并行双洞公路隧道平导巷道式通风方案优化研究

依托四川省凉山彝族自治州大凉山1号隧道,采用流体力学Fluent软件对平导巷道式通风方案进行数值模拟和流场研究,并对原方案进行优化和验证。研究结果表明:原方案存在污浊风循环现象,提出了在人行横通道上设置风门或射流风机,或在平导内更改风门的位置或增设射流风机群等优化方案;通过对优化方案进行数值模拟发现,平导增设射流风机群能解决污浊风循环问题,且建议采用SSF-6.3射流风机;并对平导增设射流风机群方案进行了验证,隧道内CO最大含量低于0.0024%,CH4最大含量低于0.25%,均满足施工通风要求。相关研究结论可为类似隧道通风方案优化提供参考。

基于Ventsim系统的通风井巷断面优化研究

进行通风井巷断面优化须同时考虑巷道断面的经济最优和安全可靠。经济最优是井巷优化的基建费用、维护费用和通风费用之和最小。安全可靠是井巷优化断面尺寸能同时满足通风风速和行人运输的要求。先运用Ventsim三维通风动态仿真系统建立矿井通风系统三维模型,进行通风系统风网数据解算和风流动态模拟,并在此基础上,运用Ventsim系统对需优化断面进行经济断面选型;然后,对经济断面进行通风安全性和行人运输安全性验证,确定巷道优化断面;最后,将此方法应用于板溪锑矿回风斜井和明斜井的优化中,结果表明,用这种方法进行通风井巷断面优化有实际工程意义。

寺河矿大采高工作面通风系统优化

为了防治由于煤层开采强度、深度及瓦斯涌出量的增大而造成工作面瓦斯浓度的超限情况已成为煤矿开采中的重大安全隐患。文章通过对寺河矿大采高工作面多巷道布置进行相似材料模拟和现场试验,提出了三进两回的通风方式,使工作面通风系统得到优化,一定程度上解决了工作面瓦斯超限问题。多巷布置对高产高效工作面瓦斯治理技术研究具有重要意义,文章初步建立了工作面瓦斯治理的框架,为今后类似条件的工作面瓦斯治理提供了参考依据。

岩巷掘进巷道长压短抽参数优化的数值模拟研究

运用数值模拟分析和现场实测数据相结合的方法,对岩巷掘进巷道长压短抽式通风系统进行了研究。基于某矿岩巷掘进巷道实际条件,运用Gambit技术软件建立巷道和工作面的三维几何模型。应用流体力学Fluent软件对该三维模型进行长压短抽通风系统流场模拟和系统关键参数优化模拟,并与现场测量数据进行一一对比,数值模拟结果与实际测量数据结果一致。结果表明,岩巷掘进巷道利用长压短抽通风系统除尘效果较压入式通风系统提高30%~50%,通过优化负压风筒高度和吸尘罩尺寸等关键参数,可以进一步提高系统的除尘效率。

矿井通风系统现状模拟中的双约束最优化风阻修正方法

针对使用网络解算方法进行矿井通风系统现状模拟时需要人工反复调整风阻、模拟结果与实测结果吻合度不高的问题,建立了矿井通风系统现状模拟的双约束最优化风阻修正模型;该最优化模型以分支实测风量、初始风阻为原始数据,以对初始风阻的修正量最小为目标函数,以回路风压平衡方程和节点流量平衡方程为等式约束条件,以井巷风阻的上、下限值为不等式约束条件;采用拉格朗日乘数法先求解等式约束条件下风阻修改量的最优解,再使用迭代法求得不等式约束条件下风阻修改量的最终解。开发了相应的软件,通过实例应用表明:针对不等式约束条件的迭代求解流程在应用实例中经过12次迭代后得到收敛结果,经本模型修正后的风阻能使网络解算的风量、风机风压与实测值完全吻合;仅考虑等式约束条件下的最优化模型有可能得到极小、甚至为负的无意义风阻值,考虑风阻限值的双约束模型可以将风阻限定在合理取值范围之内;开发的软件将风网解算与最优化方法同时用于矿井通风系统现状模拟,减少了人工反复调整风阻的繁琐操作。

