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礦井通風系統調整方案范文1
【關鍵詞】煤礦;通風系統;指標;評定與優化
1、煤礦通風系統優化的特點
煤礦通風是由多個部分組成的系統,具有較強的動態性、開放性,因此通風系統的優化需要從以下幾個基本特點進行:(1)通風系統優化屬于大型工程,其過程具有不可描述性,體現了通風系統的復雜性特點;(2)通風系統優化具有鮮明的個性特點,準對不同的煤礦環境和系統設計人員,具有不同的優化設計方案,通常通風系統優化是設計員根據基本理論知識結合實踐經驗以及煤礦現狀進行的;(3)優化過程的處理對象具有動態性,不是簡單的圖形、數字、公式所能描述出來的,并且這些處理對象往往是系統優化效果的決定因素;(4)系統優化是單個進行的,具有整體相異和局部相似性,每個礦井通風系統具有獨特之處,但又具有相似性;(5)通風系統所處的環境不同,其優化選擇亦不相同,影響通風系統優化的因素主要有開拓方式、煤層賦存條件、地質條件等,并且還有些因素具有模糊性、不完備性,因此其系統優化的指標也不盡相同。
2、礦井通風系統改造與優化的要求
在煤礦通風系統的優化過程中,受限于礦井的開采階段、開采方式、煤層賦存條件、地質條件、有害氣體或煤塵的儲量等因素的影響,其優化方案和方法、途徑不盡相同,因此,煤礦通風系統優化很難有統一的模式。在礦井通風系統改造與優化工程中,具有一些基本的要求:(1)要求通風能力應和礦井生產能力相適應;(2)通風系統優化方案合理可靠,保證具有穩定持續運行且風量充足穩定的通風系統前提下,綜合考慮成本、工程量、材料消耗等,以最小的投入獲得做大經濟效益;(3)根據本地區、本單位的財力、物力,盡可能采用先進技術和設備,抗災能力強,能在災害發生時使災情不擴大,使之減少到最小范圍。
3、礦井通風系統優化研究
3.1通風阻力
在礦井通風系統中,通風阻力是其中一個研究重點,通風阻力的研究在礦井通風系統優化、管理、維護等程序中占據重要地位,阻力越低,實現的通風效果越好。因此降低通風阻力的研究是關系到礦井生產安全和經濟效益的關鍵因素。礦井通風阻力的影響因素一般來說主要有以下幾個方面:
(1)風量對阻力的影響。通風系統中風阻力為:,其中h為通風總阻力,R為風阻系數,Q為風量。由公式可見,通風系統風阻力與風量成正比,風量直接決定了通風總阻力的大小。各分支通風的風量越保持穩定平衡、保持自然風量,通風總阻力越小。另外,多風機聯合運轉時,同樣會對通風總阻力產生影響。
(2)分支風阻對通風總阻力的影響公式為:,其中:L為風道長度,S為通風道截面積,U為周長。由公式可見,風阻與風道長度、截面積、周長有關,并且當風通過井巷時,風阻系數越大,風流所消耗的能量越大,通風總阻力越大。
(3)通風系統以及礦井的網絡結構同樣會對阻力產生影響,當通風系統的網絡結構不相同時,即使分支風阻、風量相同,系統總風量和總阻力也不相同。因此在礦井數和參數已確定的情況下,應該選擇合理的風流路線,避免串聯。
(4)減小礦井通風系統通風阻力的主要措施有:①避免串聯通風,采用并聯通風方式,已達到降低通風阻力的效果;②開掘新井巷,縮短通風線路長度;③改變通風網絡,合理調配風機負擔;④適時增減風機,改善礦井通風;⑤擴大巷道斷面,減小局部阻力。
3.2系統可靠性
可靠性和安全性是兩個不同的概念,但二者之間存在密切聯系??煽啃酝ǔV赶到y在預先設定的范圍內,完成規定的功能,實現規定的能力,安全性則是指識別系統危險所在,并排除。從通風系統工程上講,可靠性高的系統其安全性通常也較高。雖然在實際工作研究中,人們也提出一些有效的評價模型,但離真正實際使用還未形成普遍認同。因此在現在的礦井通風系統可靠性研究中,人們經常從以下幾個方面進行定性考慮研究:①自然風壓;②礦井通風系統的網絡分支和角聯網絡的風流穩定性;③礦井通風動力系統安全可靠性;④通風建筑物的安全可靠性。
3.3主通風機工況優化
礦井通風系統中,主通風機是重要的環節,其直接影響到通風效果和安全效益。通風主機在長時間運轉作業中,設計不合理的維護會導致其出現磨損、腐蝕等狀況,使其整體性能下降,甚至不能正常工作。另外,在礦井掘進尾期,隨著開采工作量和掘進面的縮小,主通風機能力過大浪費電能,因此必須適時調整工況點。綜上可見,通風系統優化的主要內容是主通風機工況點的優化和調整。對通風主機工況的優化主要從降低或提高其運轉效率方面進行,通過調整已達到最需要的狀態。
