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关于煤矿通风安全控制技术分析

时间:2022-10-31 11:55:04 来源:网友投稿

矿井(煤矿)通风系统是矿井安全生产和灾害防治的基础。其安全性直接影响着矿井的安全生产和灾害防治。矿井通风系统的安全性是指矿井通风系统结构的安全性。正确地评价矿井通风系统的安全性,有利于针对存在的问题提出有效的安全措施,提高矿井的抗灾能力。

一、矿井系统安全性评价

(一)矿井通风系统安全性的评价指标

矿井通风系统安全性是客观评价矿井通风系统结构的安全程度指标。参考有关文件资料,并根据主从相关原则、回归关系原则和方向性原则,确定了主要通风机运转稳定、用风地点分区通风且风量满足要求、矿井风量供需比、矿井通风系统和设备有利于灾害的防治、矿井风压、反风系统灵活可靠通风设备及风门装有自动监控系统、主要调节风窗数及工作面调节风窗数与回采工作面数之比、隔爆设施齐全等9个指标。

(二)评价指标的权值

根据各评价指标对矿井通风系统安全性影响的重要程度,应用层次分析法确定了各指标的权值。

(三)评价指标的函数

根据各个指标与矿井通风系统安全性的关系,求得各指标的函数。

1、主要通风机运转稳定

(1)一台通风机的矿井

f1=0;k1>0.9或k1<0.2;f1=1 0.5;f1=k1-0.2/0.3;k1=0.2~0.5

(2)多台通风机的矿井

f2=0;k1i>0.9或k1i<0.2或主要回风巷不独立;f2=1 0.5;f2=k1i-0.2/0.3 k1I=0.5~0.5(min k1i);其中:k1=HS/Hsmax

式中,HS—通风机风压,Pa;Hsmax—通风机最高风压,Pa。

2、用风地点为分区通风且风量满足要求

f2=n1/N1式中,n1—用风地点为分区通风且风量满足要求数;N1—用风地点的总数。

3、矿井风量供需比

f3=0;k2>1.5或k2<1;f3=1;1<=k2<=1.2;f3=3-2k2;1.5>=k2>1.2;k2=Q/Q0

式中,Q—矿井实际供风量,m3/min;Q0—矿井的需风量,m3/min;

4、矿井风通系统和设备有利于灾害的防治

f3=n2/N2式中,n2—有利于防治灾害的地点数;N2—应防治灾害的地点总数

5、矿井风压

f5=1 H;f5=1-(H-h0)/h0 H>h0;h0=174.95Qf0.42

式中,h0—矿井风压的阈值,Pa;Qf—通风机的风量,m3/s;H—矿井的实际风压值,Pa。

6、反风系统灵活可靠

f6=0无反风系统;f6=(1、(2有反风系统;其中,(1=10/t;(2=(/0.4;

(1、(2在[0,1]范围取值。

式中,t—反风时改变巷道中风流方向所需的时间,min;(=Q(/Q;Q(—反风时通风机供给的风量,m3/min,Q—通风机正常的供风量,m3/min。

7、通风设备及风门装有自动监控系统

N;f7=(Pi/n0;i=1式中,n0—应装自动检控系统的通风设备及风门数;n—已装有自动检控系统的通风设备及风门数;Pi—第i个装有自动检控系统的通风设备或风门的有效度。

8、主要调节风窗数及工作而后调节风窗数与回采工作面之比

f8=1-d其中:f8在[0,1]取值

d=0.3(1+0.2(2+(0.1(3/b)式中,(1—总回风巷调节风窗数;(2—每翼或采区回风巷调节风窗数;(3—回采工作面调节风窗数;b—回采工作面数。

9、隔爆设施齐全

f9=1-e其中:f9在[0,1]取值

e=0.2C1+0.1C2+0.1C3+0.05C4

式中,C1—未设隔爆设施的矿井翼数;C2—未设隔爆设施的采区数;C3—未设隔爆设施的煤层数;C4—未设隔爆设施的采、掘工作面数。

二、矿井通风系统的安全性分析

(一)矿井通风系统的安全度

矿井通风系统的安全度是指矿井通风系统安全性的程度。依据矿井通风系统安全性的评价指标,当9个评价指标的函数值均为1时,矿井通风系统的安全性最好,安全度最高。在此,矿井通风系统的安全度的计算式为:9;s=2((ifi*;i=1 式中,(i—第i评价指标的仅值;fi—第i评价指标的函数值。

(二)矿井通风系统安全性的等级

以式*计算矿井通风系统最高的安全度值为100,此时矿井通风系统的安全性最好。以此为基础,通过分析依安全度的大小将矿井通风系统的安全性分为A、B、C、D四个等级,不同的等级应采取相应的安全措施。

三、应用实践

某矿年生产能力为240万吨,2个风井,6个回采工作面,3个备用工作面,掘进工作面14个,矿井通风系统存在较多的不安全因素。

依据矿井实际,求得了各指标的函数值。计算的矿井通风系统的安全度为:

9;s=2((ifi =2×(0+9×0.91+8×0.34+6.5×0.5+5.5×0.63+4.5×1+0+2×0.5+1×0.65);i=1;=85.4

改造后矿井通风系统的安全性为B级,安全性为良好,提高了矿井的抗灾能力。

实际应用表明:矿井通风系统安全度定量地说明了矿井通风系统的安全性,即直观又明确,能进一步促进矿井通风的科学管理。

(作者单位:双鸭山矿业集团东保卫矿通风区)