基于FLUENT的深井掘进巷道局部通风参数优化

深井开采通风线路长,导致局部通风量不足、热空气无法及时排出和作业面附近热量聚集等问题出现。随着矿山开采深度的增加,高温热害成为深井开采面临的难题之一,在地温梯度和井下各类热源的作用下,深井环境更加恶劣。为了改善深井掘进巷道高温环境,提高深井局部通风散热效果,以国内某大型地下金属矿山深部掘进巷道为背景,对深井局部通风参数进行优化研究。利用FLUENT软件构建掘进巷道三维模型并对巷道温度场进行数值模拟,通过对比不同风量和风温条件下的巷道温度变化情况,优选出适用于深井掘进巷道的最佳局部通风参数,并通过现场试验对模拟结果进行了验证。研究结果表明:数值模拟与试验验证相结合的方法科学有效,改善了单纯依靠试验的传统方法存在的高成本和重复性低的缺点;数值模拟方法可以直观展示巷道风温分布特征,局部通风参数优化后能够有效改善深部掘进巷道高温环境,对深井开采局部通风降温具有一定的指导意义。

老石旦煤矿通风系统优化改造实践

通过对老石旦煤矿目前通风系统存在的问题进行分析,确定了矿井通风系统优化改造方案,对矿井9#煤层、9#煤层通12#煤层、12#煤层通16#煤层联络巷进行封闭,提高了矿井有效风量率,缩短了矿井通风路线,达到优化通风系统的目的,确保了矿井的安全生产.

多因素作用下某矿巷道型采场CO浓度特性实验与通风优化

针对传统单因素作用下巷道型采场CO浓度特性实验考虑因素过少,分析较为片面的局限性,结合矿山现场,通过相似理论建立巷道型采场物理相似模型,并采用控制变量法进行多因素作用下巷道型采场CO浓度特性实验研究。研究结果表明,不同通风方式、不同风速和不同测点处的CO在采场内浓度特性规律为:采用长抽长压式通风,CO浓度越低;风速增大,CO浓度越低;与掌子面CO产生处的距离增大,CO浓度越低;现场实验和相似实验所得出的CO浓度变化趋势基本一致。采用长抽长压式通风,风速为0.75 m/s能有效降低巷道型采场内CO浓度,所得出的通风方案可为同等环境下巷道型采场现场CO通风防治提供参考。

巷道断面优化新方法

文章首先用数学方法分析了通风巷道从开始掘进到通风期满所需要的各类费用和巷道断面的关系,然后以刘东煤矿为例,创造性的从经济合理和风压平衡的角度来优化巷道断面。按该方法来确定的巷道断面,不仅提高矿井的经济效益,还简化了通风系统优化的工作,现场应用效果非常好。该方法也为类似矿井通风系统的优化工作提供了一定的参考价值。

哈拉沟煤矿通风阻力测定及优化研究

矿井通风阻力是井工矿井通风状况的重要参数,为了解矿井通风阻力大小和分布状况,找出其通风系统中通风阻力较大的区段和地点,以哈拉沟煤矿为例,按照实际情况在主要风路上共布置19个测点,利用气压计基点法实测了井巷风量及风阻值;针对测定结果进行了可靠性校验和阻力分布分析,并从扩大局部通风断面、增加并联风路、改造进风立井、实施降阻减压措施、优化通风系统5个方面提出了优化意见。

高瓦斯突出矿井底抽巷一巷多用技术研究与实践

胡底煤业为高瓦斯高突出高矿压的三高矿井。对高瓦斯高突出的治理,该矿采用“地面网络预抽、区域模块降量、底抽穿层保掘、高位顺层保采”的四级模式,施工底抽巷,实现“底抽穿层消突、区域模块降量、异巷探测增效、多巷通风治患、循环排矸减压”等“一巷多用”。该4种方法已在1303(上)、1305(上)工作面应用并推广,取得了良好的效果,大大提高了掘进效率且满足抽放、探放水、通风需要;回填矸石初步设计现已经完善,待下一步掘进将实现填矸作用。