(1)降低主通風機通風能力:①從節能角度講,通過調節主通風機的前導器,進而改變通風量,這種方式比放下閥門省電,但只適合于幅度較小的調節;②最節電的方法時降低風機轉速,其即適用于離心式風機,也使用于軸流式風機;③對軸流式風機,通過減小葉片安裝角達到降低通風能力的效果;④通過調節軸流式風機的動輪段來調節通風能力;⑤對于軸流式風機,拆除部分葉片可實現降低通風能力的效果;⑥換用小能力風機。
(2)提高主通風機通風能力:①增大軸流式風機的葉片安裝角;②增加風機轉速;③更換老舊葉片,增加運行效率;④改造擴散器,回收部分動壓,轉換為風機靜壓,更換高新型高效風機或機芯。
參考文獻
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礦井通風系統調整方案范文2
關鍵詞:通風系統 安全可靠性 評價體系 綜合評判方法
中圖分類號:TD72 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2016)12(a)-0020-04
隨著我國經濟和社會的快速發展,我國煤炭生產的安全狀況有了一定好轉,但形勢依然嚴峻。據統計,我國煤礦百萬噸死亡率2004年為3.08,2015年為0.159,盡管這10年間我國煤礦百萬噸死亡率有了大幅度下降,但和美國、澳大利亞等一些發達的產煤國家相比,還有很大的差距。尤其是瓦斯爆炸、煤塵爆炸和火災等在煤礦事故中還占有相當大的比例,并造成了大量的人員傷亡,這些事故的發生多與礦井通風有著密切的關系。
礦井通風系統是由通風動力及其裝置、通風井巷網絡、風流監測與控制設施等組成,是礦井生產系統的重要組成部分。它向井下提供優質足量的新鮮空氣,以保證井下作業人員的生存安全需要,在發生災害時,能控制風向及風量,以防止災害擴大。完成上述任務的可靠程度通常以礦井通風系統的安全可靠性來衡量。評價礦井通風系統安全可靠性的目的在于:及時發現礦井通風系統中存在的問題和安全隱患, 調整和改造系統;優化通風設計,準確編制事故預防與處理方案,同時,指導現場通風安全管理。礦井通風系統安全可靠性評價屬于多因素綜合評價范疇,因此,該文將采用多因素綜合評判法,對礦井通風系統安全可靠性的評價方法做一探討。
1 礦井通風系統多因素綜合評判法
用于礦井通風系統多因素綜合評判的方法有很多種,諸如總分法、加權平均法、多目標決策法、模糊綜合評判法、灰色關聯分析法、人工神經網絡評價法等。這些評判方法過去通常是用來在新礦井通風設計或生產礦井通風系統改造時進行多方案的優選,目前也用于對生產礦井通風系統進行的多因素綜合評判與評價工作之中。
礦井通風系統多因素綜合評判的準則,主要以使礦井通風系統達到技術可行(各項技術指標必須可以實現,并符合規定)、安全可靠(井巷風流和風機運行穩定,礦井具備良好的抗災能力)和經濟合理(礦井通風費用最小)為目標,并針對使其量化達到可以分析對比的程度而提出;評判工作的關鍵是提出確切反映礦井通風系統狀況的評價指標、隸屬函數并確定其重要程度。
2 礦井通風系統安全可靠性評價體系建立
該文采用多因素綜合評判法建立煤礦通風系統安全評價指標體系,包含了礦井通風系統技術可行性、通風系統安全可靠性、通風安全管理、經濟合理性和瓦斯煤塵情況等5個一級指標,每一部分又包含數量不等的評價因素,總共有51個評價因素。煤礦通風系統安全評價指標體系見表1。
煤礦通風系統安全性綜合評價值F為:
根據煤礦通風系統安全性綜合評價值F值的大小按下表確定礦井通風系統評價結果,見表2。
有指標一票否決的,評價結果即為不合格。
3 礦井通風系統安全可靠性評價指標隸屬度的確定
礦井通風系統安全可靠性評價體系中包括了5個評價指標,該文只對其中的技術可行性和安全可靠性主要指標進行隸屬度確定。
3.1 礦井通風系統技術可行性評價指標
(1)通風系統結構合理性。
其評價原則為:以《煤礦安全規程》的規定為依據,要求礦井有完整獨立的通風系統,礦井生產水平和采區分區通風,采掘工作面實現獨立回風,無不合理的串連通風地點,有煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出危險的采煤工作面不得采用下行通風,主要大巷禁止布置在煤層中。采掘工作面有兩個安全出口,進風和回風不得經過采空區或冒頂區。凡是符合這些原則的礦井認為其礦井通風系統合理,不符合的t一票否決,認定其礦井通風系統是不安全的。有違反《煤礦安全規程》規定的,一票否決。
