阻力測定與網絡解算對通風系統改造論證

摘要：通風阻力的測定可為礦井通風系統的優化、調整、設計及實施各項安全技術措施提供安全可靠的保障；計算機網絡解算技術

可快捷準確而直觀地解算復雜通風網絡。本文通過對冀中能源邯鄲礦業集團某煤礦通風阻力的測定與分析，運用計算機網絡解算技術，論證了改造方案的可行性與安全性，為今后的通風系統改造提供了科學依據。

關鍵詞：阻力測定 網絡解算 系統優化

1 礦井通風現狀

冀中能源邯鄲礦業集團某煤礦分兩個水平開采，礦井通風方式為分區對角抽出式。一、二水平的每個采區均有回風井，一、二水平由隔離風門隔離。一水平由四號立井、東斜井進風，五一回風井和淮河溝風井回風；二水平主要由馬項立井和強皮斜井進風，北風井回風。

五一風井配備主、備扇各一臺，型號均為BDK65-6

-NO.20軸流抽出式風機，配備電機額定功率均為2×220kW；淮河溝風井配備主、備扇各一臺，型號均為BDK65-6-NO.20軸流抽出式風機，配備電機額定功率均為2×200kW；北風井配備主、備扇各一臺，型號均為BDK65-6-NO.20軸流抽出式風機，配備電機額定功率均為2×220kW。

該礦為多風井通風系統，通風線路長、通風阻力大。當有新的采區布置和生產時，通風線路的進一步加長、礦井需風量的進一步增加，會導致礦井通風總阻力的增大，給礦井安全生產帶來極大的安全隱患。因此，進行通風系統的改造是十分有必要的。

2 改造方案的提出

通風系統改造方案：一是在合適位置新建回風井，縮短通風線路，降低礦井通風阻力；二是改變通風線路，降低通風阻力要求；三是對巷道進行擴修，加大通風斷面，降低礦井通風阻力。根據礦井實際生產情況，改變通風線路和擴修巷道均不可取。故選擇新建回風井方案。

2.1 南翼改造方案

礦井南翼將淮河溝回風井改為進風井，在一采區上山下部另建一新回風立井，二水平南翼采區分別從淮河溝風井至南翼一采下山和馬項副井至南翼大巷進風，到采區后通過南翼副巷至新建回風井回風。

2.2 北翼改造方案

礦井北翼將北風井改為進風井，在馬項副井東北約850m處另建一新回風井，三采區分別從馬項副井和強皮斜井進風后經北翼大巷到達三采后經回風石門由北風井回風。四采區從馬項副井進風，經東大巷到達四采皮帶下山，后經工作面到四采軌道下山，經回風石門由北風井回風。

3 對改造方案的論證

3.1 阻力測定與網絡解算

阻力測定是多風井復雜通風系統網絡解算的基礎，關系到解算結果的真實、可靠及有效性。

本次通風阻力測定采用精密氣壓計逐點測定法，測點按照要求，選擇風量大、有代表性的巷道，沿風流方向依次編號，并記錄相關數據。再依據礦井目前的通風系統，繪制出通風系統網絡圖，以便進行網絡解算。阻力測定數據及解算結果見表1。

表1 通風阻力測定數據及解算結果

根據解算結果，在三個風井的各自通風系統中選擇一條最大通風阻力線路，計算其通風阻力大小。

五一風井最大通風總阻力為3764.88Pa，實際值為3780Pa。

淮河溝風井最大通風總阻力為2480.65Pa，實際值2450Pa。

北風井最大通風總阻力為：3306.84Pa，實際值為3200Pa。

計算結果和實際值相近，可見，測試數據包括風阻、風量等可以作為進一步分析的依據。

3.2 論證改造方案

對于多風井復雜通風網絡系統，實際是多臺主扇聯合運轉的通風過程，利用專門設計編制的程序進行網絡解算得到的結果是符合實際的，誤差是最小的。

依據通風系統改造方案，繪制礦井改造后的通風系統網絡圖，參考阻力測定獲得的巷道風阻值、摩擦阻力系數等參數，進行網絡解算，解算結果如表2所示。

根據以上解算結果，在通風系統改造之后，礦井南翼通風困難時期的最大通風總阻力為1901.12Pa，較改造前降低了548.88Pa；礦井北翼通風困難最大通風總阻力為2633.12Pa，較改造前降低了566.88Pa；五一風井通風困難時期最大通風總阻力為1240.34Pa，較改造之前降低了2524.54Pa。

4 結論

通過阻力測定，加強了對該煤礦井下通風系統運行情況的了解；提出的改造方案在網絡解算的幫助下對于解決目前礦井通風線路長、通風阻力大等通風問題，效果明顯，安全可行，能達到國家安全標準的要求。為今后該煤礦的通風管理提供了科學依據。

參考文獻：

[1]張國樞.通風安全學[M].徐州：中國礦業大學出版社，2000.

[2]王惠賓，胡衛民，李湖生.礦井通風網絡理論與算法[M].徐州：中國礦業人學出版社，1996.

[3]李占濤，陳立，彭世超，等.多風井通風系統改造網絡解算與分析[J].價值工程，2012（08）：69-70.

[4]張英.大陽泉煤礦通風系統設計優化改造[J].煤炭工程，2012，（06）：21-23.

[5]程銀銀，李波，張景鋼等.姚橋煤礦通風系統優化分析研究[J].煤炭工程，2012（09）：20-25.

作者簡介：

彭世超（1989-），男，四川資陽人，在讀碩士，主要研究采礦與安全工程方向。