长距离掘进工作面局部通风智能联动调控研究

现有长距离掘进通风调控研究多局限于局部通风机本身进行变频调风,少有针对长距离掘进工作面按需供风导向的研究。针对该问题,提出了一种长距离掘进工作面局部通风智能调控系统设计方案,该系统由井下监控系统、通风异常调控系统、地面工作站组成。井下监控系统通过对井下通风机、风筒和工作面进行实时监控,实现对局部通风机工作异常状态的研判预警、对风筒内部漏风情况的动态分析及对实际供需风量的动态预测。通风异常调控系统通过识别井下通风参数异常情况,制定不同参数不同等级的风险协同处置策略,实时显示掘进工作面瓦斯浓度等参数分布的具体情况。地面工作站挖掘工作面风流状态与风筒参数的潜在规律,形成风流−风筒调控模型,根据掘进工作面风流流动分布状态实现对风筒的实时调控;同时建立理论供风量、实际供风量、实际需风量相匹配的变频预测调风模型,基于变频调风模型和实时通风参数确定通风机运行频率,通过通风机智能变频实现按需供风,并在通风异常情况下,基于瓦斯涌出量预测和风排瓦斯极限能力辅以钻孔瓦斯抽采控制工作面瓦斯浓度,实现对长距离掘进工作面的通风安全保障。以转龙湾煤矿23303掘进工作面为例,对风流进行数值模拟,研究工作面风流分布状态,为掘进工作面风速传感器的布置调整提供依据。提出2种通风联动调控方式,即常态下变频调风和异常情况下调控排风:在常态下通过供需匹配分析确定通风机运行频率,实现通风机的智能变频调风;在通风异常情况下采用4种调控排风规则,保障长距离掘进工作面的通风安全,同时达到节能减排效果。构建了局部通风系统健康指标综合评价体系,通过综合评价模型和健康指数,实现对局部通风系统的实时健康“体检”,并定量显示不同指标的风险等级,确保局部通风系统处于健康状态。

综掘工作面伞状气幕装置的设计与应用

针对综掘工作面迎头粉尘无序扩散的问题,设计了一种伞状气幕装置,采用3级斜向出风的结构形成多级伞形气幕阻止粉尘的扩散。通过数值模拟,得到有、无伞状气幕装置情况下的综掘工作面粉尘分布规律,结果表明,伞状气幕对迎头粉尘起到了较好的控制作用,高浓度粉尘被压制在迎头20 m范围内。通过现场应用,综掘工作面的降尘效率得到进一步提高,总粉尘和呼吸性粉尘降尘效率分别达到60%和50%以上。

岩巷掘进巷道长压短抽通风系统参数优化

为了减少掘进巷道的粉尘危害,以岩巷掘进工作面为研究对象,采用Fluent软件对岩巷掘进巷道长压短抽通风系统参数进行了优化。结果表明,矿山井下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%,在距离工作面20 m处粉尘质量浓度降低到20 mg/m3以下;采用数值模拟结合现场试验得出吸尘罩罩口最优宽、高为0.6 m、0.8 m。经过试验得出,掘进巷道通风系统负压风筒高度优化为2 m,可以进一步提高系统的除尘效率。

长抽短压通风下综掘工作面粉尘分布特征研究

为了掌握长抽短压通风条件下综掘工作面的粉尘分布特征,在3个全煤巷综掘工作面分别布置粉尘浓度测点及粉尘分散度测点进行测量,得到粉尘分布特征。结果表明:掘进机司机处、掘进机后5 m处回风侧以及抽出式通风机入口处的全尘质量浓度分布范围分别为320~415 mg/m^3、200~292 mg/m^3、290~365 mg/m^3,全尘质量浓度及呼吸性粉尘质量浓度在掘进机司机处、抽出式通风机入口处较大,掘进机后5 m处回风侧较小;在掘进机司机处至掘进机后5 m的回风侧范围内,粉尘粒径分布不对称,粒径>10μm的粉尘为主要粉尘,占全尘的68.99%~84.25%;从掘进机司机处至掘进机后5 m处回风侧,<10μm的粉尘分散度增加,>10μm的粉尘分散度减小,而各粒径的分散度变化量较小。

煤矿掘进工作面除尘系统降阻提效方案研究与应用

在对长压短抽通风除尘系统通风阻力分析的基础上,结合除尘器性能测试,找出除尘器现场应用中抽风量偏小的原因。通过除尘系统通风阻力分析,结合实验室实验,提出了改变原除尘器喷雾架及过滤网层数的降阻方案,并在现场进行了应用,成功降低了除尘系统阻力,风量提高120 m3/min,取得了良好的降尘效果。

高海拔特长斜坡道分段压抽通风系统及仿真

高海拔特长斜坡道通风具有线距离长、中段开口多、网路复杂、通风阻力大、通风不畅、温差大,受自然风压影响大、运输设备尾气和粉尘难以排除、低压缺氧时动力不足等难题。以锡铁山铅锌矿斜坡道为实例,在调查和分析的基础上,提出了分段压抽联合通风方案,并进行了技术方案设计和风机选型。采用VENTSIM软件对设计方案进行了仿真模拟,模拟结果表明,主要进回风井巷风量与设计值相符合,风机模拟工况与设计工况相符合,说明方案设计有效,可以满足斜坡道通风需求。为矿山解决同类型斜坡道通风问题提供了参考。

长距离隧道的通风选型问题浅析

笔者以新建兰渝铁路六标段花石隧道为例,对该隧道的应有的通风设计,结合现有通风方式的弊端和改进,进行浅要的比较分析,在此基础上对同类型隧道的通风选型进行总结。