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韓家灣煤礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造

文檔作者：王兆平文檔來源：陜北礦業(yè)公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年02月24日
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韓家灣煤礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造
王兆平
(陜北礦業(yè)公司陜西719000)
【摘要】韓家灣煤礦通風(fēng)能力不足，通過更換主扇，并聯(lián)回風(fēng)井，降低礦井通風(fēng)阻力，提高了礦井通風(fēng)能力，并對通
風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行了研究評價。
【關(guān)鍵詞】通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化；改造；測定
中圖分類號：TD724 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009_6833(2014)05一048—02
Han Guwan coal mine Ventilation system叩timization
Wang Zhaoping
Abstmct：Han Guwan mine ventilation abihty is insu伍cient，and by chan舀ng出e main矗n，parallel retllm air sha在，reduce mine
ventilation resistance，improve the ability ofllline ventilation，and eva王uate the ventiladon system is studied．
Keywords： ventilation system optiHlization； Modi6cation； The detemlination of
1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造的必要性
陜北礦業(yè)公司韓家灣煤礦原設(shè)計生產(chǎn)能力為150萬噸／年，
后通過產(chǎn)業(yè)升級該改核定生產(chǎn)能力為400萬噸／年，礦井采用四
條斜井開拓方式，實(shí)行分區(qū)通風(fēng)，礦井通風(fēng)方式為中央并列式
通風(fēng)，“三進(jìn)一回”。礦井主扇型號為FBDCZ一8一N0：24型
(2+185Kw)，一臺運(yùn)轉(zhuǎn)，一臺備用。礦井總進(jìn)風(fēng)量5610m3／min，
總回風(fēng)量為5800m’／min，礦井負(fù)壓600pa，礦井等積孔為
2．54m2。隨著礦井生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)系統(tǒng)的不斷延伸，
礦井通風(fēng)阻力和需風(fēng)量也隨之增大，而原有的主扇已滿負(fù)荷運(yùn)
轉(zhuǎn)，根據(jù)目前的生產(chǎn)布局主扇通風(fēng)能力不能滿足安全生產(chǎn)需要，
如過不更換主扇電機(jī)，改造通風(fēng)系統(tǒng)，將會嚴(yán)重制約著礦井生
產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，也造成超通風(fēng)能力生產(chǎn)。
2013年9月，聘請北京華宇工程有限公司西安分公司對韓
家灣煤礦通風(fēng)系統(tǒng)改造方案進(jìn)行了技術(shù)論證。提出了更換風(fēng)井
主扇方案，即：更換為2臺FBCDzN028／2×250型防爆對旋軸流
式通風(fēng)機(jī)，1臺工作，l臺備用；每臺通風(fēng)機(jī)配2臺通風(fēng)機(jī)專用
隔爆型變頻調(diào)速電動機(jī)，功率2×250kW，電壓10kV，額定轉(zhuǎn)
速59叫min，變頻范圍25～50Hz。及將原來一條進(jìn)風(fēng)井改造為
和現(xiàn)在回風(fēng)井并聯(lián)回風(fēng)的通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化方案。回風(fēng)斜井通風(fēng)機(jī)
工況參數(shù)見表1：
表1 回風(fēng)斜井通風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況參數(shù)表
風(fēng)量靜壓效率軸功率
轉(zhuǎn)速
項(xiàng)目(“hn
葉片年電耗
