/a。

综合考虑:方案一优于方案二。

6.投资

立风井:250m×4100元/m=102.5万元

主扇∶2台及其电控80万元

采暖:原回风副井改为入风井, 购置热风炉1台16万元

7.结语

经过近10个月的改造, 新通风系统于2007年12月底投入使用, 满足900Kt/a的通风需要, 主扇叶片角度在其设计工作范围的-25°时, 矿井风量达到3000m3/min, 负压水柱625Pa, 通风网路的进风段、用风段、回风段阻力比例为1.07:1:1.1。

摘要：论文在对党家沟煤矿通风系统进行现状调查的基础上, 分析了影响矿井通风保障能力的主要因素, 提出了改造措施并实施。经实际验证, 效果良好, 提高了党家沟煤矿通风系统的可靠性。

改造通风系统 篇5

目录

一、工程概况 4

二、井口通风设施设计一般规定 4

三、新改造通风设施设计方案及技术参数 5

(一)、主要通风机选择 5

(二)、风硐设计 6

(三)反风设施 6

(四)、安全出口 6

(五)、防爆门 7

四、通风设施规格质量要求和施工方法 7

(一)风硐与安全出口巷道断面规格 7

(二)风硐与安全出口巷道施工方法 8

(三)防爆门的施工方法 8

(四)、主要扇风机安装 9

五、砌碹施工工艺 13

六、安全技术措施 14

总回风井口通风设施改造施工方案及安全技术措施

一、工程概况

目前，总回风井主扇风机与回风井直接连接，不符合安全要求，见于总回风井口主扇风机安装不合理与及无风硐和引凤道等这些问题，经矿部研究决定，将总回风井通风设施进行改造，按规范要求设计布置风硐、引凤道和安装主扇风机;为使工程能按质按量安全完成任务，特制定如下施工方案及安全技术措施。

总回风斜井原井硐部分从2010年8月份开始维修改造，巷道原宽度2.5米，高度2.2米，拱形净断面4.46m⊃;,改造后巷道宽度3.8米，高度3～3.5m,拱形净断面10～11m⊃;，完全改进矿井通风条件，最后是回风井口通风设施改造工作要及时完成。

二、井口通风设施设计一般规定

1、风硐

(1)、风硐应安装测定风速和压力的装置，因此风硐的长度应根据风机叶轮直径来确定。

(2)、、最大风速不得超过15m/s。弯道和截面大小应避免急剧变化。

(3)、风硐与风井连接处的夹角应在30º～45º范围内。

(4)、风道交叉点的夹角不宜大于60º。风道水平段长度应满足测试要求，一般为风道高度的4倍。

(5)风道长度在满足测试要求条件下，其长度应比风硐与回风井接口到防爆门距离长10米。

(6)风硐应有向风井方向下坡，坡度不宜小于5‰。

(7)风道中距风机进风侧1～2m处应装设栅栏，风硐临近进风1～2m

处应装设栅栏。

(8)风硐应砌碹，并应采用混凝土铺底。

(9)风道内设置的任何物件均应防火、防锈并可靠固定。

2、安全出口

(1)安全出口应与回风井筒垂直，并布置在风筒另一侧的上方，与风硐的高差不应小于2米。

(2)安全出口与井筒连接处应有6～8米一段平巷，倾斜段人行道通至地面，应设置有台阶和扶手。

(3)在平道段和地面出口，应分别设置2～3道双向风门。

3、防爆门

(1)、防爆门基础应根据风井井筒断面、所采用的防爆型号、安装要求等进行设计。

(2)、防爆门应与通风井同一轴线上，正对着风井风流方向安置;风井与风硐交叉点到防爆门距离比该点到主要通风机吸风口距离至少要短10米。

(3)、防爆门出口严禁正对其它建筑物。

(4)、防爆门标准设计适用于最大负压3500Pa。

4、主要通风机安装

(1)主要通风机进风孔的百叶窗应、消声装置均采用不燃性材料制作。

(2)主要风机水平扩散器宜采用扁平矩形。出风口应向上方，外侧出风角度不宜大于45º，内侧出风角度宜为51º～53 º。塔高宜取风道高度的2倍，并不得小于风道高度的1.4倍。其水平段向外应有不小于4‰的下坡度，在最低处应设集水坑，并应以水槽引出。

(3)主要通风机站的噪声值超过规定时，应装设消声装置。

5、主要通风机站的值班室应密闭隔音。

三、新改造通风设施设计方案及技术参数

(一)、主要通风机选择

选择现使用的煤矿地面用防爆轴出式对旋轴流风机，型号FBCDZ.NO20.75×2，风机叶轮直径Φ2.5m,风量35-79m⊃;/min，风压500-1500 pa均满足矿井生产需要。

(二)、风硐设计

1、风硐地板标高低于安全出口3.4米，风硐长度25米。风硐与总回风下山交叉处到防爆门距离为14米。

2、风硐与总回风下山连接处夹角30°，引凤道交叉点的夹角为60°。

3、引凤道直线段长度为15米。

4、风道中距风道分岔2m处装设栅栏，风硐与风井交岔处往风道方向2m处装设栅栏。

(三)反风设施

引风道分差后，分别在两引风道分岔巷距风机吸风口前1米(有条件可以加长该处和分岔巷长度)处安设反风闸门。反风闸门的门框用12槽钢焊接三条门框边，上边框用两条角钢在槽钢边焊接固定两边门框并留有槽口，以便门板插入;门框要比引风道分岔巷安装处断面稍宽些，该处段面为矩形，长×宽=3×2.5米，门框四角要垂直，宽度完全一致，否侧无法插入门板并能上下移动，加工好后在引风分岔巷砌巷时就安装并加设固定设施固牢在巷道中，门框安装时要与重力线垂直向下一致，不得前后歪斜和左右倾斜，达到闸门自由上下移动不受阻不变形的效果。门板断面要与门框一致，用厚3mm钢板焊接在钢条上，纵横方向各设计有加强钢带筋板，门板四周加焊口字形钢带夹处门板，防止门板凹凸不平无法插入门框并能自由上下移动，门板与门框间的密封方法与下面防爆门密封方法一样。

