朱家河煤矿通风系统优化与改造_张兴文

西安科技大学硕士学位论文朱家河煤矿通风系统优化与改造专业名称：矿业工程　　　　作者姓名：张兴文　　　　　指导老师：黄庆享；张俭让　论文题目：朱家河煤矿通风系统优化与改造专业：矿业工程硕士生：张兴文（签名）指导老师：黄庆享（签名）张俭让（签名）摘要矿井通风系统是矿井生产系统的重要组成部分，为确保矿井的安全生产，提高矿井经济效益，通风系统必须保持昀佳运行状态。朱家河煤矿是蒲白矿业公司的主力矿井，设计生产能力90万t/a，2006年矿井生产能力提升至120万t/a，公司规划在“十二五”期间，使朱家河矿井产能由现在的120万t/a提高至210万t/a，2010年蒲白矿业公司投资1500万元对矿井运输、提升系统进行了改造，2011年投资3000万元购置了一套综采设备，提高了矿井开采能力，目前制约矿井产能升级的关键是矿井的通风系统，开展矿井通风系统优化与改造具有重要的工程实践意义。本文以朱家河煤矿矿井通风系统为研究对象，经过现场调研、通风阻力测定分析，发现了矿井通风网络存在的主要问题是总进风量小、后期通风阻力大、设备能力不足。从技术可行性、经济合理性、安全可靠性、管理难易性4个方面建立了优化指标体系，采用专家调查与结合实际评分的方法，确定了指标及其权值。基于矿井通风系统的现状和后期生产需求分析，拟定了4个通风系统改造方案，运用通风系统优化指标对方案进行了定性和定量的分析，确定了昀优方案为“利用现有通风系统，更换主要通风机，扩巷降阻”，实现了“因地制宜，节能增风”，在不影响生产的基础上解决了矿井风量不足的问题。昀后，根据优化方案对原风井场地进行了准确测量，确定了风硐方位和风井场地优化布置。工程实践表明，采用改造方案后，矿井总进风量由5280m³/min增加到8420m³/min，矿井通风能力提高了59.46%，避免了井下串联通风和微风作业，保证了矿井通风安全，为该矿产能升级提供了重要保障。2011年矿井产能由120万t提高到210万t，企业年增收1.8亿元，取得了良好的经济效益。关键词：煤矿通风系统优化改造研究类型：应用研究Subject：ZhuJiaHeCoalMineVentilationSystemOptimizationandTransformationSpecialty：MineralEngineeringName：Zhangxing-weng(Signature)Instructor：HuangQing-xiang(Signature)Zhangjian-rang(Signature)ABSTRACTMineventilationsystemisanimportantpartofthemineproductionsystem.Theventilationsystemmustmaintainthebestoperatingstatustoensurethesafetyofthemineproductionandtoimproveeconomicprofits.ZhuJiaHecoalmine,withdesignedproductioncapacityof900000t/a,isamainmineofPuBaiminingcompany.In2006,themineproductioncapacityraisedupto1.2milliont/a.ThecompanyhasplannedtorisetheproductioncapacityofZhuJiaHeminefromthecurrent1.2milliont/ato2.1milliont/aintheTwelfthFive-yearPlan.In2010,PuBaiminingcompanyinvested15millionRMBtoreformtheminetransportation,andtoimprovethesystem.Andin2011,theinvestmentof30millionRMBwasmadetopurchaseasetofcompoundminingequipment,inordertoimprovetheabilityofminemining.Thecurrentrestrictiontoupgradethemineproductioncapacityisthemine'sventilationsystem.Soitisofgreatsignificancetooptimizeandreformthemineventilationsystemonengineeringpractice.ThispaperisfocusedonZhuJiaHecoalmineventilationsystem.Afterfieldinvestigationandventilationresistanceanalysis,theexistingproblemsofthemineventilationnetworkarefoundtobethesmallairblowingvolume,theairresistanceandtheinsufficientequipmentability.Optimizationindexsystemisestablishedfromfouraspectsonthetechnicalfeasibility,economicalrationality,reliabilityandmanagement.Byusingtheexperts’investigationandtheactualratingmethod,theindexandweightvaluesaredetermined.Basedonthecurrentsituationofmineventilationsystemandtheanalysisoflaterproductionanddemand,Idrawnupafourventilationsystemreformingplanusingtheventilationsystemoptimizationschemetoanalysisthequantitativeandqualitativeinindex.Theoptimalschemeforusingtheexistingventilationsystem,changingthemainfan,enlarginglaneresistancereductionwasdeterminedtoachievetheadjustingmeasurestolocalconditions,increasingthewindenergysaving.Ithassolvedtheproblemofshortageofthemineairvolumewithoutanyimpactonthebasisoftheproduction.Finally,accordingtotheoptimizationscheme,theexactmeasurementsonthedrillofwinddeterminethesafetyofthewinddirectionandoptimizinglayoutofthewellsite.Theengineeringpracticeshowsthatafterthereformingplan,thetotalairwhichcanblowintotheminehasincreasedfrom5280m³/minto8420m³/min.Mineventilationabilityhasincreasedby59.46%,whichcanavoidthemineventilationandbreezeseriesworking,ensurethesafetyofmineventilation,andprovideasafeguardfortheupgradingofthemineproduction.Since2011,minecapacityhasrisenupfrom1.2milliontto2.1milliont.Thetotalincomeofthecompanyhasreachedupto180millionRMB,whichhelpsalottoachievegoodeconomicprofits.Keywords：CoalmineVentilationsystemOptimizationModificationThesis：ApplyingResearch目录目录1绪论...................................................................11.1选题的背景及研究的意义............................................11.2国内外研究现状及发展趋势..........................................21.2.1矿井通风系统优化研究........................................21.2.2生产矿井通风设计及计算机辅助决策............................81.3本课题的研究内容及技术路线.......................................131.3.1研究内容...................................................131.3.2研究方法和技术路线.........................................131.4本章小结.........................................................142朱家河煤矿通风系统现状分析............................................152.1矿井概况.........................................................152.1.1基本情况...................................................152.1.2井田范围及资源条件.........................................162.2矿井生产现状.....................................................192.2.1开拓方式及巷道布置.........................................192.2.2采掘工作面装备及生产能力...................................192.3矿井通风现状分析及目前存在问题...................................202.3.1矿井通风现状...............................................202.3.2矿井不安全因素分析.........................................222.3.3矿井通风阻力测定及分析.....................................222.3.4矿井通风系统综合分析与评价.................................302.3.5通风系统亟待解决及目前存在问题.............................312.4本章小结.........................................................313矿井通风系统优化方法与指标............................................