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煤礦通風阻力與降低通風阻力

發布時間:2019-09-28   |  所屬分類:礦業:論文發表  |  瀏覽:  |  加入收藏

  針對目前煤礦生產建設過程受到的通風阻力影響,文章從實踐角度出發,分析了通風阻力的控制現狀,并提出了通風阻力降低技術的運用要點,其目的是為相關建設者提供一些理論依據。結果表明,只有在明確煤礦通風阻力控制現狀的情況下,才能保證降低通風阻力技術的運用效果達到預期。

煤礦通風阻力與降低通風阻力

  關鍵詞:煤礦通風阻力;斷面形式;廢棄巷道;風流紊亂

  煤礦,作為滿足各行各業現代化經濟建設資源需求的關鍵,通風阻力會影響生產建設的安全穩定性。為此,相關建設者應對煤礦通風的阻力控制現狀進行分析,即在明確通風線路邊長,阻力增加,風流紊亂以及局部通風阻力增加的情況下,提升降低通風阻力技術的運用水平與質量。如此,不僅煤礦資源生產建設的安全性不會受到威脅,還可提升企業經營發展的效益水平。故而,行業建設者應將其作為重點科研對象,即結合煤礦生產建設的環境條件來提升通風阻力降低技術運用的科學有效性。

  1.研究煤礦通風阻力與降低通風阻力技術的現實意義

  不可避免的在煤礦開采中,會產生大量有毒有害氣體或是粉塵,因此,會對作業人員的人身安全造成威脅。一旦粉塵與有害氣體的濃度達到限制,就會引起通風事故的出現,不僅危及井下作業人員的生命安全,還降低了企業的經濟效益。故而,煤礦通風,是提升礦井生產安全性與生產效率的關鍵。為此,相關施工單位應分析煤礦通風阻力控制現狀,即在明確煤礦通風阻力問題的前提下,加強降低通風阻力技術的橫向效果。故而,研究人員應將此問題作為重點科研對象,以推動所處行業發展的可持續性[1]。

  2煤礦通風的阻力控制現狀

  (1)通風管道邊長增加阻力隨著煤礦開采的發展,回風隧洞長度逐漸增大。在此過程中,根據巷道網設計風機容積。隨著煤礦通風巷道的增加,通風回路的復雜性增加,增加了礦井通風的阻力效應。此外,通風采空區氣密性差,巷道漏風問題嚴重,進一步增加了巷道的通風阻力。從整體上看,煤礦通風網絡的變化是由簡單的網絡向復雜的網絡轉變,會影響整個井下的通風阻力。(2)空氣擾動當巷道內氣流條件發生變化時,其速度會發生變化,導致巷道斷面的突然增大和減小。圖1,為通風條件改變示意圖。(3)局部通風阻力增加由于煤礦井下通風是通過巷道完成的,與巷道在抗風和礦井通風阻力中起著決定性的作用。與巷道通風阻力密切相關的計算長度,面積,部分形式和巷道風量,相關人員可以根據公式計算確定局部通風阻力增加的原因。此外,在煤礦通風巷道長度一定的情況下,巷道的通風阻力與地表平整度密切相關。如果巷道年久失修,會增加巷道表面的粗糙度。根據公式計算巷道表面滲流問題也會增加礦井通風阻力的影響。因此,相關施工單位應通過減小巷道[2]截面積來減小礦井局部通風阻力的影響。

