基于Ventsim的南山煤矿孤岛工作面均压通风方案研究*

孤岛工作面掘进期间,采用在原有采空区内掘进进风巷、回风巷、切眼的方案以降低工作面冲击地压风险等级。为了降低此布置方案产生的采空区漏风对工作面的影响,设计了6种均压通风方案,使用Ventsim三维通风仿真软件对工作面实施6种方案后通风系统和风压分布状态进行模拟。通过对模拟结果比较,确定以局部通风机吸风量400 m3/min（方案3）为最优设计方案,并根据方案3对该工作面实施均压通风。对该工作面通风系统实测结果分析表明,局部通风机出口风量为346.8 m3/min,进、回风巷及工作面的通风阻力分别为22.8,29和15.2 Pa,验证了该方案的有效性及可靠性,通风系统风量能保证工作面正常开采,且漏风量较小。最后,对工作面采煤过程中以及推进到停采线时均压通风系统进行了稳定性分析,并提出了管理措施。     

独头巷道压出式通风风量计算

独头巷道通风方式通常分为压入式、抽出式和混合式。对于抽出式通风,当采用刚性风筒通风时,风机可布置于坑口,经风筒将工作面污风抽出巷外;而采用柔性风筒通风时,由于柔性风筒不能承受负压,因此只能将风机布置于巷内离工作面一定距离处,将工作面污风经风筒压出巷外,这种布置方式本文称为压出式通风。 目前压出式通风还没有相应的风量计算方法,实际设计中是直接套用抽出式风量公式来计算的,往往引起较大的误差。实际上,压出式通风和抽出式通风的过程虽然有相同之处,但还是存在较大的差别。从工作面排污过程来看,两者都是依靠吸口的抽吸作用排出工作面的污风,这是它们的相同之     

无煤柱前进式U型通风工作面“一通三防”技术可靠性分析

为保障无煤柱前进式U型通风工作面的安全开采,从一通三防技术角度分析工作面通风系统危险性。首先,对无煤柱前进式开采的2GN00工法特点进行介绍;其次,结合陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司柠条塔煤矿拟采工作面N1217的实际工程背景,对工作面的通风特性、瓦斯灾害特性、火灾特性、粉尘灾害等特性进行分析;最后,针对通风、瓦斯治理、火灾防治、粉尘防治提出指导措施。结果表明：无煤柱前进式开采U型通风工作面瓦斯危险性较低,应做好监控;采空区漏风面多、漏风量大,通风系统优化、防治采空区自燃是一通三防的工作重点;粉尘灾害与传统开采方式并无太大差别,危险性并未增大。     

柔性风筒的双罗圈套接法

矿井局部通风中使用的柔性风筒的连接方法,对通风效果影响很大。目前常用的连较方法有套接法、双反边法、罗圈双反边法等。套接法系生产厂家出厂时的连接方法,操作简单,但漏风较大。在冶金矿山,百米漏风率一般高达10～20％,有效通风距离仅二、三百米,往往满足不了工作面需要的风量。双反边法和罗圈双反边法是将套接法的     

Y型通风下采空区瓦斯运移规律及治理研究

为了更好的研究Y型通风系统下的采空区的瓦斯流动和涌出规律,针对综放面Y型通风系统特点,建立了Y型通风采空区流场模拟的计算流体力学模型。通过数值模拟,系统研究了Y型通风采空区流场和瓦斯运移规律,对比分析了Y型通风和U型通风条件下的采空区流场及瓦斯运移特征,并将其应用于15120高瓦斯综采工作面的Y型通风系统中,根据现场的实际情况建立对应的CFD模型,得出Y型通风系统下采空区瓦斯流动及分布规律,数值模拟结果与现场大量观测数据相吻合,为瓦斯治理和通风系统优化提供理论依据。研究表明,采用Y型通风系统可消除采空区向上隅角的集中漏风,从而有效解决了U型通风上隅角瓦斯积聚和回风巷中的瓦斯。     

浅埋深薄基岩下综采工作面回风隅角低氧治理

为解决神东矿区浅埋深薄基岩下综采工作面回风隅角低氧的难题,以神东煤炭集团锦界煤矿低氧治理为背景,结合现场观测数据,从综采工作面通风方式、工作面漏风通道、大气压变化等方面详细分析综采工作面回风隅角低氧形成机制,得出综采工作面回风隅角低氧的原因,分别为岩层中存在的N₂、CO₂气体的涌入、采空区有漏风通道、工作面局部风流处于涡流状态难以进入到主风流、大气压降低等,同时针对上述原因提出降低采空区漏风及加强采空区浮煤管理,设置导风帘、加强工作面风量管理,设置支架后挡风装置、上下隅角充填堵漏,将U型通风方式调整为偏Y型通风方式或U+L型通风方式等治理回风隅角低氧的措施,并分析适用条件及优缺点,结果表明：通过调整通风方式、设置通风设施、施工密闭、留设煤柱、上下堵漏等优化通风系统的措施可以有效地解决工作面回风隅角低氧的问题,保证安全回采工作的顺利进行。     

