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矿井通风系统的优化设计与应用鉴定材料临沂矿业集团邱集煤矿二〇一〇年四月-1-目录1、鉴定大纲2、计划任务书3、工作报告4、技术研究报告5、社会经济效益分析报告6、用户使用报告-2-矿井通风系统的优化设计与应用鉴定大纲临沂矿业集团邱集煤矿二〇一〇年四月-3-矿井通风系统的优化设计与应用鉴定大纲一、鉴定条件《矿井通风系统的优化设计与应用》项目是临沂矿业集团公司2010年度科技计划，由山东省邱集煤矿研究实施，经过应用测试，各项性能指标均达到设计要求。目前，技术文件已经齐全，应用后效果明显才，具备了鉴定条件。特申请鉴定。二、项目名称矿井通风系统的优化设计与应用三、项目来源及编号临沂矿业集团公司2010年度科技计划四、鉴定目的通过专家评议做出结论，以便进行推广应用。五、鉴定形式会议鉴定六、鉴定内容1、审查技术文件是否齐全、完整、正确、统一。2、评价系统是否科学、合理、先进。3、审查改造后的系统是否满足安全生产需要。七、鉴定资料文件1、计划任务书；2、工作报告；3、技术研究报告；4、经济效益分析报告；5、用户使用报告。-4-八、鉴定程序1、成立鉴定委员会；2、讨论并通过鉴定大纲；3、项目完成单位向鉴定委员会汇报研究开发情况；4、专家质疑；5、专家评议，通过鉴定意见；6、专家、评委签字。鉴定委员会二〇一〇年四月-5-编号类别二○一○年科学技术项目计划任务书项目名称：矿井通风系统的优化设计与应用负责单位：临沂矿业集团邱集煤矿起止年限：2006年5月～2010年4月-6-国内外概况、水平和发展趋势及专利情况：矿井通风技术是治理煤矿瓦斯、煤尘及火灾的基础，合理高效的矿井通风系统是煤矿安全生产的基本保障。随着科学技术的发展，煤矿生产机械化程度的提高，矿井开采规模迅速扩大，通风线路随之增加，通风阻力增加，工作面配风困难，通风难度相应增加。合理的通风设计与系统优化，能有效保证矿井的高效、持续发展。矿井通风技术经历过较长的发展过程。约在1640年，人们开始把进风和回风路线分开，以利用自然通风压力进行矿井通风。为了加大通风压力，1650年在回风路线上设置火筐，1787年又在回风路线上设置火炉，给回风风流加热。1898年电力初型轴流式通风机投入使用。20世纪40年代以来，各种大功率主通风机相继投入使用。本世纪50年代以来，我国矿井通风理论与技术研究取得了飞速进步，如：(1)对井巷通风阻力进行了广泛的研究与测定；(2)建立了各类作业面紊流传质方程及污染物浓度分析计算方法，为风量计算方法提供了理论依据；(3)应用电子计算机计算和分析复杂通风网络，为矿井通风系统分析提供了为矿井通风系统分析提供了有效的方法；⑷深井热源、空气与围岩热交换和矿井热环境控制理论与技术有较大进展，初步形成矿内热力学理论体系；⑸开展了露天矿通风理论与技术的研究。我国矿井从50年代开始逐步建立机械通风系统。60年代，建立分区通风系统和棋盘式通风网络，70年代，出现梳式通风网络、爆堆通风，推广地温预热技术及云锡的排氡通风经验等。进入80年代，我国矿井通风技术以节约能耗为中心有了比较快的发展，取得的主要成就有：高效节能风机的研制与推广；多风机多级机站通风新技术的应用；矿井通风网路的节能技术改造；建立矿井通风计算机管理系统和井下风流调控技术与手段的完善等。-7-主要研究、实验内容、目标、技术关键及主要技术经济指标（目标要具体，包括阶段目标和最终目标）：一、项目主要研究内容：随着矿井开采技术的发展，煤矿生产机械化程度的提高，矿井开采规模迅速扩大，通风线路随之增加，通风阻力增加，工作面配风困难，通风难度相应增加。矿井现有通风已经不能满足需求，对矿井通风系统进行优化设计改造，从而降低矿井通风阻力，提高风机运行质量，增加风量，以满足矿井目前及后期生产需求。