(四)、安全出口

1、安全出口与总回风下山垂直，与风硐分别布置在总回风下山两侧，比风硐底板高3.4米。

2、安全出口与风井井筒交叉处到防爆门距离8.6米，比风硐交叉点到风机吸风口距离断16.4米>10米，符合要求。

3、安全出口有6米直线段，并安装有两道双向风门。

(五)、防爆门

防爆门全断面应与回风下山巷道断面一致或稍大些;防爆门断面为圆弧形，要求如下：

1、防爆门断面为宽3.8米，墙高1.1米，拱高1.9米;门框的结构为分体式半圆拱形;材料是11﹟矿用工字钢，门框的中央焊接一根工字钢，解决了半圆拱形左右两块门框组装时中央结合处有一条合逢问题。

2、门板也有分体式半圆拱形两块，左右各一扇，材料为75×75×8mm的角钢及3mm厚的钢板，相互之间焊接组成门板，纵横方向各设计有加强筋板，使门板能够有足够的抵抗压力变形的能力。

3、密封方法：门板与门框之间采用橡胶条进行密封，用铁压条和螺栓将橡胶条固定在门板上，左右门板正面沿外边沿一周均装有密封橡胶条，橡胶条在两端均加工成45°，用氯丁橡胶粘接剂(813)粘接，当合上防爆门时，矿井负压使门板紧贴在门框上，从而形成密封，防止漏风的产生。

四、通风设施规格质量要求和施工方法

(一)风硐与安全出口巷道断面规格

1、风硐

风硐断面为1风硐后段即风道直线段和引风分岔道段断面为矩形，净宽×高分别为：2.5×2.5=6.25m⊃;、2.5×3=7.5m⊃;两处断面，3米宽的巷道应设置在反风闸门及吸风口段。2风硐前段即与总回风井连接段，断面为三分之一圆弧拱，净宽2.5米，墙高1.5米，拱高0.8米，断面积5.25 m⊃。巷道采用实芯火砖砌筑，墙、拱厚度均为0.4米，砌筑时要放满砂浆，不得有孔隙，墙面要砂浆披荡，防止漏风。

2、安全出口

安全出口与风井连接处为为三分之一圆弧拱断面，净宽2米，墙高1.5米，拱高0.6米，断面积3.96 m⊃;，后面段为矩形，净宽2米，高2.2米，断面为4.4米。巷道采用实芯火砖砌筑，墙、拱厚度均为0.4米，砌筑时要放满砂浆，不得有孔隙，墙面要砂浆披荡，防止漏风。

3、防爆门

目前，回风井筒边坡点下3米到防爆门巷道段宽度为2.5米是原井筒尚未改造，而改造后的风井为圆弧形断面，宽度为净宽3.6米，墙高1.6米，拱高1.2米，防爆门的断面应与改造后井筒断面一致或稍大些，即断面为圆弧形，墙高1.6米，拱高1.3米，宽3.8米。

(二)风硐与安全出口巷道施工方法

总回井口地表是黄泥和冲填土方，结构无稳定性，表土段往下基岩为灰岩、泥灰岩，围岩层理存在不同程度的发育，层理之间夹有黄泥，黄泥遇水软化，岩面离层;为保证快速、安全进硐施工，故采取如下方案：

1、风硐与安全出口巷道在井筒外地面段施工，根据现场情况，安全出口及引风分岔道和引风道直线段基本在井筒外面地表段，该段均为黄泥和填土，可用挖掘机明槽开挖至风硐或安全出口底板标高后，按设计要求尺寸，挖掘墙基进行巷道砌筑施工，按质量要求完成这段巷道砌碹工作。

2、风硐在土层里与井筒连接段施工，该段地质情况为灰岩、泥灰岩，围岩层理存在不同程度的发育，层理之间夹有黄泥，黄泥遇水软化，岩面离层，极不稳定的基岩，巷道掘进时，严禁采用打眼放炮落碴施工，应采用人工挖掘出碴，挖掘时，不留巷道顶板岩层，尽管顶板有数米厚的岩层都不得留下，以防顶板极为松软不稳定，或堑时稳定受风化雨淋会突然冒顶塌方发生事故，所以全部挖空致地表露天，每挖掘出碴有1.2米够砌碹1米拱的空位应停止向前挖掘，立即进入砌碹施工，待一个拱砌完固结后再挖掘出碴第二个拱的空位再进行砌拱，如此循环进行直至全部巷道段安全施工完毕。值得注意的是，当巷道施工接近回风井筒时，要停止主扇风机供风，破开风井边墙，砌筑风硐交岔处巷道，此时，涉及到全矿井的安全问题，必须按照下面制定的安全技术措施要求进行施工。

(三)防爆门的施工方法

防爆门现在位置属于风井未改造段，断面宽度只有2.5米，高2.3米，达不到设计要求，必须安装新的防爆门。

1、原风井巷道段先改造施工，回风井筒边坡点往下3米到新安装防爆门位置的距离有7米左右原井筒2.5米，高2.3米要进行巷道扩大为净宽3.6米、高2.8米的圆弧形断面，然后才能安装新的防爆门。未改造的这段巷道又正在使用中，进行改造施工又影响全矿通风问题，为达到安全既不影响矿井通风又能进行巷道改造，应在原井筒外面挖掘改造巷道段的墙基，然后进行砌碹，该段巷道连接已改造的井筒段巷道后，在安全出口往上适当位置安设临时风门，接着把旧巷道拆除，最后在新改造巷道段按设计位置安装新的防爆门。应该注意的是，当改造巷道连接风井井筒施工时，要停止主扇风机供风，破开风井两边墙，砌筑交接处巷道，此时，涉及到全矿井的安全问题，必须按照下面制定的安全技术措施要求进行施工。