U型和Y型通风采空区瓦斯分布数值模拟

运用Y型通风方式可解决传统U型通风难以解决的上隅角和回风巷瓦斯浓度超限问题.为了对比分析U型和Y型通风采空区瓦斯运移及分布规律,建立了U型通风和Y型通风采空区物理模型,运用Fluent软件对U型通风和Y型通风方式采空区漏风流场、漏风量(沿采空区边界风速分布)和瓦斯体积分数分布进行数值模拟.结果表明,Y型通风回采工作面采空区漏风流场与U型通风分布有较大差别.Y型通风时工作面端头0～30 m时漏风约占工作面漏风量的50％,且总漏风量较U型通风时多,可避免采空区高浓度瓦斯积聚.采用两进一回Y型通风可从根本上解决上隅角瓦斯积聚和回风巷瓦斯超限问题.     

斜井分隔通风方案风机串并联通风效果比较

在隧道施工分隔通风方案设计中,中间隔板末端与工作面距离、风机与工作面距离、风机串联或并联通风是主要考虑因素。采用数值模拟方法,以关角隧道为例,分析了斜井设置中间隔板情况下风机串、并联对应的速度场,比较了串联或并联的通风效果,提出了中间隔板及风机出口与工作面距离建议值。结果表明:斜井长度大于300m时,风机串联通风效果比并联好;斜井长度较小时,并联通风效果比串联好。     

煤矿瓦斯爆炸事故特征与耦合规律研究

分析瓦斯爆炸事故的瓦斯积聚原因、引爆火源和引爆地点等事故特征及其分类,统计并分析1988—2008年发生的563次瓦斯爆炸事故的基本特征和耦合规律,结果表明:通风混乱等通风系统问题导致瓦斯缓慢积聚的瓦斯爆炸事故占90.6%;电火花和放炮火焰引爆瓦斯占事故的78.6%;发生在采掘工作面的瓦斯爆炸事故占69.4%;通风系统问题导致瓦斯积聚的瓦斯爆炸事故主要发生在采掘工作面和巷道,占81.3%;通风系统问题导致瓦斯积聚的事故其引爆火源主要是电火花,占72.8%;电火花和放炮火焰引爆瓦斯主要发生在采掘工作面和巷道,占73.2%。有效预防和控制煤矿瓦斯爆炸事故需切实加强通风管理、电气管理和严格放炮操作与程序。     

DFJ-180型机械式定时器在我矿通风节能中的应用

我矿井下通风的耗电量约占采掘用电量的30％,而局部通风的耗电量占通风用电量的四分之三左右。在一般情况下,井下放炮后排除炮烟的时间为1.0～1.5小时,但由于不能在规定的时间内关掉工作面的局扇,局扇往往一直运转到下一班作业人员上班才关     

矿井通风系统稳定性定量判定方法研究

稳定的矿井通风系统是实现矿井安全高效生产的前提,但是随着采掘工作面的推进,通风网络结构的变化,巷道的冒顶变形等,通风系统的稳定性也随之变化.基于矿井通风系统稳定性的重要性、非线性和时变性,运用Lyapounov(李雅普诺夫)稳定性理论和灵敏度,提出了定量分析判定矿井通风系统稳定性的方法.方法以Lyapounov稳定性分...     

工作面通风方式对采空区风流流场和瓦斯运移的影响

工作面采用的通风方式对采空区流场和瓦斯运移有很大的影响.对工作面采用上、下行通风方式的采空区风流流场和瓦斯分布进行了数值模拟.结果表明:在煤层倾角不同时,工作面采用不同的通风方式下,采空区的漏风量、风流流场和瓦斯运移情况有很大差别.上行通风时漏风量随煤层倾角增大而增高.当下行通风工作面通风压力小于采空区自然风压时会发生采空区气体倒流现象,漏风量随煤层倾角增大而增高.上行通风采空区漏风量比下行通风大;下行通风工作面采空区瓦斯总量大于上行通风.随着煤层倾角增加,上行通风和下 行通风采空区瓦斯总最都减小.     

潘北煤矿通风系统阻力测定及现状评价分析

以潘北煤矿2014年通风系统改造为例，对其通风网络系统运行现状进行了测定和解算分析，分析结果表明矿井部分工作面存在通风风量分配不合理现象；部分巷道通风阻力较高，如1121(3)上顺槽阻力损失高达561 Pa,占系统总阻力30.8%。通过对矿井通风网络分析解算，提出科学合理的通风系统优化改造方案，为矿井通风系统能够安全、高效运行提供基础依据参考。     

弹性风筒及其在矿井通风工作中的应用

为了改善矿山井下的作业条件,必须搞好通风工作,特别是要搞好工作面的局部通风。目前广泛使用的涂胶或涂塑玻璃纤维风筒,由于贮存、搬运、安装、拆卸和修复比较困难,占据工作面的空间大,应用范围受到限制。据报道,国外在竖井、独头平巷和斜井掘进以及无底柱崩落法采矿的进路掘进和回采作业中,已广泛使用了一种弹性风     