二、项目研究的目标：1、简化矿井通风网络；2、合理规划矿井通风设施，尽量使矿井风流进行自然分配，减少矿井通风设施数量，降低矿井通风阻力；3、合理配备矿井通风量，有效的稀释、排出井下生产过程中产生的瓦斯、煤尘及其他有毒有害气体；4、降低矿井通风阻力，为优化通风系统提供条件，使矿井通风达到经济合理的要求。三、项目研究技术关键主要表现在：通过对主通风机、地面风硐的改造及井下通风系统优化，提高主通风机工作效率，降低矿井阻力，增加矿井风量。四、主要经济技术指标：1、随着西五采区开采范围的扩大、加深，通风阻力随之加大，计划在西五建一风井，以满足西五采区的正常生产，预计投资1000余万元，经过优化改造，通风能力完全可以满足西五采区的开采延伸，节约投资1000余万元。2、主要通风机年耗电量由系统改造前的499.63万kW·h/a降至449.4万kW·h/a，年节省电费20万元。3、由于通风网络的优化，确保了矿井稳产、高产。-8-采用的研究、实验方法和技术路线（包括工艺流程）：首先对矿井通风系统阻力进行测定，找出高阻力区域，据此制定通风系统优化方案，并组织实施。其次，结合矿井中长期发展规划，矿井通风系统优化与开拓布局调整相结合，分析通风系统现状及将来的风量需求技术成果主要应用领域为井工煤炭开采，适用于正常生产矿井的通风系统优化，具有广泛的推广应用范围。在矿井通风困难时期复杂通风系统优化方面有所创新。1、课题研究方法理论研究与现场实际优化操作相结合的方法2、课题研究的技术路线明确课题研究理论基础――制定研究方案――工作面现场操作――依据理论基础对现场实际操作进行整理分析――总结出矿井开采延伸对矿井通风系统影响及解决办法――写出研究报告-9-现有技术基础及条件（包括本课题做了哪些工作和现有仪器设备条件等）：本研究课题是在矿领导亲自指导下立项的，并担任课题组负责人，负责组织协调整个研究工作。他们深刻认识到矿井通风是矿井各生产环节中最基本的一环，它在矿井生产期间占有非常重要的地位。要想提高矿井效益，实现高产高效，必须走科技创新优先发展科技的道路。对于邱集煤矿来说，井下地质条件复杂，矿井通风路线长、阻力大，通风设施老化，在这种艰苦的环境下，简化矿井通风网络，合理规划矿井通风设施，合理配备矿井通风量，降低矿井通风阻力，为优化通风系统提供条件，使矿井通风达到经济合理的要求。为以后的类似开采条件提供有价值的借鉴依据。在矿领导的大力支持下，邱集煤矿组织了一批有丰富实践经验的工程技术人员组成矿课题研究组，参与课题的现场调研、数据整理、理论研究及工程实施工作。-10-地点：试验规模和进度安排：本项目主要研究地点在山东省邱集煤矿进行。项目研究进度安排如下：2006.05~2007.2对地面通风系统改造调查研究阶段；2007.11~2008.2对地面风硐、主风机进行改造阶段；2009.5~2009.10对井下通风系统优化改造调查研究阶段；2009.12~2010.1对井下通风系统优化改造阶段；2010.1~2010.2为通风系统优化改造数据整理汇总阶段；2010.3~2010.4为研究报告撰写阶段。-11-承担单位和主要协作单位及分工（包括研究、研制、试验各阶段的各单位得分工和承担的责任）：本项目由山东省邱集煤矿与山东省泰安大成防爆电机有限公司承担。邱集煤矿负责项目的立项、改造方案制定及井下系统的改造实施工作。山东省泰安大成防爆电机有限公司负责主通风机扩散器的改造实施工作。-12-经费概算（包括总概算和分年度预算的项目和费用及偿还经费和年度）:本项目使用经费共计72.70万元整。具体支出及依据如下表序号科目金额（万元）计算依据1调研费0.50收集资料、调研出差2通风系统设计改造26.10优化设计改造支出3风道改造施工费6.10改造支出4购置设备40.00购置设备5678910合计72.70临沂矿业集团邱集煤矿财务科-13-需要增添的主要设备、仪器（名称、规格型号、数量）和材料：-14-课题负责人（单位、姓名、职务、职称、联系电话）：武善元临矿集团邱集煤矿高级工程师总工程师课题工作人员（单位、姓名、职称、职务、联系电话）：李存禄临矿集团邱集煤矿采矿工程师生产矿长杜建华临矿集团邱集煤