  3.降低煤礦通風阻力的技術策略

  (1)提升巷道表面光滑度煤礦支護作業過程,應盡可能少的將支護部件露在巷道表面,以提升巷道表面平整度的最大化。此外,在實際的巷道建設中,在條件允許的情況下,應采用圓形或普通巷道斷面來減小巷道斷面周長。當巷道施工完成后,可在主巷道表面噴涂一層水泥漿,提高巷道表面的平整度。對于支護設備的選擇,應選擇表面積小、表面光滑的設備。值得注意的是,要定期對巷道進行維修,對損壞的巷道和地表滲漏的巷道進行處理,確保失修率不超過6%。如果不需要在巷道內敷設支護,則應盡可能對頂板、底板和巷道兩側進行修整,以保證平整度,減小摩擦阻力,從而減少通風的影響。(2)合理選用巷道斷面形式,減少突變在施工條件允許的情況下,巷道施工人員應盡量選擇圓形或拱形巷道斷面,以減小巷道斷面的周長。在巷道斷面面積相同的情況下,圓形斷面的周長最小。如果在設計中采用拱截面,巷道的矩形截面和梯形截面面積會更大。雖然從施工角度來看,矩形和梯形巷道設計更容易控制施工質量,但對于使用壽命較長的巷道,應采用拱形巷道斷面和圓形巷道斷面。值得注意的是,對于需要改變的煤礦巷道斷面,應采用漸變巷道完成兩段不同斷面的巷道連接,以減小因斷面改變而產生的紊流效應。這樣,煤礦井下局部通風阻力可以控制在規范和標準[3]要求的范圍內。(3)利用廢棄巷道通風,增加有效通風面積由于巷道的通風阻力與巷道斷面面積的三次冪成反比,當斷面面積增加10%時,巷道的通風阻力至少降低25%。因此,相關施工單位需要增加截面積,以減少煤礦通風阻力的影響。從市場環境來看,增加巷道截面積的方式會增加施工成本,且缺乏經濟性,即大截面積會增加巷道支護成本。在此過程中,為了提高煤礦巷道的通風效果,應采用平行通風。這樣既能充分利用廢棄巷道,又能避免巷道廢氣的堆積。值得注意的是,如果煤礦施工區域不滿足該條件,應在通風阻力最大的區域開挖平行通風巷,以減小通風阻力[4]的影響。(4)減少內構筑物,降低局部通風阻力在煤炭資源的生產建設中,運輸建筑材料是不可避免的。特別是巷道掘進需要更多的材料和更長的施工周期。因此,在使用建筑材料的過程中,應盡量避免在巷道環境中長期堆積,以免增加礦井通風阻力的影響。此外,為保證煤礦巷道通風效果,應定期清理巷道內雜物,增加有效通風面積,減少巷道通風阻力的影響。當煤礦巷道在目標使用壽命內,相關人員可以通過處理無雜物、無淤泥、無大面積切片、無漏水現象,提高巷道運行質量和耐久性。值得注意的是,為了避免礦車堵塞氣流,有必要控制通風環境的惡化,使主巷道的運行和使用不受外部環境因素的影響。在礦井通風系統的綜合梳理過程中,應找出通風結構不合理的地方,如風門、窗、密閉等,合理減少通風結構。同時,應加強通風結構的管理和維護。特別是要加強+485m主軸通道風門和+560m副井通道風門的管理,避免空氣短路[5]。煤礦巷道的設計,也應該盡量避免直角形式,使它在角落里的內部和外部的圓弧形,形成一定的曲率半徑,在巷道放緩坡度,應使其逐漸變化,避免漂移,避免突然擴大或縮小,從而有效降低局部通風阻力不穩定性的影響,如圖2所示。巷道盡量避免出現突發性匯流和分岔,如需要時匯流和分岔處的過渡形式以圓弧或斜線形式為準。結束語綜上所述,煤礦通風阻力的產生原因主要集中在:通風線路邊長,阻力增加;風流紊亂以及局部通風阻力增加等問題。要對其進行控制,需要結合煤礦資源生產建設的實際情況,提高井下巷道采用通風阻力控制措施的質量效果。因此,相關建設單位應將上述分析內容和科研成果應用于不同地質條件和生產要求的煤礦開采,從而更好的為該地區的現代經濟建設做出全面發展的服務。

  參考文獻

  [1]高秀,杜達文.煤礦主要通風機優化阻力實施方案[J].機械管理開發,2018,33(11):170-171+278.

  [2]李建軍.煤礦通風阻力影響因素及降阻方法研究[J].能源與節能,2018(10):43-44.

  [3]李猛.試析煤礦安全通風管理及通風事故防范有效措施[J].科技風,2018(31):107.

  [4]李明耀.坑柄煤礦通風阻力現狀分析及降低通風阻力對策[J].能源與環境,2016(06):96-97.

  [5]余嵐.基于均衡通風原理的改擴建礦井通風系統評價及優化[J].煤,2018,27(12):18-22.

  作者:杜麗峰 單位:陽煤集團三礦通風部通風一隊


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