(四)、主要扇风机安装

主要扇风机仍使用现在的主扇风机两台，型号FBCDZ.NO20.75×2，风机叶轮直径Φ2.5m,风量35-79m⊃;/min，风压500-1500 pa，一台工作，一台备用。

1、主要风机拆撤之前，应建筑引风分岔道并安装好反风闸门，而且控制闸门上下移动的提放绞车要安装到位，反风闸门要处于正常工作状态后才开始做好

2、风硐或安全出口准备与井筒连接时，应先提前拆除备用风机，调运到设置安装位置，并连接好处于正常工作状态。

3、风硐或安全出口最后连接井筒时，必须要停止主扇风机，这是应立即拆除第二台风机，并调运到安装位置，等待安装。

以上要求详见下面图示：

五、砌碹施工工艺

在砌碹永久支护保证施工安全的情况下，砌碹永久支护滞后挖掘工作面不大于1.5m，砌碹支护每模1.1m。砌碹支护设计为实芯火砖，基础、拱、墙均均用火砖砌筑，逢隙用混凝土、砂浆浇灌，厚度为400mm。砌碹支模方式采用组合钢架的方式，拱胎采用11#矿工钢加工而成，排架采用脚后架管焊接而成，墙模板选用标准200、300mm建筑钢模，拱模选用12.6#热轧槽钢，端头模用木方根据现场浇筑断面下料。在地面用搅拌机配置混凝土、砂浆，运至浇筑工作面后人工上料，混凝土振动棒振动。

1.砌体基础部分挖掘不够的部位，对照中线、腰线再进行修整至设计位置。

2.将排架固定牢靠，用火砖砌筑基础及墙体，有空隙部分倒灌混凝土、砂浆，振动棒振动。

3.第一拱砌筑好后不要拆除拱架，第二拱墙体砌筑完毕以后，在两个拱架之间铺设一块155×55mm整平垫木梁，再架设拱碹胎。拱碹胎安装要求：a.碹胎拱脚要固定可靠，b.两拱架连接好，使各个拱架连接成为整体。c.碹胎拱架要打好各方向支撑。d.碹胎顶部与拱顶用木方支撑，防止浇筑时两侧挤压造成拱顶变形。

4.混凝土、砂浆搅拌时间不得小于5min，振捣必须密实，浇筑时不应间歇，间歇时间超过混凝土终凝时间时，则必须先倒一层砂浆后才允许继续浇筑。

5.采用混凝土振动捧振捣，混凝土必须振动密实。

6.必须严格按照配合比配料搅拌混凝土，原材料计量采用台称称重计量。每进购一批碎石、河砂、水泥必须进行复检，合格后才允许使用。水泥出厂时间超过3个月的也必须复检合格后才允许使用。

六、安全技术措施

1、总回风井安全设施改造施工作业中，井口附近20米范围内严禁烟火，尤其是严禁有电焊、吸烟之类明火。

2、总回风井安全设施改造施工作业过程中井下不得进行采掘施工，只允许进行整改维修工作。

3、回风井口风硐、引凤道和安全出口建设施工时，要有安全员、瓦斯检查员跟班在场检查安全瓦斯情况。主扇风机一旦停风，应立即停止井下一切工作，撤退人员到地面。

4、加强瓦斯检查工作，在风硐或安全出口及防爆门井筒段与风井井筒连接施工时，需要停止主扇风机或其它原因引起主扇风机停风时，瓦斯检查员要在现场检查防爆门往下井筒20米和地面20米范围内风流和空气中瓦斯浓度，只有瓦斯浓度在0.5%以下，方能允许施工;当瓦斯浓度在0.5%以上是必须停止一切工作，撤退人员，但瓦斯员和井口检身员不得离开工作岗位，应在井口值班警戒严禁20米内不得有人靠近或有明火产生。待有电恢复通风排放瓦斯时要更加履行负责这项工作，直到正常安全为止。

5、加强巷道挖掘时滑坡、片帮等安全管理，巷道挖掘时不得留下顶板泥层和岩层，直接挖成露天槽沟，边帮和迎头等工作面四周要用木板拦截石头泥块，木板后面打戗柱等支护，防止边帮滑坡、塌方事故的发生;每次挖掘够1.2米长度并够巷道宽度后应停止挖掘进行砌碹支护。

改造通风系统 篇6

关键词：循环水；机力通风；冷却塔改造；水轮机

中图分类号：TQ085 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）26-0113-02

国华宁东发电有限公司一期工程2×330MW空冷机组辅机冷却水采用机力通风冷却方式的闭式循环冷却系统。原设计方案为3台冷却塔冷却风机均由变频电机驱动，现对3台冷却塔中的#1冷却塔进行改造。拆除的风机电机，安装水轮机，回水先进水轮机内做功，然后与原布水器对接。在原有的进水管上安装蝶阀，调节阀门开度，从而调节上塔水量及风机转速以确保冷却塔运行的安全、稳定和最佳效果。该水轮机充分利用了循环水系统回水的动能和压能，达到了能源利用的最大化，从而对低能量富余的冷却塔系统实现改造而达到节能的

