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大型复杂矿井通风系统优化研究

彭斌  
【摘要】:矿井通风是矿山企业生产中的一个非常重要的工作,井下通风的好坏直接关系到整个矿山的安全生产和经济效益。随着矿山的不断扩产扩能和开采向深处延伸,矿井通风网络不断的复杂化,随之而来的是矿井通风越来越困难,通风问题不断出现,对井下工人健康和矿山生产产生影响。 本论文在查阅和学习大量有关通风系统优化和改造的文献资料的基础上,以广西某大型锡矿矿井通风系统为研究对象,采用现场调查测定与评价的方法,分析了该矿因作业中段和分层多、作业点多而分散、多民窿、垮落区和废旧巷道多等原因,导致了矿井内风流紊乱、漏风量大、风量不足、有效风量低、盘区风量分配不均等,严重影响了井下的安全生产。为此,论文针对矿井存在的实际问题,应用风流流动理论、矿井通风三维仿真系统软件等,开展了如下主要研究工作:分析和总结大型复杂矿井通风系统的共性,如矿井通风网络测定和调查内容、矿井通风共性问题、通风网络的调节技术;利用平差优化法对矿井通风网络进行调查和测定,掌握井下通风现状,并对风量、需风点风流风质、风机性能参数和自然风机等进行分析,对井下中段作业面需风量进行计算分析,确定矿井总进风和中段风量分配;建立了矿井通风网络数字化、数据库和网络解算模型;拟定多个矿井通风系统优化方案,对几个方案进行网络解算、技术经济可行性分析,利用突变理论优选方案;对最终确定方案的关键性措施进行技术可行性分析,如矿用空气幕的选择和安设、风窗位置的选择和效果分析。 根据最终确定方案施工,最后经过现场验证,该矿通风效果得到明显改善。研究结果表明,应用矿井通风三维仿真系统软件和突变理论,可以为矿山优化出合理的通风系统方案;应用矿用空气幕技术能够有效实现风流合理调节,使各中段风量满足设计要求;调节风窗的应用能有效控制中段回风量。 本文创新性的应用矿井通风三维仿真系统软件和突变理论解决通风系统方案优化问题,以及应用矿用空气幕解决了中段风流分配不合理的问题。


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