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东滩煤矿西风井通风系统改造优化设计及应用.pdf
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1、东滩煤矿西风井通风系统改造优化设计及应用丰 云 雷(山东兖矿设计咨询有限公司,山东 邹城 273500)摘要:东滩煤矿西风井主要通风机已连续运行 30 余年,风机及附属设施老化严重;西风井服务的采区仍为主力生产采区,为保证矿井安全生产,将现有主要通风机进行更换。本文通过分析井下采场、计算风量负压,提出了 2 种主要通风机选型方案并进行比选,确定了主要通风机设备型号,结合现场实际完成通风机房、扩散塔等布置,最后提出新旧风机切换方法。关键词:通风系统;通风阻力;主要通风机;优化设计中图分类号:TD724文献标志码:A文章编号:1009-0797(2023)06-0092-04Optimizatio
2、n Design and Application of West Air Shaft Ventilation Systemin Dongtan Coal MineFENG Yunlei(273500,)Abstract:The main fan of the west air shaft in Dongtan Coal Mine has been running continuously for more than 30 years.The mining areaserved by the west air shaft is still the main production area.In
3、order to ensure the safety of mine production,the existing main fan will bereplaced.Based on the analysis of underground stope and calculation of air volume negative pressure,this paper puts forward two main fanselection schemes and compares them,determines the main fan equipment model,completes the
4、 layout of ventilation room and diffusion towercombined with the actual situation on site,and finally puts forward the switching method of new and old fans.Key words:ventilation system;ventilation resistance;main ventilator;the optimization design0引言东滩煤矿采用立井多水平开拓,两翼对角抽出式通风,副井进风,主井辅助进风,西风井、北风井回风。矿井于
5、2018 年对北风井通风系统进行了改造,更换为 2 台 ANN-2650/1250C 型通风机,主要担负一采区、三采区、部分十四采区以及将来五、七采区回风。西风井目前仍使用 1988 年安装的 2 台HDR280-69 型轴流式主要通风机,主要担负四采区、六采区及部分十四采区回风。1矿井西风井通风系统改造的必要性1)主要通风机及附属设施已老化,安全性能下降。西风井装备 2 套 HDR280-69 型动叶可调式轴流风机,自 1988 年安装至今已连续运行 30 余年。长期使用致使风机及附属设施出现老化,机械磨损严重,风机运行性能差,能耗高,通风安全性能降低。2)主要通风机控制系统无法实现集控。主
6、要通风机控制系统于 1997 年进行改造,采用欧姆龙 PLC进行程序控制,无模拟量模块、通讯模块、总线接口等,无法实现集控,且升级改造工程量大、耗时长,期间单风机运行,存在安全隐患。3)主要通风机运行效率偏低,不满足节能要求。主要通风机虽能满足目前矿井接续生产用风要求,但风机运行效率偏低且不满足现行节能规范的要求。2矿井风量及阻力计算2.1矿井生产接续规划东滩煤矿-660 m 水平共划分为 8 个采区,即西翼四采区,北翼十四采区,南翼六、八采区,东翼一、三、五、七采区。目前,矿井生产采区为三、六、十四采区,其中十四采区即将回采结束。十四采区回采结束后,东翼五、七采区接续生产,届时三、五、六、七
7、采区将成为矿井后续主要生产采区。根据矿井生产接续规划,矿井生产将长期保持 23 个采煤工作面同时生产的格局,并配 89 个掘进工作面。2.2矿井通风时期的划分西风井主要服务于矿井四采区(扩大区)、六采区、十四采区(扩大),按生产接续可划分 2 个时期。1)六采区和十四采区同采时期。该时期西风井主要服务六采区和十四采区生产,六采区布置 1 个综采工作面、4 个掘进工作面,十四采区布置 1 个综放工作面。2)四、六、八采区仅一个工作面回采时期。该十2023 年第 6 期煤矿现代化第 32 卷92四采区已基本回采完毕,西风井主要服务四采区、六采区、八采区生产。3 个采区之间交替生产,仅布置为 1 个
8、采煤工作面生产和 34 个掘进工作面。经分析,六采区和十四采区同采时期,2 个工作面集中在西风井服务范围内,西风井通风风量大,通风距离较长。经比较,十四采区 14320 综放工作面和63上06 综采工作面同时生产时期为西风井通风困难时期,届时生产布局为六采区、十四采区各布置 1个采煤工作面,4 个掘进工作面全部集中在六采区,负责工作面顺槽及联络巷掘进工作。四、六、八采区仅一个工作面回采时期,西风井仅服务一个采煤工作面,风量较小,通风距离较近。经比较,六采区 63上02 工作面生产时期为西风井通风容易时期,届时六采区布置 1 个采煤工作面和 3个掘进工作面,3 个掘进工作面中 2 个负责顺槽掘进
9、工作,1 个负责下山开拓延伸工作。2.3矿井风量计算根据煤矿安全规程、煤矿矿井风量计算方法(MT/T 634-2019)等规定,西风井通风容易时期及困难时期总风量及分配详见表 1。2.4矿井通风阻力计算1)通风容易时期以回采 63上02 工作面为路线进行摩擦阻力计算,通风路线如下:地面副井井底车场西翼轨道大巷南翼轨道大巷南翼辅运下山63上02 辅运顺槽63上02 工作面63上02 胶运顺槽南翼回风巷南翼总回风巷西翼总回风巷西风井地面。2)通风困难时期以回采 63上06 工作面为路线进行摩擦阻力计算,通风路线如下:地面副井井底车场西翼轨道大巷南翼轨道大巷南翼辅运下山南翼辅运巷63上06辅运顺槽6
10、3上06 工作面63上06 胶运顺槽南翼回风巷南翼总回风巷西翼总回风巷西风井地面。3)局部通风阻力按摩擦阻力的 10%计算。根据矿井开拓布局和生产接续,矿井西风井通风阻力按通风容易时期、通风困难时期最大通风路线分别进行计算。利用下式计算摩擦阻力:=2/3式中:为摩擦阻力,Pa;为摩擦阻力系数,Ns2/m4;为井巷长度,m;为井巷净周长,m;为通过井巷的风量,m3/s;为井巷净断面,m2。经计算,西风井通风容易时期、困难时期的风量、负压见表 2。表 1西风井各时期总风量及其分配表表 2西风井各时期通风参数表2.5原有主要通风设备校核西 风 井 原 有 主 要 通 风 机 房 安 装 2 台HDR
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