(m’／s) (Pa) (％) (kW) 角度(kW．h)
n J
2013年145 914 67 197．9 515 +30 2．044x 106
2014年145 1060 70 219．5 518 +3。2．268×106
2015年145 1778 84 306．9 550 +3 3．171×106
困難時期133 2165 85 338．7 590 ．1 3．500x106
2改造礦井通風(fēng)系統(tǒng)
2．1更換主扇．增大通風(fēng)能力
2014年4月，主扇更換安裝工程正式實(shí)施，首先1”主扇正
常運(yùn)轉(zhuǎn)，保證井下正常通風(fēng)，將2”主扇吸風(fēng)口與風(fēng)硐密閉，隔
斷24主扇與井下風(fēng)路的聯(lián)系，拆除24主扇，安裝新24主扇，然
后按照規(guī)定對新改造的2”主扇進(jìn)行了48小時空負(fù)荷試運(yùn)轉(zhuǎn)，證
明該主扇運(yùn)行穩(wěn)定可靠，各項(xiàng)參數(shù)均在合理范圍內(nèi)后，按正常
程序倒換風(fēng)機(jī)，24主扇正常投入運(yùn)轉(zhuǎn)，再按照同樣程序更換1”
主扇。
2．2更換主扇電機(jī)后的效果
主扇更換后，在主扇葉片安裝角同為35”時，礦井風(fēng)量由
102．3m3／s提高到120．4m3／s，風(fēng)壓由600Pa提高到800Pa，可以
滿足400萬噸／年的生產(chǎn)能力的需要。
2．3改造通風(fēng)巷道，降低通風(fēng)阻力
主扇更換后，礦井風(fēng)量增大，回風(fēng)井風(fēng)速超限，且通風(fēng)阻
力占礦井通風(fēng)阻力的比例達(dá)到25．6％。為此，通過將原一條進(jìn)
風(fēng)井和現(xiàn)在回風(fēng)井改造為并聯(lián)回風(fēng)井，將風(fēng)井通風(fēng)斷面由原來
的9m2擴(kuò)大到17 m2。使礦井通風(fēng)阻力降低18％以上，同時解
決了回風(fēng)井風(fēng)速超限問題。
2．3．1主斜井
位居四條井筒最北側(cè)，井口標(biāo)高+1248．om，井筒落底于3。
煤層。分為兩段：上段井簡傾角18．70，長335m，井筒采用料
石砌碹支護(hù)，支護(hù)厚度300衄，凈斷面積8．1m2，掘進(jìn)斷面
10．6m2。下段傾角18。，長度約為155m，井筒凈寬4．2m、凈高
3．4m，半圓拱形斷面，凈斷面積12．4m2，掘進(jìn)斷面積16．O∥。
井筒內(nèi)鋪設(shè)一條1000mm膠帶輸送機(jī)。主斜井承擔(dān)礦井主提升
任務(wù)，兼進(jìn)風(fēng)和安全出口。
2．3-2副斜井
在四條井筒中的最南側(cè)，井口軌面標(biāo)高+1242．Om，井筒落
底于2。煤層。井筒傾角5．5～6。，長680m，井筒表土段采用料
石砌碹支護(hù)，支護(hù)厚度300r叫，基巖段采用錨噴支護(hù)。副井筒
凈寬為4．2m，凈高為3．5m，半圓拱形，凈斷面積13．6m2，掘
進(jìn)斷面表土段16．7m2，正常段14．2m2。副斜井承擔(dān)礦井輔助提
升任務(wù)，兼進(jìn)風(fēng)和安全出口。
2．3．3一號回風(fēng)斜井
距離主斜井井口南60m。井口標(biāo)高+1248．om，井筒落底于
2。煤層。井筒傾角20～220，長226m，井筒采用料石砌碹支護(hù)，
半圓拱形，支護(hù)厚度300mm，上段長147m，傾角200，凈斷面
積9．3m2，掘進(jìn)斷面11．9m2。下段長79m，傾角22。，凈斷面
10．6m2，掘進(jìn)斷面11．9m2。承擔(dān)全礦回風(fēng)任務(wù)，兼安全出口。
2．3．4原副斜井
原副斜井為進(jìn)風(fēng)斜井，現(xiàn)將其與現(xiàn)有回風(fēng)斜井在兩條井筒
井口和井底處施工聯(lián)絡(luò)巷并聯(lián)為回風(fēng)井。井筒距離主斜井井口
南30m，井口標(biāo)高+1248．Om，井筒落底于2。煤層。并筒傾角
16。，長285m，采用料石砌碹支護(hù)，半圓拱形，支護(hù)厚度300mm，
凈斷面積8．2m2，掘進(jìn)斷面10．3m2，兼安全出口。
井下大巷采用“T”字型布置，在井田中部沿煤層走向分煤層
各布置一組南北向盤區(qū)大巷，與現(xiàn)有東西向的21煤層水平中
央大巷利用斜巷進(jìn)行聯(lián)系，在各盤區(qū)巷兩側(cè)布置工作面進(jìn)行回
采，全井田共劃分為4個盤區(qū)，工作面走向長度2500m左右。
3通風(fēng)系統(tǒng)評價
2013年10月以來，公司生產(chǎn)部、韓家灣煤礦和西安科技
大學(xué)共同成立了“韓家灣煤礦通風(fēng)系統(tǒng)研究課題組”，安裝了通
風(fēng)三維動態(tài)解算軟件，主扇改造后，又組織進(jìn)行了主扇性能和