(2)礦井總風量Q隸屬度(見表3)。
(3)礦井總阻力H隸屬度(見表4)。
(4)礦井總風阻R或礦井等積孔A隸屬度(見表5)。
(5)礦井通風最大阻力路線的進、用、和回風區的阻力比隸屬度(見表6)。
(6)礦井最大通風路線長度(見表7)。
(7)礦井風量供需比隸屬度(見表8)。
(8)礦井有效風量率隸屬度(見表9)。
3.2 礦井通風系統安全可靠性指標
(1)主要通風機安裝合格度隸屬度(見表10)。
(2)風機運轉穩定性隸屬度(見表11)。
(3)用風地點風流穩定性及風流質量隸屬度(見表12)。
4 礦井通風系統安全可靠性的多因素綜合評價
根據上述確定的各指標的隸屬度,通風系統結構合理性指標采用的是一票否決制,凡是違反《煤礦安全規程》規定的,一票否決。通風系統結構不合理的礦井可認定該礦井通風系統不安全。通風系統結構合理的礦井,礦井通風系統安全可靠性的綜合得分按進行計算:式中,Fi為一級評價指標的權重;Fij為評價因素指標的隸屬度;Kij為評價因素指標權重。在實際評價中,可根據綜合得分將礦井通風系統的安全可靠性劃分為優、良、中等、合格、不合格5個等級(見表2)。當評價等級為良時,只需對其中得分較低的薄弱環節進行改進;當評價等級為中等時,應對影響結果的重大因素進行全面的調查改進;當評價等級合格時,應對礦井通風系統進行全面的調查改進;當評價等級為不合格時,不能滿足安全生產的要求,應立即停產整改。
5 實際應用
唐山礦業分公司(下稱唐山礦)隸屬于開灤(集團)有限責任公司。唐山礦生產能力為410萬t/a,井田走向長14.55 km,A斜長3.5 km,屬立井、多水平、石門大巷開拓方式,進回風巷布置在同一水平。礦井通風方式為單翼對角式通風,通風方法為抽出式。礦井為高瓦斯礦井;各煤層煤塵均有爆炸危險性,煤塵爆炸指數為31.09%~38.64%;各煤層均有自然發火傾向性,自然發火期為10~12個月,為自然發火礦井。
應用上述評價體系對該煤礦礦井通風系統進行安全可靠性評價,綜合得分為0.88,安全可靠性評價結果為良好。唐山礦通風線路長、進風段阻力過大、采區間有大角聯、不能反風、岳胥區無安全出口等問題是唐山礦通風系統存在的主要問題,為唐山礦通風系統改造指明了方向。
6 結論
(1)論述了礦井通風系統多因素綜合評判法以及評判準則,分析了多因素綜合評判方法、因素集合和評判集合的建立、模糊評價指標隸屬度的確定、評價指標權重的獲取和評價模型建立的方法。
(2)采用礦井通風系統多因素綜合評判法,建立了礦井通風系統評價指標體系。該評價體系包括了礦井通風系統技術可行性評價指標、安全可靠性指標、通風系統安全管理指標、經濟合理性指標和瓦斯、煤塵指標等5個一級評價指標,包含51個評價因素,給出了每項一級指標的權重及各評價因素的權重。
(3)以唐山礦為例,運用建立的礦井通風系統安全可靠性評價指標體系,對唐山礦通風系統進行了評價,評價結果為良好。認真分析并指出了唐山礦通風系統存在的問題。
參考文獻
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礦井通風系統調整方案范文3
關鍵詞:煤礦礦井;通風系統;問題分析;解決對策
煤礦礦井通風系統是保證煤礦生產的主要因素之一,直接影響著井下工作的安全性,是工人施工以及安全生產的保障。但是,從通風系統構成及其應用實際情況來看,在相對特殊的煤礦生產環境之中,容易受到多種因素的影響,導致容易各種問題,進而降低煤礦生產的安全性,甚至引發安全事故。針對此種情況,應當加強對通風系統問題的分析,探究有針對性的問題,予以有效處理與控制,使通風系統恢復最佳狀態,良好運行,為高質高效的采煤奠定基礎。所以,加強煤礦礦井通風系統的優化調整是非常必要的。
1 煤礦通風系統的簡單概述