目的。

1 改造方案

冷却塔风机无电化改造的关键是改造后水轮机实际输出轴功率大于改造前风机轴功率（即：P输出>P风机）。

1.1 风机轴功率计算

x受电机效率、传动轴效率、减速机效率等机械效率影响，风机输入功率约为：

1.2 系统富余能量计算

循环水系统富余能量的多少可以用下列公式进行

计算：

节能：水动风机充分利用循环水泵所具有的余压，节约电能。拆除了风机电机，实现了真正意义上的100%节能。

可靠：水动风机设计严谨，结构合理，运转平稳，可靠性高，从根本上杜绝了电机、电控和减速机漏电、漏油、烧毁和损坏的故障，为安全持续运行提供了保证；水轮机的重量小于取消的电机、减速机、传动轴三者之和，从而使冷却塔重心下移，增加了运行环境安

全性。

安全：可在任何需防爆的环境下安全运行。

经济：因取消了电机和减速机，从根本上解决了传动轴及减速机损坏问题，从而大大减少日常管理和维修保养成本。

冷效好：随着季节变化，水动风机的转速随循环水流量的增减而增减，风量也随之增减，使冷却塔的汽水比稳定在最佳状态，达到最佳冷却效果。

环保：风机电动机转速较高因而引起的冷却塔的噪音和震动也较高，采用水动风机冷却塔可有效解决这一问题。

参考文献

[1] 国华宁东发电有限公司机械通风塔冷却风机改造项目可行性研究报告[R].2012，（5）.

[2] 国华宁东发电有限公司机力通风冷却塔水动风机调试方案.2014.

[3] 国华宁东发电有限公司冷却塔节能改造验收报告[R].2014.

大众煤矿通风系统技术改造 篇7

1通风系统存在的问题

(1) 矿井通风能力小, 供风量不能满足需要。矿井需风量为4 640 m3/min, 而北风井主要通风机供风量最大为3 950 m3/min, 主要通风机电流已调至最大值。

(2) 通风阻力大, 矿井通风负压达3 150 Pa。主回风巷变形严重, 断面小, 采区专用回风巷有机电设备, 通风系统不合理。

(3) 煤与瓦斯突出面无专用回风巷, 存在安全隐患。

(4) 采、掘工作面因风量不足, 时常瓦斯超限, 导致不能正常生产。

2改造方案选择

2.1方案1

启用中央风井, 13采区、新主井辅助巷道、22采区所有作业场所、机电硐室、通风行人巷道由中央风井回风, 经计算:中央风井南翼 (13采区) 需回风量为1 340 m3/min;中央风井北翼 (新主井辅助巷道、22采区) 需回风量为1 880 m3/min。总需回风量应为3 220 m3/min。而目前中央风井北翼回风巷有650 m断面积在4.0 m2以下, 需扩修成U型钢支护断面, 否则, 风速超限, 供风量达不到要求。

14采区所有作业场所、机电硐室、通风行人巷道所需风量由北风井回风, 总风量应为1 420 m3/min。需掘进14采区专用回风巷120 m, 报废原14082外回风巷已严重失修的230 m巷道。

2.2方案2

启用中央风井, 13采区所有作业场所、机电硐室、通风行人巷道、新主井辅助巷道、22032回采工作面, 所需风量由中央风井回风, 两翼总风量应为2 080 m3/min。需掘通22032工作面回风巷至中央风井北翼回风巷的87 m工字钢支护巷道, 报废原22032回风平巷92 m。

22采区所有作业场所 (22032回采工作面除外) 、机电硐室、通风行人巷道, 14采区所有作业场所、机电硐室、通风行人巷道, 所需风量由北风井回风。北风井两翼总回风量应为2 560 m3/min, 需掘进14采区专用回风巷120 m, 报废原14082外回风巷已严重失修的230 m巷道。

2.3方案比较

(1) 方案1优缺点。

由于北风井仅服务于14采区, 该区出煤量小, 需风量小, 虽然通风系统相对简单、独立、稳定, 对全矿影响较小, 但北风井为离心式风机, 将调节风量闸门压低后, 虽减少了风量, 但电量消耗减少不大。系统虽安全, 但不经济。而由中央风井供风的新主井辅助巷道、22采区和13采区, 两翼通风阻力相差大, 22采区通风线路长, 造成通风系统不稳定, 主要通风机运转不稳定。且需扩修中央风井北翼回风巷650 m。

(2) 方案2优缺点。

由于新主井辅助巷道、22采区的22032工作面由中央风井回风, 通风距离相对较短, 阻力小, 与13采区通风阻力、通风线路长度相当, 能保证主要通风机正常运转, 且通风系统稳定, 但需掘通22032回风巷至中央风井北翼回风巷87 m巷道。由北风井供风的14采区和22采区 (除22032工作面外) 需风量相当, 通风阻力、通风线路长度也差别不大, 能保证通风系统和通风设备安全、经济运行。

(3) 2种方案经济性比较。

方案1:扩修U型钢支护650 m, 投资360万元;掘进工字钢巷道120 m, 投资45万元, 共投资405万元。方案2:掘进工字钢支护巷道207 m, 共投资80万元。经比较, 方案2比方案1巷道施工少投资325万元;电费比方案1减少52万元/a, 根据大众煤矿安全生产需要, 近期, 方案2为最佳通风系统改造方案。通过计算, 采用方案2后, 北风井通风阻力由原来的3 150 Pa降低到1 750 Pa, 使通风系统得到优化。

3通风系统改造和调整工作内容

通风系统调整前, 需完成系统改造工程:掘通22032工作面回风巷至中央风井北翼回风巷的87 m工字钢巷道;掘进14采区专用回风巷120 m。并分别在报废的22032回风平巷两端、14082外回风巷两端建好密闭墙。同时还需做好以下工作:

(1) 在调整前, 为保证通风系统调整正常进行, 应成立相应组织。

(2) 提前做好中央风井和北风井通风机操作工的岗前培训工作。

(3) 做好中央风井和北风井主要通风机风机性能鉴定和矿井阻力测定工作。

(4) 在14采区进风巷设置2道调节风窗;在中央风井北翼回风巷 (22032工作面回风巷坡头外) 建2组永久的正反向风门。

4改造效果

(1) 矿井通风能力大幅增加。两风井 (现有通风巷道保持风速不超限) 总供风量达6 850 m3/min, 富余量大, 并可适当调节, 能够满足扩大生产规模的需要。

(2) 通风阻力大幅降低。矿井通风负压由3 150 Pa降到1 750 Pa以下, 等积孔由原来的1.24 m2升高为1.87 m2。两风井回风巷经改造消除了高阻力段巷道。

(3) 改造后, 运送物料可经联络绕道直接运至工作面, 无需经过采区专用回风巷, 并撤除了绞车和水泵, 通风系统合理。

(4) 系统改造后, 各煤与瓦斯突出面回风直接进入采区专用回风巷, 解决了共用回风巷问题。

(5) 采、掘工作面由于风量充足, 已连续5个月无瓦斯超限现象。

5结语

大众煤矿结合矿井安全生产实际, 对通风系统进行了技术改造, 优化了调整方案。改造后, 该矿请有关部门对主要通风机进行了性能鉴定、通风阻力测定和评价, 认为这次通风系统技术改造和调整是成功的。

摘要：随着大众煤矿矿井开采深度的增加和生产规模的扩大, 原通风系统已不能满足安全生产需要, 为此该矿启用中央风井, 并对通风系统进行技术改造。通风系统改造后, 既减少了巷道维护费用, 又使通风系统更加经济合理、安全可靠。实践证明:改造后的矿井通风系统运行稳定可靠, 安全和技术经济效益明显。

常村煤矿通风系统改造方案分析 篇8

目前, 常村煤矿主要生产盘区为二水平21盘区。21盘区共布置三岩一煤4条下山, 分别为21盘区煤轨下山、21盘区轨道、胶带下山 (岩) 、21盘区专用回风下山 (岩) 。盘区内共布置2个综放回采工作面和4个开掘工作面。

1 通风系统现状

矿井通风系统为混合抽出式。进风井5个, 分别为:进风斜井、材料斜井、主胶带斜井、排矸斜井、注浆立井;回风井有2个:东风井和后沟风井。

后沟风井安装2台上海风机厂生产的GAF系列轴流式通风机, 主要通风机型号GAF21.2-14-1, 电动机容量500 kW, 运行风量82.0 m3/s, 运行负压2 152 Pa;备用通风机型号为GAF21.2-12.6-1, 电动机容量460 kW。目前该风井担负21盘区及矿井西翼硐室的通风任务。东风井安装2台BDK系列对旋轴流式通风机, 主要通风机型号为BDK-№40-15, 电动机容量为2×37 kW, 运行风量11.0 m3/s, 运行负压为294 Pa;备用通风机型号BDK-№40-15, 电动机容量为2×37 kW。目前该风井担负矿井东翼硐室通风任务。

2 通风系统改造的必要性

(1) 抗灾能力较差。

承担矿井主要生产采区通风任务的后沟风井通风系统, 由于其进、回风井均位于井田的西部, 远离生产采区, 进、回风线路并行长度超过3 100 m, 通风方式极不合理, 风量调节困难, 系统的抗灾能力较差。

(2) 风量满足不了矿井安全生产用风。

随着矿井继续向21延伸区的下部开采, 煤层瓦斯涌出量增大, 矿井地温升高, 对风量的需求将进一步增大, 现有的通风系统根本无法满足矿井安全生产用风。因此, 需要对现有的通风系统进行优化改造。

(3) 生产接替的需要。

常村煤矿21盘区作为矿井的主要生产盘区已经开采10余年, 可采储量仅为1 544.8万t。若按照矿井目前的生产能力, 可服务7.7～8.6 a, 矿井开采地区出现接替紧张局面。而矿井深部DF1断层以南区域 (新增勘探区) 的储量预测将近2 000万t。为保证矿井生产的正常接替, 该区域的开拓势在必行。因此, 对该区域进行开拓布局设计及通风设计已刻不容缓。

3 改造方案的分析

3.1 方案的提出

根据已探明储量的分布情况可知:DF1断层下部区域 (三水平采区) 为21延伸盘区的接替采区。因此, 在充分考虑现生产盘区与接替盘区的关系、地面地形情况、新风井压煤情况、对现有生产接替的影响程度以及便于新采区开拓等因素, 对矿井通风系统改造提出以下3种方案。

方案Ⅰ:

新开回风立井位于21延伸区东翼下部, 三水平采区上部1503孔附近, 落底于2-3煤底板, 与三水平回风大巷连通。新风井井筒净直径5 m, 净断面19.63 m2, 井深721 m。三水平只划分一个双翼采区进行开采, 采区3条下山均布置在2-3煤底板岩石中, 分别与三水平3条大巷连通, 采区下部边界处布置水仓、泵房, 构成完整的通风、运输、排水等生产系统。

方案Ⅱ:

新回风立井位于井田深部边界处, 落底于2-3煤顶板岩石中, 直接与延伸区专用回风下山连通, 风井井筒净直径5 m, 净断面19.63 m2, 井深817.3 m。三水平开采只划分为一个双翼采区进行开采, 不再设置三水平大巷, 只将原延伸区3条下山继续向下延伸。考虑到提升长度较大, 设置接力车场。在21延伸区专用回风下山以东25 m布置一接力专用回风下山, 直接与矿井边界处的回风井连通。在原延伸区回采面采空区西侧沿煤层顶板布置一接力轨道下山作为副提升, 原21延伸区胶带下山直接向下延伸作为主提升, 这样三水平采区开采布置两岩一煤3条下山, 在矿井边界附近布置下山水仓、泵房, 构成完整的通风、运输、排水等生产系统。