巷道改造技术在矿井通风减阻中的应用研究

对于矿井通风系统来讲,通风的风阻、网络复杂程度、风量以及局部阻力等均能够对其阻力产生影响,通过这些措施能够有效降低通风阻力。以实际煤矿为例,通过通风阻力及巷道长度测定,分析其通风阻力产生的主要原因,减少回风段通风长度、降低巷道局部通风阻力、增加巷道的有效通风面积能够有效工作面通风线路的通风阻力,降低投入成本,实现节能高效运转的目的。

矿井一翼回风风速超限通风系统优化技术方案及其应用

矿井采掘活动布置相对集中,造成某一生产作业区域用风量过大,导致矿井一翼回风风速超限,违反《煤矿安全规程》第一百三十六条:采区进、回风巷风速不得大于6m/s的规定。本文论述了通过封闭部分无使用意义的硐室,减少总用风量;通过启用原有已永久封闭的巷道,"分流"用风量,解决了矿井一翼回风风速超限的问题。

长距离小洞径隧洞施工中通风方式设计研究

结合CFD软件FLUENT,建立隧道通风三维模型,对通风流场进行数值模拟分析,优化巷道式通风流场。研究结果显示,优化后的通风方式可以保证整个隧洞内的风速高于0.5m/s;隧洞中的污染物浓度由280mg/m^(3)降至200mg/m^(3)。研究成果有助于更好地理解循环通风系统的流动模式,改进传统隧道通风技术,提高隧道通风质量,降低隧道通风成本,创造更好的隧道施工环境。

联合布置回采工作面巷道优化方案应用

常村煤矿一采区开采活动过程中,在回采工作面运输、出煤及回风系统巷道布置上,由于设计不合理,致使回采工作面系统巷道较多、管理难度大等情况。为解决上述问题,在二采区的开采活动中,全面优化设计,做到通风系统简单、可靠、合理,提高巷道的利用率。

采区准备巷及通风系统优化设计

对准备巷布置方式及通风系统进行了分析探讨,找出了制约生产和通风安全的主要问题,通过巷道布置方式和通风系统的优化,发挥出了采区的生产能力,提升了矿井经济效益。

综采工作面回风巷支护参数优化试验研究

针对李村煤矿2301工作面回风巷原锚网索联合支护方案无法有效控制巷道围岩变形的问题,通过分析巷道围岩变形影响因素,合理计算锚网索支护参数,优化巷道支护方案,并利用数值模拟分析零原岩应力条件下支护方案优化前后应力变化,确定优化方案在顶板和两帮支护应力分别较原支护方案提高225%和21%。现场工业性试验表明,优化支护方案较原支护方案顶板和两帮围岩变形减少约88.30%和43.78%,控制在合理范围内。

大断面模拟掘进巷道通风除尘系统数值分析

为研究大断面掘进巷道的通风除尘特点,在某大断面模拟巷道对压入式、抽出式及长压短抽式通风系统进行了实验,测量测点的沿程速度,进而分析大断面掘进巷道在不同通风方式下的风流场特征。用Fluent对各实验模型进行了仿真分析,结果表明实验和仿真结果的趋势一致;且由于掘进面太大,抽出式通风在一般抽风量下难以保证掘进面附近风速高于安全风速范围;而长压短抽式通风系统相对压入式通风系统巷道内涡流区小,除尘效率高;因此针对大断面掘进巷道,长压短抽通风系统被优先推荐使用。在此基础上对原长压短抽通风系统进行了数值优化,发现针对该大断面掘进巷道当压抽比为1.2左右、抽风筒高度为2 m左右、压风筒高度为4 m左右时除尘效果最佳。

MATLAB在井巷经济断面优化设计的应用研究

应用MATLAB软件处理经济断面数学模型,对找出最优经济断面、减少矿山的运营成本具有重要意义.矿井通风井巷的基建费、维护费和通风动力费与巷道断面的大小直接相关,通过分析三者与断面积之间的关系,优化出最优经济断面,从而达到降低通风总费用的目的.采用MATLAB软件,依据矿井通风费用与巷道各参数之间的关系,编制通用性较强的程序,得到经济断面的求解界面.最后,根据某矿的实际生产情况,运用该程序进行经济断面优化设计,并比较了偏离经济断面所需的通风费用.研究结果表明,方法具有简化计算过程,减少工作量,提高计算精度,便于比较分析,能够迅速准确计算出经济断面和通风费用等优点.