目前,在煤礦礦井之中常用的通風系統,主要是由通風動力、通風網絡、通風方法、通風設施等組成,可以充分的發揮通風換氣的作用,當然,因通風系統結構復雜,且應用在特殊的生產環境之中,所以通風系統的設置需要具備一定的要求,出于保證礦井下煤礦生產安全、有效進行的考慮,要求通風系統的通風量設置一定要滿足應用要求,以便礦井下瓦斯、粉塵含量較少,不會威脅到煤礦安全開采;出于保證風流通暢,能夠良好的排除礦井下空氣,要求通風系統風流流經路線必須具有較高的完整性和合理性,如此才能使風流通過入風井口進入礦井,順利的經過各用風作業地點,將礦井下空氣排出[1]。所以,煤礦礦井通風系統建設與使用的過程中應當按照相關要求來設置,以便通風系統可以滿足要求,充分發揮通風換氣的作用,保證礦井下空氣良好,為煤礦開采營造安全的生產環境。
2 煤礦通風系統問題分析
通過對近些年我國煤礦生產實際情況了解到,煤礦生產之中通風系統常常出現阻力問題,導致通風系統運行不佳,影響通風。以下筆者將重點分析通風系統阻力問題。
2.1 摩擦阻力
所謂摩擦阻力是指風流在井巷中流動時,沿程受到井巷固定壁面的限制,引起的內外摩擦,所產生的阻力。通常情況下,流體在運動中會出現兩種不同的狀態,即層流流動和紊流流動。因流層是指流體各層的質點相互不混合,呈流速狀,為有秩序地流動,各流速的質點沒有能量交換。因此,流體在運動的過程,如若受到某些因素的影響,使得紊流和層流流體質點相反,那么雖然總流方向不會改變之外,其流體內部存在著時而產生、時而消失的渦流?;诖死碚?,前人嘗試進行多種實驗,最終得出摩擦阻力公式。即在巷道的斷面積為S,周長為U,風流的運動粘性系數為v,那么井巷風流不會出現層流狀態,多數完全是紊流,只有一小部分風流可能處于完全紊流過渡的狀況,如此可以確定摩擦阻力的公式為:
對于已經確定的井巷,巷道的長度L、周長U,斷面積S以及巷道的支護形式,都是確定的,那么,此時可以確定摩擦阻力的參數,即:
當然,在摩擦阻力值不變的情況下,可以視其為反映井巷幾何特征的參數,它反映的是井巷通風的難易程度,即:
基于此公式,可以確定完全紊流時,摩擦阻力定律說明了摩擦風阻一定的情況下摩擦阻力與風量的平方成正比。
2.2 局部阻力
在風流運動過程中,由于井巷邊壁條件的變化風流在局部地區受到局部阻力物的影響和破壞,引起風流流速大小、方向和分布的突然變化,導致風流本身產生很強的沖擊,形成極為紊亂的渦流造成風流能量損失,這種均勻穩定風流經過某些局部地點所造成的附加的能量損失,就叫做局部阻力。基于此概念,對通風系統運行中的風流運動情況進行分析,確定其可能受到的局部阻力較多,如巷道斷面的變化、巷道拐彎處、巷道交叉處、巷道交匯處等[2]。在出現局部阻力的情況下,通風系統的運行比較會受到影響,導致通風換氣效果不佳。
3 解決煤礦通風系統問題的有效措施
針對當前煤礦礦井通風系統運行容易出現阻力問題的情況,筆者參考相關文獻及自身工作經驗總結,建議實施以下措施:
3.1 摩擦阻力問題的處理
3.1.1 減少摩擦阻力系數
礦井通風設計時盡量選用摩擦阻力系數較小的支護方式,如錨噴、砌碹、錨桿、錨鎖、鋼帶等?;诖?,在具體進行施工的過程中,應當結合實際情況,選擇適合的支護方式,在此基礎上盡量采取光面爆破技術來進行施工,如此不僅可以保證施工質量達標,同時使井巷避免平整光滑,以此來減少摩擦,避免摩擦阻力的產生。另外,在支架巷道施工的過程中,應當遵循施工要求,整齊的設置支架,并且適當的控制支護的密度,以便支護可以充分發揮作用,支撐整個井巷。
3.1.2 選擇適中的井巷風量
基于以上內容的分析,確定摩擦阻力與風量平方成正比,這就意味著風量的增大,必然會使摩擦電阻增加,那么通風系統運行可能受到的負面影響越大。為了避免此種情況的發生,應當選擇適中的井巷風量。也就是在通風設計和技術管理過程中,根據煤礦開采的實際情況,確定各個用風地點的風量,進而確定風量的控制范圍,合理的設置通風系統,如此可以避免受到通風系統運行之中受到摩擦電阻的影響[3]。
3.2 局部阻力問題的處理
基于以上煤礦礦井通風系統局部電阻問題的分析,確定產生局部電阻的直接原因是巷道斷面的變化,進而使巷道風流速度發生改變,影響通風系統的正常運行。為了有效處理局部電阻問題,筆者建議:
(1)可以最大限度地減少局部電阻地點的數量。也就是在設置巷道時應當盡量較少直徑小的鐵風橋的運用,如此可以減少節風窗的數量,那么就會減少局部電阻地點的數量。
(2)當連接不同斷面的巷道,和以設置圓弧型的連接邊緣。也就是在巷道拐彎,為了盡量避免出現直角彎而產生局部電阻,可以在不同斷面的巷道連接邊緣設為圓弧型,如此可以減小彎角。
4 結束語