方案Ⅲ:

该方案利用后沟风井通风系统, 担负21延伸区及三水平通风任务, 但需对井下主要回风巷 (21区专用回风巷1 390 m、二水平暗主斜井560 m) 进行大断面扩修, 以降低风阻, 使通风能力满足安全生产需要。采区划分及巷道布置同方案Ⅱ。

3.2 方案技术比较

方案Ⅰ优点:

①能够尽快解决21延伸区的通风问题, 而且可直接为三水平采区服务;②通风方式合理, 矿井的防、抗灾能力显著提高, 通风阻力大幅度减小, 安全性较好;③与方案Ⅱ比较井筒较浅, 初期投资少。缺点:①新风井广场保安煤柱压煤725.2万t, 加上矿井深部杨大池村庄保安煤柱压煤734.6万t, 共计呆滞煤量1 459.8万t, 影响矿井采掘接替和服务年限;②对三水平的开采需首先布置三水平3条大巷 (945 m) , 然后再布置三水平采区3条下山, 总的开拓工程量较大;③风井地面地形狭窄, 工业广场布置较困难, 挖、填土方量较大。

方案Ⅱ优点:

①风井煤柱与村庄煤柱合并考虑, 压煤较少, 对矿井采掘接替和服务年限影响小;②不再布置三水平3条大巷, 只是将原21延伸区3条下山继续向下延伸, 总的开拓工程量少;③前期 (三水平开拓期间) 提矸下料, 并可作为进风井, 三水平开拓可上下对掘, 有利于接替盘区的快速开拓;④形成通风系统的总工程量小, 工期短;⑤通风方式合理, 矿井的防、抗灾能力显著提高, 系统通风阻力大幅减小, 安全性较好;⑥风井地面地形较为平坦, 工业广场易于布置, 挖、填土方量小。缺点:①与方案Ⅰ比较井筒较深, 初期投资较大;②新风井建成后, 现生产盘区21盘区及其延伸区的生产回风需通过三水平采区专用回风下山, 通风距离较长。

方案Ⅲ优点:

通过井巷及扩巷工程施工, 基本可满足井下通风需要。缺点:①通风线路长达17 859 m, 系统复杂, 阻力大。经过计算, 通风容易时期h=2 458.9 Pa, 通风困难时期h=2 983.4 Pa, 且等积孔1.34 m2<2.00 m2, 通风较困难。②主进、回风线路并行长度达到3 800 m, 系统内部漏风量大, 稳定性差, 对防治瓦斯及煤层自燃不利。③进风线路长, 风流温度高, 对气象条件影响很大。④主要通风机年均电耗较多, 年均电费达到185.4万元。⑤巷道扩修工程量多 (S≥14 m2, 扩修巷道1 950 m) , 费用高达2 145万元 (1.1万元/m) 。且巷道维护量大, 年均维护费用高达1 172.13万元。⑥系统安全性差。因三水平、21延伸区、21区回风呈串联关系, 一旦三水平发生火灾、瓦斯等灾害时, 灾变风流侵袭范围大, 造成灾区扩大, 而不利于救灾。

3.3 方案经济比较

方案经济比较主要是三方案的初期投资概算比较, 详见表1。

万元

3.4 改造方案的确定

通过技术经济比较:方案Ⅰ井筒较浅, 初期投资少, 但压煤量较大, 对现有生产及接替影响较大;方案Ⅱ井筒较深, 初期投资大, 但压煤量少, 总工程量少, 对现有生产接替影响小;方案Ⅲ虽可行, 但不能从根本上解决问题, 且扩修巷道对生产影响较大, 年维护费用高, 系统抗灾能力差。综上所述, 采用方案Ⅱ较好。

4 结语

(1) 常村煤矿建新回风立井, 使21采区及三水平延伸区缩短通风线路, 降低矿井通风阻力, 提高矿井抗灾能力。

(2) 新回风立井建成后, 解决了21采区、21采区延伸区、三水平工作地点风量配备问题, 矿井通风系统的稳定性增强, 通风系统布局合理, 矿井抗灾能力得到提高。

(3) 矿井通风系统改造完成后, 为加快三水平延伸创造了良好的通风条件, 为企业的稳产、高产、和可持续发展奠定了基础。

摘要：结合常村煤矿通风系统现状, 分析了该煤矿进行通风系统改造的必要性, 通过对3种方案的技术经济比较, 确定了改造方案。

通风系统改造实践与应用探讨 篇9

平煤九矿有限责任公司于1958年8月破土动工, 1959年11月简易投产, 设计生产能力21万吨/年, 前后因多种原因停产, 1989年由原平煤九矿转为平煤香山多种经营公司, 2008年10月经过改制正式定名为平煤九矿有限责任公司。矿井采用立斜井混合开拓, 有主井、新主斜井、副井、新副立井、西立井混合提升井、西风井六个井筒, 采用五进一回进行通风。2009年的实际产量超过90万吨/年, 随着开采深度的增加和生产能力的提高, 瓦斯涌出量逐渐增大, 特别是二水平投产以来, 矿井风量已不能满足生产的需要。生产的日益扩大与风量不足形成一对主要矛盾, 要发展生产, 就必须首先解决通风问题。