通風(fēng)阻力測定，對礦井通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行了分析研究。
3．1主扇性能測試
3．1．1 目的意義
為及時掌握礦井通風(fēng)安全管理基本數(shù)據(jù)和主扇的實(shí)際運(yùn)行
狀況。分別對風(fēng)機(jī)在30。、35。、40。、45。的葉片角度下的性能
參數(shù)進(jìn)行測定，獲得通風(fēng)機(jī)工作時的風(fēng)壓——風(fēng)量性能曲線；
功率——風(fēng)量性能曲線以及效率——風(fēng)量性能曲線。
萬方數(shù)據(jù)
3．1．2測定方案
韓家灣煤礦為軸流式通風(fēng)機(jī)，采用不帶網(wǎng)測定方法，在風(fēng)
硐內(nèi)用鐵閘門隔斷礦井總回風(fēng)，利用通風(fēng)機(jī)裝置的帶有蓋板的
風(fēng)窗，作為進(jìn)風(fēng)道進(jìn)行工況調(diào)節(jié)。在測定完一臺主扇葉片角度
的各種參數(shù)后，一次調(diào)整為另一角度，再進(jìn)行同樣的測試。當(dāng)
一臺風(fēng)機(jī)各種角度的參數(shù)都測量完后，倒換風(fēng)機(jī)，用同樣的方
法進(jìn)行另一臺風(fēng)機(jī)的測試。對于每一個葉片角度，至少測定8
個測點(diǎn)。
3．1．3參數(shù)測量
風(fēng)機(jī)參數(shù)的測量。
采用傾斜壓差計一皮托管法測定風(fēng)量，風(fēng)機(jī)風(fēng)量(速壓)
的測量點(diǎn)選定在風(fēng)機(jī)擴(kuò)散器出口內(nèi)側(cè)2米處；風(fēng)機(jī)相對靜壓的
測量選擇在風(fēng)機(jī)風(fēng)流入口處，利用原有監(jiān)測裝置進(jìn)行；空氣氣
象條件參數(shù)的測量在風(fēng)機(jī)風(fēng)流出口處進(jìn)行。噪聲的測定，則分
別選在電機(jī)軸向lm、風(fēng)機(jī)機(jī)身側(cè)面lm，以及風(fēng)機(jī)軸向lm處。
同時還要測風(fēng)機(jī)出口的空氣密度等。
電氣參數(shù)的測量。
要測定的電氣參數(shù)主要是電動機(jī)功率(或電壓、電流、功
率因數(shù))，選用二次儀表進(jìn)行。測定相關(guān)參數(shù)還包括電機(jī)轉(zhuǎn)速、
風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和電機(jī)溫度。
根據(jù)測定數(shù)據(jù)將計算結(jié)果分類列表，并分別繪制兩臺主扇
不同葉片角度的性能曲線。
3T2礦井巷道通風(fēng)阻力測定
3．2．1 目的
掌握礦井通風(fēng)系統(tǒng)中阻力分布情況，以便降阻增風(fēng)；確定
井巷實(shí)際摩擦阻力系數(shù)和風(fēng)阻值，為礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算及礦井
通風(fēng)管理提供基礎(chǔ)資料；確定井巷風(fēng)阻曲線，以便于調(diào)整通風(fēng)
機(jī)合理工況點(diǎn)，節(jié)能增效。
3．2．2測定方法
考慮到礦井通風(fēng)路線長的實(shí)際情況，要在盡量短的時間內(nèi)
完成，以避免因?yàn)榈孛鏆夂驐l件的變化而造成的比較大的測量
誤差，采用精密氣壓計法來完成最大通風(fēng)路線的通風(fēng)阻力測定
工作。
3．2．3測點(diǎn)布置
根據(jù)通風(fēng)流程最大、通風(fēng)阻力最大的原則確定阻力測定路
線。測點(diǎn)布置遵循如下原則：風(fēng)流沒有分風(fēng)或匯風(fēng)流，且風(fēng)流
穩(wěn)定、巷道斷面比較規(guī)整，測點(diǎn)擺放在節(jié)點(diǎn)上下測5．7米的位
(上接第47頁)
輸入訪問樹結(jié)構(gòu)刁，代理人屬性集合／，從系統(tǒng)獲得用于代理
簽名私鑰。將訪問結(jié)構(gòu)h看作屬性樹結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)根據(jù)屬性樹的
結(jié)構(gòu)露，從根節(jié)點(diǎn)D開始，自頂向下隨機(jī)構(gòu)造選取多項(xiàng)式
吼(g，保萄：令go(o)=w，對于樹中的每個節(jié)點(diǎn)z，使節(jié)點(diǎn)x的
多項(xiàng)式次數(shù)比閥值小l， 即f，=屯一l， 并且
吼(o)=g，，。㈣(加撖(x))遞歸地定義吼。對于每個葉子節(jié)點(diǎn)x，
系統(tǒng)計算屬性樹的私鑰是品：g。’竽，f。。仃(，)。
3．6代理簽名生成算法
輸入代理入B的身份踢，計算矗。=抒。(‰)，代理入B
隨機(jī)選擇％∈zp， 計算蜀=g白， 曰：=y’·4，