從通風系統構成及其應用實際情況來看,在相對特殊的煤礦生產環境中,容易受到多種因素的影響,導致各種問題的出現,降低煤礦生產的安全性,甚至引發安全事故。基于文章的分析,確定煤礦礦井通風系統出現電阻問題,會影響通風系統的良好運行。對此,應首先明確通風系統電阻問題,確定是摩擦電阻造成的還是局部阻造成的。其次是針對具體的電阻問題,提出適合有效的措施加以處理,從而解決摩擦電阻或局部電阻問題,以便使通風系統恢復最佳狀態,良好運行,為高質高效的采煤奠定基礎。所以,認真分析通風系統問題,對癥處理,以便為煤礦開采提供安全的生產環境。
參考文獻
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礦井通風系統調整方案范文4
【關鍵詞】 煤礦 通風系統 安全性 評價 防治措施
安全性在煤礦生產中具有十分重要的意義,為保證安全生產一般在煤礦作業中應做好通風、防塵、防火及防瓦斯。通風是防止煤礦瓦斯爆炸、煤塵及自燃性火災的基本工作,如何做好煤礦通風并以安全評價尋找煤礦通風中存在的問題,進而提出相應的整改措施,以保證煤礦的安全生產受到廣泛關注。安全評價理論和技術作為一門交叉學科,隨著科學技術的發展,在未來發展階段,安全評價理論和技術,特別是礦井安全評價技術,將得到充分發展和完善,并逐步在行業和社會得到普遍推廣和使用。
1 煤礦通風的安全評價
對礦井通風系統的安全性進行評價,目的是及時發現礦井通風系統中存在的問題和安全隱患,調整和改造系統,優化通風設計,準確編制應急預案,指導煤礦通風安全管理。因此,對礦井通風系統做出科學合理的評價,發現存在的事故隱患并及時處理,已經成為減少礦山事故的重要手段之一。煤礦的通風評價主要分為五個方面,包括自然風壓評價、基礎資料評價、測風評價、系統評價和管理評價。通過這幾個方面的評價能夠有效評估影響礦井作業安全的危險因素。
1.1 自然風壓評價
指因井口高低差異和風流溫度差異導致的風流密度不同而形成的自然風壓。自然風壓對礦井的通風可產生促進作用或抑制作用,對自然風壓的評價首先要分析礦井自身的特點,同時結合礦井的供風情況,最終做出自然風壓評價。
1.2 基礎資料評價
基礎資料評價是以我國的相關法律法規為基礎依據,鑒定煤礦的瓦斯等級、二氧化碳等級、煤層的自燃發火性和爆炸性等級。另外煤礦應每年對以上數據進行鑒定并備案。
1.3 測風評價
測風評價是對煤礦的每一處用風點的風流和風速進行檢測,屬煤礦日常管理工作,在煤礦日常安全管理中具有極其重要的意義。在測風評價中要求數據務必詳實、準確,能夠真實的反映礦井的通風情況,另外要求測風點全面、具體。
1.4 系統評價
煤礦通風安全系統是保障煤礦作業中各地點風速和風流的穩定性的根本。煤礦通風系統主要以對角式、中央并列式和分區式組成,通過分析通風安全系統的特點能夠判斷風門、風窗等設施是否達標,負壓是否達標、反風和風機是否達標以及巖柱和煤柱是否達標。通過提高礦井作業的施工規范,保證通風系統協調運作,進而滿足礦井作業的安全性要求。
1.5 通風管理評價
通風管理評價是對礦井的通風管理系統進行評價,通過此評價能夠對通風管理制度進一步完善,從而有效的避免因管理不善導致礦井通風出現問題,另外還能夠加強對礦井通風點的了解及其對通風系統的影響。
2 加強煤礦通風安全的措施
為加強煤礦通風的安全性,企業首先應了解自身特點,之后結合國際上的先進經驗,從而制定合理的解決方案,但大體上應做到以下幾點。
2.1 借鑒國外經驗,提高管理標準
煤礦通風安全決定著煤礦作業的安全,故應當借鑒國外的經驗,提高管理的標準,以國際化的標準對煤礦的通風安全進行管理,能夠有效提高煤礦通風的安全等級,保障作業的安全性。
2.2 組織安全培訓,提高員工安全意識
對礦井內的作業人員,尤其是通風管理人員進行安全培訓,使員工明確國家的相關法律、自己的崗位職責、工作中存在的危險因素以及遇到危險后的自救方法。最終使員工能夠提高安全生產意識,確保工作的安全性。
2.3 加強監控管理
提高礦井內部的安全監控主要以兩個方向入手,第一應提高監控裝備的水平,確保對礦井內瓦斯的監控能力,進而有效避免瓦斯超限;第二應增加礦井內瓦斯監測人員,以保證隨時監控礦井內瓦斯的濃度,保證及時發現問題并解決。
2.4 加強通風機的控制