2 通风改造的必要性

我矿在原西风井安装的BDK-6№22型对旋轴流式通风机, 运行叶片角度为32°, 担负全矿井供风任务, 风量为7100m3/min, 风压1800Pa并且现运行主扇由于因过电流无法反风, 随着矿井的改造, 开采深度、采掘工作面的增加和生产能力的提高, 已满足不了生产的需要, 造成矿井通风能力严重不足, 一些采掘工作面瓦斯超限频繁, 造成掘进工作面无法正常作业, 只能采用临时瓦斯治理措施的被动局面, 严重威胁着安全生产。因此必须及时对其进行通风系统改造。

3 通风现状的分析及解决方法

3.1 通风现状

平煤九矿由于原设计井型小, 设计产量小, 需风量较小, 2005年经过技改工程后形成主井、新主斜井、副井、新副立井、西立井混合提升井五个进风井和西风井一个回风井, 造成通风距离长, 最长的一条通风线路长达6400米左右, 九矿09年的实际产量超过90万吨, 随着开采深度的增加和生产能力的提高, 瓦斯涌出量逐渐增大, 无法满足生产的需要, 期间通过调整风机叶片角度, 矿井总回风量由小幅提高, 但因回风巷断面小, 风量增大后, 风速超限, 阻力大。因此需要对现主扇进行更换, 进行通风改造, 增加风量, 已是当务之急。

3.2 改造方案

通过调查研究提出以下改造方案:

方案一:更换现有风井的风机, 优点是可利用现有的风硐和机房, 投资少, 见效快, 工期短;缺点是通风线路长, 阻力大, 负压高, 耗电量大, 需返修主要回风巷。

方案二:分区通风, 把西立井改造为丁戊回风井。优点是矿进通风阻力小, 风路短, 漏风小, 可利用现有的工业广场和西立井, 见效快, 矿井通风安全可靠性强;缺点是工业广场内建筑物多, 西立井有提升任务。

方案三:新建北风井, 优点是通风线路最短, 阻力最小, 耗电量最小;初期投资大, 建井期较长。

上述三个方案均是可行的, 从生产需要和实际情况出发, 方案三新建北风井, 施工和安装、工期长, 投资大, 不能及时解决风量不足的问题, 因此该方案暂不适用。而方案二需动工修建风硐和机房、并采购新主扇投资较大, 工期长无法及时解决目前安全及生产的迫切需求, 经研究分析选择方案一比较合适。

3.3 改造方法

鉴于上述分析, 利用现有的通风系统和设备进行改造, 见效快。根据现状, 要提高风量, 只有更换大功率风机, 为考虑九矿的长远发展, 我们最终选择方案一即先改造风机, 2年后新老系统改造好后, 把西立井改造为丁戊回风井, 再进行风机选型, 投入主扇, 进行分区通风。

方案确定后, 必须想办法克服方案一的缺陷:1、返修主要风巷, 2、提高设施质量并减少设施数量。

3.3.1 返修主要风巷

九矿巷道压力大、底鼓变形重, 是通风系统管理的重点和难点。为此, 我们对主要回风巷的完好状况进行了普查, 同时进行通风系统阻力测定和分析, 从中筛选出阻力较大的“卡脖子”块段予以返修。

3.3.2 减少设施数量、提高设施质量

在留足安全出口和保证运输行人的前题下, 将一些多余联络巷中的风门给以拆除封闭或改建成“调节风窗”, 使矿井的风门数量有了明显减少。

对一些质量低劣、漏风较多的风门予以返修或维修;对新建的通防设施严格按质量标准化要求施工, 使质量有了显著提高;以保证通风系统的稳定性、可靠性。

4 通风改造实践及应用

(1) 为了尽快地解决风量不足问题, 平煤九矿于2008该矿把风井主扇风叶角度由30°调到35°, 增加风量600m3/min, 矿井总排风量达到6800m3/min, 负压为1700-1800mm水柱, 在一定程度上缓解了当时矿井风量紧张的局面, 但是造成电力浪费严重, 风量大量缺口问题仍未得到有效解决。

(2) 新安装两台南阳防爆集团生产的FBCDZ№22/2×355KW型对旋式通风机。2009年9月1日准备工作开始, 2009年9月5日安装完毕, 6-7日主扇进行了试运转, 主扇机械系统及并配电全部正常;9月8日对风机进行了性能测试工作, 经测算风机各项技术特征符合要求。至目前主扇运转一切正常。

摘要：平煤集团九矿有限责任公司位于平顶山煤田西南部, 随着矿井技改的深入, 产量的提升, 生产采区的逐步延伸, 通风距离逐步增加, 瓦斯涌出量逐渐增大, 原有通风系统能力己渐渐不能满足生产要求, 如不彻底解决, 将给安全生产带来较大隐患。

矿井通风系统的升级改造探讨 篇10

当前矿井资源建设规模逐渐扩大, 传统的矿井通风系统难以满足矿井资源建设发展的实际需要, 进而常常引发各种各样的煤矿安全事故, 对煤矿的安全生产有极不利的影响[1]。因此应该加强矿井通风系统的全面升级改造, 提高矿井通风系统的优化程度, 保证矿井安全生产。

1 工程概况

山西大同煤矿在2012年对60×104t/a产能进行技术升级改造。该矿井平均煤层的厚度为3.5 m, 采储量是1 038.36×104t, 开采过程中, 不仅有主斜井和副立井, 同时也存在主立井和单水平上下山开拓, 水平标高的控制值为90 m, 并实行东西两翼进行布置。该矿井为瓦斯矿井, 瓦斯相对涌出量为2.62 m3/t, 该煤层具有爆炸性, 自燃倾向性为Ⅲ类不易自燃煤层。

