衰老矿井通风系统稳定性评价及优化研究

摘要

通风系统作为矿井六大系统之中最基本的保障系统，对它的优化研究从未停止。如同国内大量老矿井一样，北宿煤矿历经40年开采逐渐向衰老期过渡，通风网络系统复杂，整体呈路线冗长、风阻力大、风量大、用风地点多且分散、采掘面边缘化以及两风井等特点，制约生产，因此，优化北宿煤矿开采后期通风系统保障后续生产是必要的。
　　该论文研究矿井的基本概况，通过阻力实测建立参数数据库，具体分析通风系统存在的问题，通过研读大量文献，从通风阻力、风量、有效率、构筑设施、主风机及管理机制6方面总结衰老矿井通风系统通病。研读层次模糊综合评价理论，结合衰老矿井共性从环境、设备、监管及可行性四个层面构造14指标评价体系，并对各指标作定性与定量分析进行等级划分，优化前后两次对系统评价，分别隶属于一般和良好。利用Ventsim软件解算多组数据，推导出角联分支风量、判定指标及风阻相互间的规律、关系，再通过Fluent软件进行数值模拟验证，提出的判定指标最终为：当K>3或K<0.333时，风流稳定；当1　　结合北宿实践和具体问题，针对五、七采区抢采、关闭南风井与否以及优化生产接续拟定三个优化方案，并绘制各自对应的通风网络图，初步分析其优、劣性；利用灰色理论中的相似性与接近性关联度确定采用方案三，并建立三维通风系统进行网络结算，通风效果良好；利用“准并联”思路对-290西副巷西段角联网路实施改造，并将现场测定结果与数值模拟相互验证，且与前文提出的判定指标相符。
　　论文解决问题的方法、总结的通风共性、评价指标体系以及提出的角联风流稳定性判定指标对类似衰老矿井通风系统的优化具有指导和参考意义。

目录

声明

1 绪 论

1.1 课题背景与提出

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容

1.4 技术路线

2 衰老矿井通风系统调查与分析

2.1 通风系统调查目的、意义与思路

2.2 衰老矿井通风共性问题总结

2.3 北宿煤矿通风系统现场调查与分析

2.4 本章小结

3 衰老矿井通风系统评价方法研究

3.1 评价方法的选择

3.2 衰老矿井评价指标体系建立

3.3 北宿煤矿通风系统安全评价

3.4 本章小结

4 角联巷道风流安全评判指标研究

4.1 角联巷道简述

4.2 角联巷道的风流稳定性研究

4.3 角联巷道风流评判指标数值模拟分析

4.4 安全评判指标总结

4.5 本章小结

5 衰老矿井通风问题技术对策研究

5.1 北宿煤矿开采后期通风系统优化方案与分析

5.2 优化方案的确定与网络结算

5.3 通风系统安全再评价

5.4 角联巷道的对策研究

5.5 本章小结

6 结论

6.1 主要结论

6.2 创新点

致谢

攻读硕士期间主要成果

参考文献

附录