堅決避免礦井內部通風機的隨意性斷電。在礦井內對有用點設施的部分加強對瓦斯的濃度監控,一旦出現瓦斯濃度超限應及時對其周邊進行斷電,保證礦井內員工的生命安全,同時也保證作業安全。應成立應急預案小組,對礦井內的通風安全進行監控,建立責任制度,落實責任分配,做到責任明確。
2.5 注重細節管理
加強對可能造成安全隱患的細節的監控力度,加強通風管理,保證通風系統的正常運行,根據礦井內的實際情況進行調整,保證礦井內的安全作業。
3 結語
綜上所述,通過分析礦井內提高通風安全評價的方法以及相關的改進措施,使煤礦企業自上而下認識到通風安全系統的重要性,結合國外的先進經驗及自身企業的特點,制定相關的管理制度并實施,保證煤礦作業的安全性??紤]到礦井通風系統是一個多環節、非線性、動態性和模糊性的復雜關聯大系統,具有復雜、多變、隨機等內涵明確、外延模糊的特點。安全評價是一項改善煤礦安全管理現狀,建立安全生產長效機制的手段,是一項長期永恒的工作。研制與開發具有支柱作用的、適應井下特殊生產活動的評價理論、技術和方法,解決礦井通風系統安全問題對于抑止事故特別是特重大事故具有重大的理論意義和應用價值。對礦井生產系統現有的安全狀況、動態分析以及礦井安全性未來科學、準確的預測,是安全評價理論與技術研究的重要內容,也是煤礦安全管理過程必須解決的課題。應用現代應用數學、計算機科學、人工神經網絡、非線性系統理論等對礦井安全評價理論和應用進行系統的研究,對改善礦井安全狀況,推進我國礦山生產領域安全科技進步,提高礦山企業防災、抗災能力,促進煤炭工業的可持續發展均具有重要意義。
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礦井通風系統調整方案范文5
通風系統是礦井生產的重要環節,為保證通風系統正常工作,必須科學地設計和管理。目前,在礦井通風作業中普遍存在一些問題,例如:測量工作繁重、實際運作成本高、反饋信息數據的滯后性、通風系統效率精確度低、實現系統局部或整體的可控性和可視化困難等。應用虛擬現實技術解決上述問題依靠的是現代科學技術和系統工程的方法理論,運用計算機科學技術中的相關高新技術手段,科學地創建礦井的三維虛擬場景,系統地調配巷道數據以精確生成礦井的通風網絡圖。用戶可以任意調節(添加或刪除、改變形狀等)通風設施(風窗、風門、風橋等)或設備(通風機等)的參數來高效逼真顯現礦井的通風系統變化,給決策者提供調整或革新的參考依據。用戶可以在虛擬場景中漫游,以逼真顯現井下設施和生產或通風狀況,給人身臨其境的感覺,對三維圖形進行旋轉以滿足從不同角度的視圖,以及縮放圖形以滿足對系統整體或局部的不同要求,實現礦井通風系統的可視化。而且,用戶還能以自然的方式(顯示裝置、語音設備等)與井下虛擬通風系統交互,達到對系統的可控性。在此基礎上,啟發用戶的構思決斷能力,強化管理決策。
二、系統的總體結構
近年來,基于OPenGL的高層開發包如OpenInventor等極大地方便了VR系統的開發??紤]到動態建模和虛擬現實的特點,將二者很好地結合起來,要做到界面友好、模型參數修改方便、顯示數據自然直接等,軟件應該是高度模塊化和可擴展的,并且具有良好的開放性。為了達到這一目的,系統采用基于組件的軟件開發模式,組件之間僅僅通過接口進行交互,采用客戶/服務器模式。接口根據是提供服務還是請求服務分為調出接口和調入接口兩類。組件動態存在于系統中,相互之間提供控制和狀態消息,實現組件的即插即用,無縫集成。根據動態設計的特點,該系統被劃分為事務控制、虛擬環境建模、風網解算、虛擬環境漫游與交互等幾個部分。
三、通風系統仿真
目前,風網解算用得最多的Cross迭代法。該法以風流運動的風量平衡定律、風壓平衡定律和阻力定律為依據,利用高斯―塞得爾迭代法逐次求解回路修正風量,直到其值不大于一個事先給定的精度為止,從而獲得方程組解的近似解,通過風網解算可得各分支風量。但風網解算都是隔一時期進行一次。由于通風系統是一個動態的系統,解算結果不能真正地反映實際的動態變化情況。為了提高礦井通風管理的質量和風網解算的速度,可采取基于Multi―agent系統的通風仿真系統,該系統能夠及時進行解算。在通風系統中,某一地方風量發生改變就會影響到其它地方的風量,甚至會發生方向逆轉。但在大多數實際情況中,某地風量的改變僅對它附近巷道風量有較大的影響,只要新的通風方案能滿足附近大多數巷道的通風要求,則該方案就是可行的。