2 矿井通风系统的升级改造前存在的问题分析

该煤矿通风系统基本情况为主斜井和副立井进风, 副立井回风, 采取两进一回中央并列通风方式。副井安装有两台防爆对旋轴流式通风机;井下东翼则是皮带巷进风的方式, 有特定的通风系统;井下西翼是对回风下山的方式加以采用。对于矿井的总进风量为2 275 m3/min, 总回风量为2 465 m3/min, 而主要风机的风量是2 676 m3/min, 负压是620 Pa。

该矿井通风系统在升级改造前, 不可避免地存在各种各样的问题。副立井不仅作为回风井使用, 而且还承担提升人员及物料的作用, 缺乏专用性。通风机排风量受提升人员及物料影响, 造成系统不稳定, 安全隐患相对较大。随着产能提升, 矿井风量不能满足生产需求。

该矿井通风系统工作过程中, 无专用的回风系统, 回风立井兼做人员、物料提升, 与相关的《煤矿安全规程》要求不符。

3 矿井通风系统升级改造的具体方案

针对该矿井通风系统的现状和问题, 要做好整体升级改造, 本文研究分析该矿井通风系统升级改造方案的同时, 不仅做好一定的对策处理和矿井风量的基础计算, 同时做好对通风设备的合理选型及对通风机工况点的合理确定, 具体如下。

3.1 处理对策

矿井通风系统升级改造过程中, 结合实际, 将副立井通风机拆除, 副立井作为进风立井, 将主立井原有的一些提煤箕斗设备拆除, 安装2台通风机, 并将其作为专用回风井, 改造后变为主斜井、副立井进风, 主立井回风的两进一回通风方式。

3.2 矿井风量的计算

矿井风量在实际的计算过程时, 按照“一采一备四掘”进行工作面布置, 即一个回采工作面、一个备用工作面、两个岩巷掘开拓工作面和两个煤巷掘进工作面。总风量计算的过程中, 根据配风标准计算各独立通风地点用风量:

式 (1) 中, Q为矿井需要风量, m3/min;Q采为矿井需要风量, m3/min;Q备为采煤工作面实际需要风量, m3/min;Q掘为掘进工作面实际需要风量, m3/min;Q硐室为硐室实际需要风量, m3/min;Q其它为其它用风巷道实际需要风量, m3/min;k为矿井通风需风系数, 取值1.15。通过式 (1) 可知, 需要的风量不低于4 821 m3/min。

3.3 合理的选型通风设备

对风机排风量进行计算, 考虑到外部漏风率在无提升设备时不得超过5%, 且风机应达到1.5的备用风量系数, 得出风机额定排风量:

式 (2) 中, 用Q风机为风机额定排风量, m3/min;Q为矿井需要风量, m3/min。

在通风设备选型过程中, 必须保证最大额定排风量不低于7 612 m3/min。根据通风阻力要求矿井通风系统风量5 000 m3/min~10 000 m3/min, 通风负压不大于2 500 Pa。通过对电机配用的过程中, 保证电压值为6 k V。

3.4 确定通风机工况点

在确定通风机工况点的过程中, 要合理依据该矿井通风相关的网路特性曲线方程式[2], 并对矿井通风的网路参数全面计算, 绘出矿井通风困难时期的相关网路特性曲线[3], 得出各个工况点的网路特性曲线方程式。当前通风机有较大的通风能力, 同时也有相对较小的需风量和通风负压, 进而满足矿井通风的要求。

4 矿井通风系统升级改造后的成效分析

矿井通风系统在实际升级改造后, 通过对该矿井的通风情况进行综合性分析, 总结如下[4,5,6]:a) 该矿井通风系统升级改造后, 副立井回风井兼做人员提升带来的安全隐患将彻底消除。这种将主立井改造为回风井后, 可以实现专用回风井的全面使用, 而副井在提升人员及提升物料过程中, 不影响矿井总排风量, 同时保证了通风系统稳定, 这一举措和相关规定要求完全符合, 对于矿井的安全生产有保障作用;b) 矿井主要通风机升级改造, 提高了矿井风量, 不仅满足了当前矿井生产对风量的需求, 而且也留出了一定的富裕系数可满足资源建设发展的需要;c) 升级改造后的矿井通风系统, 有减人提效的优点, 其主立井改造后, 作为一种专用回风井, 减少绞车司机和设备的检修人员。缓解副井工业广场区域建筑用地面积紧张压力, 保证副井主扇房的合理利用。

该矿井通风系统升级改在之后, 总体效果较好, 矿井的总配风量为5 080 m3/min, 矿井通风过程中的最小负压为1 500 Pa。而在通风相对困难的时期, 最高负压为2 400 Pa, 转速的控制为740 r/min。这次改造从根本上保证了矿井的安全生产。

5 结语

对山西大同煤矿矿井通风系统的现状和存在的问题进行分析, 结合该矿井通风系统存在的问题, 进行升级改造, 将副井兼作回风井带来的安全隐患彻底消除, 解决了矿井通风系统不稳定的问题及由于产能提升带来的风量不足问题。这一特殊的矿井通风系统的升级改造, 对中国矿井建设发展有一定的指导性意义。

参考文献

[1]王前龙, 杨超, 方先锋, 等.新郑煤电公司通风系统升级改造方案[J].河南科技, 2014 (10) :130-131.

[2]石乃敏.五圩矿通风系统技术改造的实践[J].化工矿物与加工, 2012, 41 (6) :38-40.

[3]王起龙.煤矿生产矿井的通风系统技术改造探讨[J].中国科技财富, 2012 (12) :88.

[4]张新柱, 江斌, 班训广, 等.欢城煤矿通风系统问题分析与改造方案研究[J].煤矿现代化, 2012 (4) :30-32.

[5]毕向阳.矿井通风系统改造方法分析[J].中国科技纵横, 2014 (12) :211-212.