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矿井三维可视化通风模拟系统-兰花科创大阳煤矿

发布时间:2015-08-10来源:本站原创作者:众信通点击:

九州论坛bet9建模时间:2015年8月10日

导读:山西兰花科创大阳煤矿是集一家采煤、洗煤、煤矸石制砖于一体的现代化新型企业,全国安全高效矿井和安全质量标准化矿井,其三维可视化通风模型是基于ventsim软件平台构建的三维可视化系统。通过ventsim的仿真,发现该矿井总阻力偏大、负压偏高,并提出了相应的问题解决方案和建议。Ventsim的使用对于东峰煤矿的实际通风安全提供了帮助。

一、九州论坛bet9现状

1、矿井基本情况介绍

a.大阳煤矿井田共有个井筒,其中斜井、副斜井、进风立井、南进风井、四个井筒进风,西回风立井回风;

b.通风方法为机械抽出式:

    中央回风井主通风机型号:FBCDZ No28 

    配用电机功率为500kW×2

c.采煤工作面采用一进两回“U+I”型通风;

    现阶段工作面:

    采煤工作面——3402采煤工作面

    备采工作面——3404备采工作面

    掘进工作面——3304运输顺槽掘进工作面、3304回风顺槽掘进工作面、3304辅助回风巷掘进工作面、四采区胶带巷掘进工作面

2、矿井九州论坛bet9简单分析

从风井井筒数量来看,进风井4个,副斜井进风风量最大;北进风立井、主斜井次之,南进风立井最小且进风路线最远;回风立井1个,单从此方面来看,进风能力大于回风能力;

井下主要用风地点为三采区和四采区,两个采区之间互相影响,三采区通风构筑物较多;

从位置关系来看,北进风立井距西回风立井最近,主斜井、副斜井、南进风立井距离西回风立井都比较远,使得矿井负压偏高。

二、三维可视化矿井通风模拟系统修正

1、测量方法及部分巷道真实数据

井下巷道压力测量,采用基点法。首先在井口同时设定三台仪器的基准压力,并记录三台仪器之间的误差,然后下井时将一台仪器留在井口(基点)监测大气压变化并自行记录,另两台仪器在井下测量各点压力,最后通过基点静压校正两测点的绝对静压。

针对井筒,我们进行了多次测量,求取平均值。

以下为部分巷道测量真实数据,如有误差,敬请见谅。

注:红色带括号数据为负值,由仪器本身精度及缺少部分真实标高造成。

以上只是部分数据,详细请查阅,《通风阻力测定报告

2、重建模型

通过通风部门紧密协助我们得到了最新的九州论坛bet9图、采掘工程平面图、一些基础性资料和原有模型。在这些资料的基础上,我们对全矿井进行了实际测量,采集到大量真实数据,发现原有模型存在诸多问题,实际上无法实现真正的仿真模拟效果,通风管理人员也无法使用模型解决矿井通风问题进一步指导生产实践我们需要重新建立模型,来实现矿井通风三维可视化模拟仿真系统的应用。

a.以下为部分原有模型中的问题

井筒摩擦阻力系数:

修正前

修正后

固定量:

在原有模型中,局部通风机固定风量,风筒固定长度,严重影响了通风网络解算,无法模拟主通风机实际运行工况点。

基础参数设置:

模型中,设置了很多风阻及摩擦阻力系数的参数,但是大部分的参数是不可用的,而且不能修改。一经修改会出现如下对话框,这样就会给修正模型的工作中带来一些麻烦。

设施隐藏:

一些有风门的巷道中,我们会测量巷道两端的压差及风量,计算出一个风阻值,赋予模型中,然后会出现一个风门的图标。但是在这个模型中,输入风阻值后,不会出现风门图标。这样就会造成视觉的忽略,以后的模拟优化中同样会忽略这一点。

b.模型赋值,把井下实测数据输入模型(部分)

c.确定主通风机运行工况点,落实扩散塔面积,描绘风机(主通风机,局部通风机)特性曲线:

d.录入风机库,在风路实际位置添加风机

3、模型准确性

4、回风立井通风机运行现状(1#主通风机)

