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矿井三维可视化通风模拟系统-兰花集团莒山煤矿

发布时间:2015-06-09来源:本站原创作者:众信通点击:

通风系统建模时间:2015年6月2日

导读:山西兰花集团莒山煤矿有限公司位于晋城市北郊25公里处,其开采的3#煤层有“兰花炭”之称。通过兼容DXF数据,可使用三维可视化系统快速地在现有设计数据的基础上进行三维通风系统建模,发现存在漏风问题。同时,ventsim的仿真提出了较为合理的补救方案,为其通风安全给予了帮助。

一、通风现状

1、矿井基本情况介绍

a.莒山煤矿井田共计4个井筒:主斜井、副斜井和矸石斜井3个井筒进风;中央回风立井回风; 

b.主通风机型号为BDK54-6-No19,配套电机功率110x2kw,矿井总进风量为3806m3/min,总回风量为3923m3/min。

2、矿井通风系统简单分析

从进回风井筒数量分析,进风井3个,各进风井风量适宜;回风井1个,单从此方面来看,进风能力大于回风能力;

从位置关系来看,工作面距进风井较远,进风风流路线较长,矿井通风系统处于通风困难时期,负压偏高。

二、三维可视化矿井通风模型修正

采用气压计法——在井口同时设定两台仪器的基准压力,并记录两台仪器的误差,对井下巷道进行测量,并对巷道进行赋值。

所有数据均来源于实测,存在误差,敬请谅解。

1、以下为部分巷道测量真实数据

2、主通风机,固定风量,巷道固定长度

在三维可视化通风模型中存在固定风量、固定长度风路,严重影响了通风模型解算,使模型脱离实际。

回风立井固定风量

副斜井固定长度

主斜井固定长度

3、更新模型

a.基于最新的通风系统图将模型更新到了最新状态,并通过巷道等高线图资料中的测点标高数据,详细核实了模型标高; 

b.更新模型中的巷道断面,使其与实际相符; 

c.模型赋值,把实测数据输入模型。

4、描绘风机特性曲线,并录入风机库,添加风机

5、模型准确性

经过对比表可以看出,在矿井的主要进回风大巷以及各主要用风地点的风量偏差不大,主通风机风量及负压等整体的误差率<5%,与实际情况基本吻合,可以满足生产需要,能够准确的进行模拟和预测。

中央风井主通风机运行现状

        模型工况:                实际工况:

            Q=4224m³/min             Q=4173m³/min

            H=1740Pa                 H=1750Pa

            P=166kw

三、矿井通风系统存在问题浅析

1、巷道风速

《煤矿安全规程》 第一百零一条:主要进、回风巷最高允许风速为8m/s;由图可知总回风巷的风速达到11.4m/s,超过了煤矿安全规程最高允许值。

2、外部漏风

通过实测回风立井风量为3923m3/s,主通风机风量为4225m3/s,矿井外部漏风率超过了7.69%。

3、内部漏风

经过实际测量发现原三采区运输巷前测点风量为986m3/s,后测点风量为472m3/s,漏风量514m3/s,占总进风量的13.5%。

4、小结

a.矿井的进、回风巷的煤柱或岩柱保持足够的尺寸才不致被压裂而漏风;

b.提高通风构筑物的质量,加强通风构筑物的严密性是防止矿井漏风的基本措施

c.采空区注浆、洒浆、洒水等,可提高其压实程度,减少漏风。

四、矿井通风系统优化构想

1、F509采煤工作面增风模拟

由于原三采区运输巷有漏风风流,我们可以减少通过原三采区运输巷的风量,以降低矿井漏风率,同时还能增加F509采煤工作面的风量。

a.具体调节方案

在下图绿色圈标记处增设风门,红色圈标记处拆除风门

b.变化后风机工况比较

变化前

变化后

        风量减少:11m3/min

        负压增加:18Pa

        效率增加:0.3%

        功率增加:0.8KW

c.、变化前后井筒及F509采煤工作面比较

2、降低总回风巷风速

扩刷前

扩刷后

由于矿井总回风巷担负着全矿井的回风任务,风量较大,风速超限,建议扩刷巷道,当巷道断面扩刷至3.5m * 3.5m时,风速降至5.9m/s。

巷道扩刷前后主通风机变化对比

扩刷前

扩刷后

        风量增加:120m3/min

        负压降低:219Pa

        效率增加:4.5%

        功率增加:8.4KW

3、小结

a.由以上可以看出,调整方案对主通风机的影响比较小;

b.主斜井、副斜井、矸石斜井和回风立井的风量变化很小;

c.F509备采工作面的风量明显增加,同时还解决了矿井漏风问题;

d.总回风巷扩刷断面后,风量增加不明显,但风速和负压明显下降。