色=&amp;amp;·(g：”·^。)’， 風(fēng)=l’， 輸出代理簽名為
o=。
3．7代理簽名生成算法
輸入觀和對||l，的代理簽名盯，V驗(yàn)證該簽名是否為A的
有效代理簽名，驗(yàn)證下列等式：
筆魯÷￡；：警餐筍=ec馬，y，ec4，即ec磅‘虬一)，功ec∥，曲．
如果等式成立，驗(yàn)證者V就接受代理人B的代理簽名，否
則輸出上。
4方案安全性討論
代理簽名體制的6大安全性要求，即：可區(qū)分性、可驗(yàn)證
置。在已確定的通風(fēng)阻力測定線路上，凡風(fēng)量或巷道形狀和支
護(hù)方式有變化的地點(diǎn)都應(yīng)設(shè)測點(diǎn)。遇到風(fēng)量比較小的區(qū)段，要
設(shè)法增加風(fēng)量以保證精度。
3．2．4測量數(shù)據(jù)
每個測點(diǎn)需測定的數(shù)據(jù)有：巷道斷面參數(shù)、大氣條件、靜
壓差、干濕溫度、風(fēng)速等參數(shù)。在進(jìn)行井下測量工作的同時，
主要通風(fēng)機(jī)房內(nèi)每隔30分鐘，記錄一次扇風(fēng)機(jī)房“u”型水柱計
讀數(shù)。
3．2．5數(shù)據(jù)計算結(jié)果
根據(jù)測量數(shù)據(jù)和公式求得礦井通風(fēng)阻力為1130．9Pa，風(fēng)峒
的通風(fēng)阻力為29．3Pa。礦井通風(fēng)總阻力應(yīng)為1 160．2Pa。測量誤
差為0．2％，能滿足通風(fēng)阻力測定精度要求。
3．3通風(fēng)機(jī)性能分析評價
測定兩臺主要通風(fēng)機(jī)30。、350、40。、450安裝角下的風(fēng)量
一風(fēng)壓、功率一風(fēng)壓、風(fēng)機(jī)效率一風(fēng)壓的變化規(guī)律，繪制出各
自的特征曲線圖，確定通風(fēng)機(jī)的合理工作區(qū)間。
對照礦井通風(fēng)阻力曲線，通風(fēng)機(jī)目前(35。安裝角)的工況
點(diǎn)為：風(fēng)量125．2m3／s，全壓1160．2Pa，全壓效率為79．5％。表
明通風(fēng)機(jī)工作狀況良好，滿足目前礦井生產(chǎn)需要。
3．4礦井通風(fēng)阻力測定結(jié)果分析
通風(fēng)阻力分布情況：
礦井通風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)路可分為進(jìn)風(fēng)段、用風(fēng)段和回風(fēng)段。所
測定的路線上通風(fēng)阻力分布情況(百分比分別為28．5％、17．8％、
53．7％)，目前礦井通風(fēng)阻力主要集中在回風(fēng)段，原因是回風(fēng)大
巷風(fēng)量大，巷道斷面小，增加了礦井通風(fēng)阻力。
4結(jié)論
(1)韓家灣煤礦通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，更換了主扇，改造回
風(fēng)井通風(fēng)巷道斷面，大大提高了礦井通風(fēng)能力，使生產(chǎn)能力由
150萬噸／年提升到400萬噸／年．同時，消除了安全隱患。
(2)在目前情況下，通風(fēng)機(jī)工作狀況良好，能滿足目前礦
井生產(chǎn)需要
(3)韓家灣煤礦通風(fēng)處在比較容易時期，礦井通風(fēng)合理性
較好，礦井通風(fēng)系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠。
作者簡介：
王兆平(1967一)，男，漢族，工程師，現(xiàn)任職陜北礦業(yè)公司
生產(chǎn)部從事通風(fēng)技術(shù)管理工作。
性、強(qiáng)不可偽造性、強(qiáng)不可否認(rèn)性、強(qiáng)識別性和防濫用性。
其中可區(qū)分性、可驗(yàn)證性、防濫用性毋庸置疑。對于強(qiáng)不
可為造性，第三方想偽造原始簽名人的授權(quán)證書嘸．+。和有關(guān)屬
性集合國也是不可能的。代理算法包含授權(quán)信息％且需經(jīng)過
代理驗(yàn)證算法驗(yàn)證，同時代理簽名者B不可能修改％，這樣，
原始簽名者A不能否認(rèn)其對代理簽名者B的授權(quán)。另外，代理
簽名者B的公鑰^。必須出現(xiàn)在代理簽名驗(yàn)證等式中，因此，代
理簽名者B也不能否認(rèn)其有效的代理簽名，從而保證了方案的
強(qiáng)不可否認(rèn)性。代理簽名中包含授權(quán)信息％，％中包含代理
簽名者B的身份Ijl。，任何人可以從中確定相應(yīng)的代理簽名者B
的身份，從而保證了方案的強(qiáng)可識別性。
5結(jié)束語
本文的主要內(nèi)容是詳細(xì)研究了代理簽名過程中使用的7種
算法，并對該方案進(jìn)行了其安全性討論。
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