        模型工况:                实际工况

            Q=10810m^3/min            Q=10844m^3/min

            H=3467.2Pa               H=3450Pa

            P=831.0kw                P=866.0kw

5、小结

经过以上对比可以看出,矿井主要进回风井与实际风量偏差不大,主通风机风量及负压等整体误差率<5%,与实际情况基本吻合,可以满足生产需要,能够准确的进行模拟和预测。更多详细情况可参考模型大阳2015.08.11.VSM

三、矿井九州论坛bet9存在问题浅谈

1、通风路线长

进风路线长,占总阻力的比例较大,是导致矿井总阻力偏大的一个重要原因

通过本次实测,做出下统计:本次测量主测路线进风段占总路线的72%,进风路线过长。

通过本次实测及数据统计,进风路线的阻力占矿井总阻力的51%。故应降低进风路线的阻力。

2、风速超限

在实际测量中发现多处超风速现象,违反了煤矿安全规程规定。以上为轨道巷(左) 、回风巷(右)超风速地点。

3、小结

井下巷道布置主要进风大巷有两,回风大巷只有一条,风量集中,部分地点风速超限;经过我们实测发现,西翼轨道大巷及回风大巷巷道断面并不是最优断面,实际有效断面偏小;进风路线较长是矿井总阻力偏大,负压偏高的重要原因

四、矿井九州论坛bet9优化构想 

风机运行工况

    风机型号:FBCDZ  No28

    风量:10626m^3/min

    负压:3454Pa

    功率:877.2KW

    效率:73.3%

主斜井、副斜井、南进风立井都由+750水平轨道运输大巷和+750皮带运输大巷进风,而+750水平没有实际用风地点,三个进风井筒共进风6676m^3/min,距回风立井较远;北进风立井进风3829m^3/min,距回风井最近。       

基于以上问题,提出增大北进风立井进风风量,缩短主要进风路线长度以降低矿井负压的九州论坛bet9改造方案。

1、北进风立井优化

本次实测过程中发现:北进风立井的摩擦阻力系数较大,达到0.05N*s2/m4;井口有防爆井盖;井底有大量障碍物,造成局部阻力偏大。

建议去掉防爆井盖,清理井底障碍物,以减少损失。

优化后北进风立井

    风量增加:2738m^3/min

优化后西回风立井

    负压降低:349Pa

2、扩刷部分巷道:以模型中唯一编号为3038的巷道为例

例:西翼轨道巷

通过软件中的经济性模拟,我们找出需要优化的巷道,如图:

针对这些巷道,再次进行择优选择,选出一下巷道建议扩巷:273330313038303229042813296730232834(巷道唯一编号)。

3、经过以上两步优化后对比风机工况点

优化前

优化后

        负压降低:488.3Pa

        风量增加:1001m^3/min

4、下调风机叶片角度

优化前风机运行工况

优化后风机运行工况

        风量增加:425m^3/min

        负压降低772Pa

        功率下降142kw

5、风排瓦斯分析

90年代我国瓦斯风排情况:

  a.排除全矿井瓦斯量80%90%

  b.排除回采工作面瓦斯量70%80%

  c.排除装有抑尘装置回采工作面的粉尘量的20%30%

  d.排除深井回采工作面热量的60%70%

在诸多因素中,CH4、高温和由自燃煤层的矿井九州论坛bet9有不同要求,合理的九州论坛bet9必须有利于排出矿井瓦斯、降低工作面的温度、防止煤炭自燃。

矿井负压与瓦斯涌出量的关系:

论文资料:随着矿井负压的提高,矿井瓦斯涌出量会很快增加,而随着负压的降低,矿井瓦斯涌出量会慢慢地减小

在山煤集团鑫顺煤业,我们研究发现,得到了相同的结论