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地下开采矿山通风节能技术的研究

2014-11-10汪祖国

科技资讯 2014年1期
关键词:风压风道风机

汪祖国

摘 要:通风系统作为地下开采的矿山主要系统之一,其运行的效果直接关乎着矿山的整体生产和安全。当前,矿山环境不断恶化,安全事故频繁发生,经济损失较为严重,制约着矿山所在地的经济发展和社会的稳定。因此,加强地下开采矿山通风节能技术和安全管理是非常有必要的。本文论述了地下开采矿山通风节能的技术途径。

关键词:地下开采矿山 通风节能 矿山安全

中图分类号:TD724 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)01(a)-0038-02

随着国际经济一体化的进展,我国经济迅猛发展。对原材料的需求与日俱增,社会对钢铁、有色金属、贵金属等矿产品的需求越来越大,这样一来,矿山企业满负荷生产,超能力生产现象比较普遍。随着企业的不断发展灾害事故正在悄悄的走近我们,致使企业和矿工们得不到安全保障。地下开采矿山开采深度的不断增加,不断的为灾害事故的发生创造良好的条件。在五大自然灾害中,各类灾害事故的发生往往不是单纯的,它们是可以连锁发生的,地下开采矿山事故的发生是必然的,也是被动的。所以,预报和防治工作显得更为重要;尤其是火灾,它能产生火风压,破坏通风系统,扰乱风流稳定性,改变风流方向,从而造成更大的灾害事故。因此,应加强地下开采矿山通风技术和安全管理,及时的消除安全隐患,防止事故的进一步扩大,确保矿山安全生产是十分必要的。

1 优化通风网络

(1)优化通风布局。受地理位置的影响,我国地下开采矿山大部分矿体埋藏不深,而且较不集中,面对这一现象,可以采用分区的通风系统进行多方面的通风,以缓解经济上的压力,使技术得到优化。

(2)优化通风网络。现阶段通风系统运用网络模式,可有效提高效率,对通风网络进行进一步优化,可以降低网络的功耗。而通风网络可分为控制型通风网络、自然分风网络和一般型通风网络。通过各分支的已知风量,依据各风机工作风压相等,利用非线性规划的方法,可求出风机和调控设施的位置和工况,可以有效的保证回路风压的平衡。

(3)风道设计。设计人员在进行风道设计时,应了解风道断面、半径和风道风阻三者之间的关系。在主干道的设计时应优先考虑把断面设计为圆形,因为圆形断面的半径较大。采取表面衬砌等措施,减少风道表面的摩擦力。但是对于专用风道,我们应从以下几个方面考虑:①拉格朗日乘数法。这是一种寻找变量受一个或多个条件所限制的多元函数的极值方法,此方法不考虑通风电费。②平松良雄法。这种方法没有考虑巷道的维护费用,适合于单一井巷断面的确定。③动态分析法。可以将风道不同时期的因素指标数值进行比较,求出比率,分析出发生变化的原因,与此同时应考虑资金的时间价值和风道的服务年限。④通路法。该种方法对通风网络中各风路的阻力路线进行考虑,不仅可以提高效率,而且可以把投入的经济费用降低到最低。

2 优选风机

矿井主扇是矿山的“肺脏”,主扇的能耗占全矿通风能耗的90%以上。我国地下开采矿山从50年代以来一直采用仿苏70B2型风机,该风机轮毂比大,气动性差,与通风网络不匹配,因此,效率很低,通风能耗大。通过对该类风机的不断改进,性能的不断完善,已取得良好的节能降耗效果。尤其在国家明令该风机为淘汰产品以后,加大了研制开发新型替代产品的力度,在不长的时间里,研制出了K系列、FZ系列和FS系列等适合于地下开采矿山的通风设备。这些新型风机改进了叶形参数,气动性能好,风量较大,风压较低,风机效率高,噪声低;消除了“驼峰”,且结构简单,安装方便,因而很快取代了落后的老式风机。这些风机不仅与地下开采矿山网络特性相匹配,而且节能效果十分明显,创造了很好的经济效益和环境效益。因此,改进、更新陈旧过时的通风设备是改善矿井通风的重要途径。风机优选是从各种型号的风机中选出与通风网络相匹配的风机,使其满足工作面供风要求,且能耗最小。使用计算机优选风机可使该项工作更为快捷有效。多级机站通风方法是一种在通风系统内由多台风机并联组成的各级机站再串联的通风方法,实践结果表明:它具有漏风小、能耗低、风机效率高、易于调节等优点。该方法在条件合适的矿山,值得大力推广应用。多级机站通风网络的优化设计、风机级数和位置的选择以及机站的布局和自动控制都有待于进一步研究。

3 采用合适的通用构筑物

通用构筑物的合理选择,可以有效的调节、控制风流,降低通风能源的损耗。当采用压入式通风时,极易造成主风道风门失效,破坏风流的稳定性,使得通风系统失去平衡性能。因此,应制定详细的方案,从设计入手,选择合适的风门,做好日常的维护、维修工作,可以保证通风系统的可靠性。对抽出式通风系统我们也应采取相应的措施,避免造成出风井口的损坏,出现安全隐患。

4 结语

总而言之,改革开放以来,社会经济不断进步,使得人们生活水平得到了显著的提高,地下开采矿山企业得到了前所未有的机遇。但是在地下开采矿山生产过程中存在着一些安全问题。面对这一问题,我们应加强通风节能技术研究和安全管理的工作,科学合理的设计、选择和维护好风门,不断优化通风系统,提高风流的稳定性能,保证回路风压的平衡,这样不仅可以降低安全事故的发生率,为企业创造良好的经济效益和环境效益,而且可以促进当地的经济发展和社会的稳定。

参考文献

[1] 张宗荣.优化风道断面降低通风能耗[J].地下开采矿山,1989,7.

[2] 王英敏,徐竹云.矿井通风理论与技术的新发展[J].中国安全科学学报,1993,8.

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[4] 王成,孙宝生,张建,等.中国矿山安全现状与防治对策[J].西部探矿工程,2006,124(8).

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