因此,提出了一種“投票”式的協同策略,即Agents對新方案進行投票,以滿足大多數Agent。以多Agent系統構筑的礦井通風仿真系統能夠對預期的通風方案進行仿真,并將結果與現有的方案比較,檢查新方案是否滿足要求,或比原方案更好。實際通風系統中主要組成有:通風網絡,包括礦井巷道的拓撲結構及巷道的風阻系數等;通風設備,包括風機、風窗、風門等。在仿真系統中,Agent根據功能可分為設備Agent、網絡Agent、接口Agent和學習Agent四類。Agent自己決定對哪些事件響應以及如何進行處理,Agent不斷學習和適應環境,同時不斷發展和提高自己的能力。根據歷史數據,設備Agent通過神經網絡的訓練和學習,得到在不同時期相應方向風量,決定新方案的選擇。
四、虛擬環境漫游與交互
對虛擬環境進行漫游實際上就是在場景中設置一個照相機(或視點),用戶通過鍵盤或鼠標改變照相機的各種參數(如位置、方向和焦距等),系統繪制在當前照相機參數下所成的圖像。漫游過程要用到常用的技術,如視見體裁減、可見性刪除和背面多邊形刪除等等。雖然很多成熟的圖形系統(如OpenGL)都支持這些技術,但在執行這些操作之前往往要執行圖形繪制流水線前面的一些操作,才能直接實現這些操作以加快繪制速度。
虛擬通風系統實現了3種漫游方式:①自動漫游,即按設計者事先精心規劃的最佳路徑與最佳視角,對虛擬環境進行淋漓盡致的表現;②查詢式漫游,即由用戶自行設定一條漫游路徑,然后沿該路徑完成漫游;③交互式漫游,即漫游路徑由鼠標或鍵盤實時控制,在此過程中記錄中實時路徑,并可根據用戶的選擇連續的回放。在漫游過程中進行的碰撞檢測,其一是根據巷道的四壁對攝像機高度進行監測,避免在交互式漫游過程中發生鉆入煤層的現象。其二是根據建筑物和設備的輪廓進行監測,防止“穿墻”而過的現象。
為避免用戶在虛擬環境中“迷路”,可采用兩種措施:①可根據用戶要求,打開輔助的平面地圖,使用戶能明白身處何處;②設置攝影機復位功能,以便用戶迅速返回缺省位置。
場景中的光照效果也可以改變,系統缺省提供了一個點光源、一個平行光源和一個錐光源。用戶可以改變這些光源的屬性(包括位置、方向和顏色),還可以增加新光源或減少光源,所以對光源的交互過程也是可視的。
五、結束語
礦井通風系統調整方案范文6
【關鍵詞】通風方式;治理礦井瓦斯;煤礦安全生產
0 引言
瓦斯災害是制約煤礦安全生產的重要因素之一,如何防治礦井瓦斯災害是擺在我們廣大煤礦技術人員面前的難題之一。針對瓦斯防治技術,筆者認為大致的可以分為兩大類:一類是通過通風的方式來治理瓦斯問題,比如各個用風地點的合理配風,通風方式的合理布置等等;還有一類是通過抽采瓦斯的方式來解決瓦斯問題,抽采瓦斯是防范瓦斯事故的治本之策。有關抽采瓦斯的文章非常多,本文主要從通風的角度談談如何治理瓦斯。
1 從通風系統整體入手治理瓦斯
在某種程度上,一個礦井通風系統設計與管理的優與劣就決定了這個礦井生產階段的瓦斯管理能力,也就是說通風系統是治理瓦斯難題非常重要的突破口之一。針對瓦斯問題,在通風系統方面需要考慮以下問題。
1)礦井必須有完整的獨立通風系統,改變全礦井:一翼一個水平面的通風系統時,必須報集團公司總工程師批準。主要通風機必須安裝在地面,裝有通風機的井口必須封閉嚴密,其外部漏率在無提升設備時不得超過5%。
2)礦井通風系統圖必須標明風流方向,風量和通風設施的安裝地點,必須按季繪制通風系統圖,并按月補充修改,多煤層同時開采的礦井,必須繪制多層系統圖,礦井應繪制礦井通風系統圖和礦井通風網絡圖。
3)礦井必須采用機械通風、主要通風機械必須裝置兩套同等能力的通風機,其中一套備用,并保證主要通風機正常運轉。
4)主要通風機必須有反風設施,必須能在10min內改變巷道中的風流方向,當風流方向改變后,主要通風機的供給風量不應小于正常風量的40%。反風措施由礦長組織有關部門每季度至少檢查一次,每年應進行一次反風演習。
5)主要通風機日常管理與操作,由專職司機負責,司機每小時應將通風機運轉情況填入專項記錄,發現有異常變化時,必須立即報告公司總調度室。裝有主要通風機的主要通風口,應安設防爆門,每6個月檢查維修一次。
6)新安裝的主要通風機在投入運行前,必須進行扇風機性能測定和試運轉工作,以后每年進行一次性能測定。
