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矿井三维可视化通风模拟系统-山西华润大宁能源

发布时间:2015-04-24来源:本站原创作者:众信通点击:

通风系统建模时间:2015年4月24日

导读:山西华润大宁能源有限公司经营的大宁煤矿位于晋城市阳城县町店镇大宁村,是一座年生产能力400万吨的现代化高产高效矿井,配套建设有现代化的选煤厂以及铁路专用线。通过ventsim的仿真模拟后,可以通过结果发现--三采区分析投运后,与中央回风井形成严重拉锯现象,导致矿井负压偏高,对一采区影响较小。ventsim软件在实际应用中起到了指导作用,同时对矿井中长期的通风有了较为准确的预测。

一、通风现状

1、矿井基本情况介绍

a.大宁煤矿井田共有八个井筒,其中行人斜井、主斜井、提升斜井、进风立井、三采区进风井、三采区回风井六个井筒进风,中央回风立井、一采区回风立井两个井筒回风;

b.通风方法为抽出式:

    中央回风井主通风机型号:BDK-10-No40

    一采区回风井主通风机型号:BDK-8-No31

    井下巷道采用多巷平行布置

c.现阶段有303综采工作面,108备采工作面;

    综掘二队工作面,连采二队工作面,综掘一队工作面,开拓队 工作面连采一队工作面。

2、矿井通风系统简单分析

从进回风井井筒数量来看,进风井6个,各风井进风风量适宜;回风井2个,单从此方面来看,进风能力大于回风能力;

下工作面布置为条进风,两条回风,单程的风流路线,和较大且规整的巷道断面使得矿井负压没有偏高;

从位置关系来看,中央风井距白沟风井较远,几乎没有公用的集中进回风大巷,两风机没有形成严重的拉锯关系。

二.、三维可视化矿井通风模拟系统修正

1、测量方法及部分巷道真实数据

由于井下巷道布置为多巷平行布置,两测点间距离较短,我们采用压差计法,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,然后在两测点同时测量压力。

针对井筒,我们进行了多次测量,求取平均值。

下为部分巷道测量真实数据,如有误差,敬请见谅。

2、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等资料中测点标高等数据,详细核实了模型标高。现模型巷道已达到3542 

b.模型赋值,把实测数据输入模型; 

c.落实调节设施,模型相应位置加设调节设施;

d.描绘风机特性曲线,并录入风机库,创建风筒,添加风机

e.模型准确性

中央风井主通风机运行现状:


    模型工况:                实际工况:

        Q=25678m³/min            Q=25921m³/min

        H=2009.5Pa               H=1970Pa

        P=2149kw 

采区风井主通风机运行现状:

    模型工况:            实际工况:

        Q=15812m³/min        Q=15850m³/min

        H=1929.5Pa           H=1800Pa

        P=1082.5kw

3、小结

经过以上对比可以看出,矿井主要进回风井与实际风量偏差不大,主通风机风量及负压等整体误差率<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。更多详细情况可参考模型大宁2015.4.21.vsm

三、 矿井通风系统存在问题浅谈

1、自然风压的影响

三采区进风井、回风井的标高高出中央回风井336米,高出采区回风井286米,这一部分自然风压对于矿井通风形成了一部分阻力。自然风压一般情况下随四季温度变化,在季节变化时应加强测风管理,及时发现风量的变化,防止瓦斯积聚。

2、调节设施

布置在煤巷中的调节设施,需要充分考虑由于风窗两侧压差引起的煤体裂隙漏风而发生自燃的危险性。以下为调节阻力较大的几个地点:

三采区回风井井底

2701、2702回风巷

南13检修硐室回风

3、井筒风速

中央风井风速为10.9m/s,采区回风井风速为14.7m/s,直径仅5m,因此采区回风井负担较重。

利用模型中的经济模拟,可以单独对采区回风井进行分析:

由上图可以看出,当前5米的井筒直径偏小。

4、风机房水柱计

以中央风井为例,采区风井类似

水柱计显示如上图:

a.抽出式通风的矿井:

    h(负)= h(负)+h速 

    即┃全压┃<负压┃ ,图中全压与负压相反;

b.而抽出式通风的矿井没有正压,所以图中的正压应为速压;

c.图中水柱计显示速压达1000Pa,由于风硐中风速较高,工作人员没有实际测量,据监测系统考究,风速达31m/s,速压损失较大。建议矿方进行大型检修的时候可以落实风硐实际情况,以减少速压损失。

四、三采区主通风机投运预测

1、在当前矿井通风系统下,我们对三采区主通风机投运做了简单模拟。

三采区回风井

        风量:15677m³/min

        负压:3142Pa

        功率:953KW

中央回风井

        风量:24020m³/min

        负压:2892Pa

        功率:1982KW

一采区回风井

风量:15452m³/min

负压:2082Pa

功率:1016KW

2、小结

由以上模拟结果不难看出,三采区风机投运后,与中央回风井形成严重的拉锯现象,导致矿井负压偏高,对一采区影响较小。因此,要在保证工作面需风量的前提下,尽可能较少公用回风巷道的风量和风压,使各风机回风系统接近分区式通风系统,减少采区风机间的相互影响,减少能耗,提高系统稳定性及安全可靠性。具体优化方案有待进一步研究。