矿技术员通风副科长韩长海临矿集团邱集煤矿助理工程师通防副区长徐庆国临矿集团邱集煤矿助理工程师生产科长孟凡全临矿集团邱集煤矿技术员通风科长闫之喜临矿集团邱集煤矿技术员通风科技术员基层单位、负责人审查意见（指所室、院系、厂矿基层负责人等）：负责人（签名、盖章）审查日期：年月日-15-上报任务书单位、负责人审查意见（有学术委员会者应附其审查意见）∶负责人（签名、盖章）审查意见：年月日主管部门审查意见：（公章）审查日期：年月日-16-矿井通风系统的优化设计与应用工作报告临沂矿业集团邱集煤矿二〇一〇年四月-17-矿井通风系统的优化设计与应用工作报告一、课题提出矿井通风系统是矿井生产系统的重要组成部分，担负着连续不断地向井下供给新鲜空气，排出有毒有害气体，保证矿井和作业人员生命安全的重要任务，所有矿井的通风系统都必须符合“系统简单、安全可靠、经济合理”，即通风系统简单，便于通风管理；通风经济合理，可以节约通风费用；而通风系统安全可靠状况直接决定着整个矿井的安全或危险程度，是煤矿安全工作的重中之重。近年来，我国煤矿技术高速发展，原煤产量大量提升，瓦斯重大事故屡有发生。在部分开采时间较长的煤矿中，通风系统不科学合理是造成瓦斯重大事故的直接原因。随着开采范围的扩大、开采深度的加深、原煤产量的提高和瓦斯涌出量的增加，矿井出现了通风线路长、通风阻力大、通风设施差、漏风严重，通风能力不足现象，尤其部分中、小煤矿，通风技术人员少，基础力量较低，改进意识薄弱，未对负责落后、急需优化的通风系统进行改造，极易造成通风事故。为了确保矿井通风系统合理、稳定可靠，杜绝矿井通风及瓦斯、煤尘爆炸事故，对矿井通风系统优化尤为重要。邱集煤矿采用立井开拓方式，设计生产能力45万t/年，2005年经过矿井技改后，核定生产能力为90万t/年。-395m水平运输大巷两翼上下山开采，长壁后退式采煤方法，全部冒落法顶板管理。现主采煤层为7层煤，平均厚度1.25米。矿井通风方式为中央并列式，副井为进风井，主井回风，地面安设两台FBCDZ-8-№24型对旋式主扇，每台功率为2×280KW，一台运转，一台备用。主提风机通风能力70～90m3/s，进行通风能力核定时主提风机最大通风量5100m3/min。对于邱集煤矿来说，井下地质条件复杂，矿井通风路线长、阻力大，通风设施老化，在这种艰苦的环境下，简化矿井通风网络，合理规划矿井通风设施，合理配备矿井通风量，降低矿井通风阻力，为优化通风系统提-18-供条件，使矿井通风达到经济合理的要求。为以后的类似开采条件提供有价值的借鉴依据，课题研究意义重大。二、课题研究方法及技术路线1、课题研究方法：理论研究与现场实际优化操作相结合的方法2、课题研究的技术路线：明确课题研究理论基础――制定研究方案――根据现场调控――依据理论基础对现场实际操作进行整理分析――总结出矿井开采延伸对矿井通风系统影响及解决办法――写出研究报告-19-矿井通风系统的优化设计与应用技术研究报告临沂矿业集团邱集煤矿二〇一〇年四月-20-矿井通风系统的优化设计与应用1前言1.1课题的提出及研究意义矿井通风是保障矿井安全的主要技术手段之一。在矿井生产过程中，必须向矿井连续地输送新鲜空气，供给人员呼吸，稀释和排出有害气体及矿尘，改善井下气候条件及救灾时控制风流的作业。这种利用机械或自然通风为动力，使地面空气进入井下，并在井巷中作定向和定量流动，最后将污浊空气排出矿井的全过程就称为矿井通风。因此，矿井通风的首要任务就是要保证矿井空气的质量符合要求。矿井通风技术是治理煤矿瓦斯、煤尘及火灾的基础，合理高效的矿井通风系统是煤矿安全生产的基本保障。随着科学技术的发展，煤矿生产机械化程度的提高，矿井开采规模迅速扩大，通风线路随之加长，通风阻力增加，工作面配风困难，通风难度相应增加。合理的矿井通风设计应该是一个安全可靠、技术先进和经济的矿井通风系统。矿井通风系统优化是对矿井现有通风情况进行分析，找出系统中存在的不足和改进的地方，并在已提出的众多矿井通风系统方案中，寻找能满足矿井各用风地