金属矿山掘进巷道新型通风除尘系统研究与应用

为了减少掘进巷道的粉尘危害,以某金属矿掘进工作面为研究对象,经过现场调研和理论分析,研究开发了1种适合掘进巷道的新型通风除尘系统。介绍了新型通风除尘系统的结构和工作原理,并将该通风除尘系统应用于掘进巷道的粉尘治理,对该系统在掘进巷道的应用效果进行现场测定。研究结果表明:该通风除尘系统将压风筒布置在巷道中心位置的顶部,抽风筒布置在巷道两侧的呼吸带高度,使得掘进工作面的风流位置控制在1.5 m之下,保障了作业人员的职业健康。系统的湿式除尘风机对掘进巷道粉尘除尘效率达到了91%以上,彻底解决了掘进巷道粉尘污染问题。同时该系统能够实现按需通风除尘,净化后的风流可以循环利用,节能效果显著,在金属矿山掘进巷道生产系统具有较好的应用前景。     

谈谈矿井循环风流

人们一般认为循环风流会使井巷的入风流减少,并且循环风流往往都是污风流,若不加以控制,会污染矿井环境,可能成为瓦斯或粉尘浓度超限的根源。然而,根据有关资料,也有的认为在一定条件下,只要控制恰当,循环风流可用来解决井下某些通风问题。本文以独头巷道通风为例,对循环风流作粗略讨论。循环风流的危害性问题在图1中,设Q_2>Q_1,于是有Q_1-Q_1=ΔQ的循环污风流,与Q_1新风流一道参与工作面的通风。设该工作面的产尘量为C毫克/秒,此粉尘在任一时刻都均匀分布在     

综掘面尘源位置对负压抽风口位置的影响

为探究综掘机配套抽风口位置对巷道除尘效果的影响,利用FLUENT软件建立综掘巷道相似几何模型,开展粉尘从不同尘源位置释放时,压入式通风系统和综掘机配套抽尘系统的流场及粉尘场模拟研究.结果表明:综掘工作面压入式通风系统的粉尘扩散范围在距工作面1～2m处;综掘机配套抽尘口位置在距工作面1 m时的风流特征最利于除尘且此时各个...     

地下石油储备库施工期巷道式网络通风方案选择

大型地下洞库群施工期主要采用压入式通风或增设通风竖井来解决通风问题,但受施工通道尺寸限制无法增大风管供风,结果会导致通风恶化;竖井往往依靠经验或场地情况在洞库埋深较浅的位置设置,容易出现风网混乱、通风短路等问题。依托锦州地下石油储备工程,提出了适用于不同洞内外温差的竖井进风及排风方案,解决了施工中需要的通风量大、工作面多、污染量大等诸多问题。并基于CFD数值仿真,分析了洞库内CO及风速分布规律。结果表明,竖井进风及排风方案通风10 min后,洞库施工作业区域的CO质量浓度已基本降至安全质量浓度(30 mg/m~3)以下,能够满足安全快速施工的要求。由于竖井排风方案污风运移路径短,且在竖井自然排风及机械通风共同作用下,污风能够快速排出洞外,通风20 min后整个洞库的CO质量浓度基本降至安全质量浓度。若通风线路不超过2 km,则可采用在竖井底部/顶部布置轴流风机、引入新鲜风、洞内不布置射流风机或在风流转向处辅以射流风机的方式。合理有效地将新鲜风流引入主洞室是实施该竖井进风方案的关键所在,竖井底部的轴流风机布置位在距离竖井5 m的洞库中轴线上,其引流效率最高。温差越大,竖井自然通风效果相对越好,冬季利用竖井排风的通风效果要好于夏季利用竖井进风的通风方式。     

合理排氡通风方式的选择

在第一次“矿山辐射环境学术讨论会”(1981年、北京)上,曾对排氡通风的合理通风方式进行过一次比较广泛的讨论。许多发言是以矿山取得的防护效果(工作面氡浓度合格率、平均氡浓度等)来评价通风方式的。由于采用压入式、抽出式或压抽混合式通风的矿山都有取得良好通风防护效果的实例,因而难以肯定哪一种通风方式是排氡通风的合     

井下自动风门组件设计时应注意事项

1 概述 风门是井下通风系统中的重要构筑物。在需要阻断风流的安全通道或是行人通车的运输巷道均需使用风门。风门按照开启方式的不同,可以分为普通风门和自动风门两类。 普通风门安装于偏僻的巷道或行人、车辆较少通过的巷道中。 自动风门的应用比较广泛。在巷道中,当人或车辆到来时,风门自动打开;当人或车辆离去后,风门自动关闭。车辆在运行的过程中不必暂停或减速行驶,从而提高了工作效率。如采用电子技术,可以实现井巷在炮烟到来之时或粉尘浓度超过一定值时启闭风门。对于定时放炮的矿井,使用电子定时器可使风门在预定时间内启闭,使爆破前后的风流按不同的线路流动,加速工作面附近烟尘的排走。利用电子编码技术,可实现多道风门的集中控制。更高级的甚至可对整个井下实施闭路监控、计算机处理,真正实现通风系统的全自动控制。可见,自动风门具有很强的实用性。