7)進、回風井和主要通風巷道之間每個聯絡巷道中,必須砌筑永久擋風墻,需使用的聯絡巷道,必須安裝兩道正向和兩道反向的風門,防止在反風時風流短路。禁止利用主要通風機房作其它用途。
8)礦井投產前,進行了一次礦井通風阻力測定,以后每三年必須進行一次,井下轉入或改變一翼通風后,必須重新進行礦井通風阻力測定,礦井要不斷改善通風系統,確保巷道暢通無阻,采取合理的降低通風阻力的措施,使用情況符合煤礦安全生產實際所需。
9)主要通風機因檢修,停電或其它原因需要停風時,必須制定停風措施,報公司總工程師批準。主要通風機在停風期間必須打開井口防爆門和有關風門,以便充分利用自然通風。
10)至少每月檢查一次主要通風機,改變通風機,轉數或葉片角度時,必須通風區制定措施,給出數據,公司總工程師批準后,由機電科或運輸區配合執行。
11)由設計、生產、通風等部門嚴格把關,消除不符合《煤礦安全規程》規定的串聯、擴散通風。合理調配風量,保證井下各用風地點風量、風速符合《煤礦安全規程》中的有關規定。
12)所有通風設施的構筑,必須符合礦井通風質量標準的有關要求。
2 局部通風機瓦斯治理方案
礦井的主要通風機影響著全礦井的通風能力,因此會受到大家的普遍重視,而井下的局部通風機由于影響的范圍不是很大,所以容易受到有些人的忽視,但是他對于瓦斯治理同樣也有著重要的作用,具體措施如下。
1)局部通風機必須由指定人員負責管理,保證正常運轉。
2)正常工作和備用局部通風機均失電停止運轉后,當電源恢復時,正常工作的局部通風機和備用局部通風機均不得自行啟動,必須人工開啟局部通風機。
3)嚴禁使用3臺以上(含3臺)局部通風機同時向1個掘進工作面供風。不得使用1臺局部通風機同時向2個作業的掘進工作面供風。
4)使用局部通風機通風的掘進工作面,不得停風;因檢修、停電、故障等原因停風時,必須將人員全部撤至全風壓進風流處,并切斷電源。恢復通風前,必須由專職瓦斯檢查員檢查瓦斯,只有在局部通風機及開關附近10米以內風流中瓦斯濃度都不超過0.5%時,方可由指定人員開啟局部通風機。
5)掘進工作面與瓦斯電、風電、主備風機切換設施必須做到“三同時”即同時設計、同時施工、同時投入使用。
6)掘進工作面所用的局部通風機功率應根據所需風量進行匹配。
3 巷道貫通時的瓦斯治理方案
巷道貫通作為礦井生產過程中的一個特殊時段,對整個礦井的通風風量都會有一定程度的影響,進而影響稀釋涌出瓦斯量的能力。因此,對于巷道貫通時期的瓦斯治理,我們需要給予特別的關注,主要有以下幾個方面。
1)一般巷道貫通必須編制經公司總工程師批準的包括通風內容的專項安全技術措施,并貫徹到生產隊組;與采空區、老窯的貫通措施以及有可能和老窯區、小窯破壞區貫通的措施,報集團公司總工程師批準,公司總工程師現場指揮,救護隊協助進行貫通,通風區負責貫通時的通風系統調整及瓦檢工作。
2)一般巷道貫通的規定
炮掘面相距20米,機掘面相距50米,貫通執行下列規定:
(1)貫通的巷道屬于主要通風巷道,并直接影響礦井通風系統時,公司總工程師必須負責貫通的指揮工作,通風區長負責貫通時的現場指揮工作。其它貫通,通風區必須派干部現場統一指揮,確保施工安全。
(2)地測部門必須向公司總工程師報告,并書面通知通風區,通風部門事先必須做好貫通時的系統調整及瓦檢工作。地測部門下達通知書后,公司調度每班必須向通風區通報掘進進度,通風調度每班掌握瓦斯、風量變化情況,并匯報當日值班負責人。
(3)需要做風門或調節時,在貫通前必須完成設施工程,在主要進、回風巷之間嚴禁臨時替代永久工程。對掘工作面必須停止一個面作業,且該面須切斷電源,撤出人員,設置警戒,保持正常通風。
(4)與盲巷貫通時,應先對該巷進行瓦斯排放,排放完畢,恢復正常通風,并設置警戒。
(5)參與貫通的部門應明確崗位分工,特別是貫通后通風系統受影響的區域,必須設置專人檢查瓦斯、停電撤人、設置警戒,同時要進行風量測定。
(6)貫通后應及時調整通風系統,形成正常的全負壓通風系統后,方可停止局扇運行,同時要檢查回風流,作業地點以及相關地點的瓦斯濃度、檢查通風設施,以及風流狀況。如果有問題,必須及時進行處理。
(7)每次放炮前,掘進工作面班組長必須派專人和瓦檢員共同到對方工作面,檢查該工作面回風流及附近20米內的瓦斯濃度,瓦斯濃度超限時,先停止掘進工作面作業,然后處理瓦斯,只有在兩個面、回風流及其附近20米內的瓦斯濃度都在1%以下時,方可進行掘進工作和裝藥放炮。