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浅说通风系统优化设计过程与原理
发布时间: 2015/12/16 12:24:57
通风系统设计实际上是在已知的通风网络中选择关键的风机及风机地点的过程。通过设置、优化风机,使得通风网络在风机动力源的作用下实现井下空气的有序流动,以满足矿井工作面的用风要求。系统设计必须遵循技术合理、经济实用、安全可靠的基本原则。

    通风系统设计实际上是在已知的通风网络中选择关键的风机及风机地点的过程。通过设置、优化风机,使得通风网络在风机动力源的作用下实现井下空气的有序流动,以满足矿井工作面的用风要求。系统设计必须遵循技术合理、经济实用、安全可靠的基本原则。

浅说通风系统优化设计过程与原理

  矿井通风系统建立在开拓系统和采场结构基础之上,故在拟定通风系统时,必须准备开拓系统图、采矿方法图、采掘进度计划表、开采中段平面图、服务性硐室(如破碎系统)布置图等。通风系统拟定的内容主要有:确定系统的可通风巷道、采场的通风网络结构、需要通风的工作面及地点等。通风方案的拟定主要是通风方式和风机地点的拟定,根据矿井的特点,可选择风机较集中的通风方式(如集中通风)和风机较分散的通风方式(如多级机站),在允许安装风机的主要巷道中选择关键的装机巷道。装机巷道必须具有这样的特点:螺杆机组巷道能控制系统或区段的总进风或总回风,独立通风的系统或工作面的进风巷道和回风巷道都可以考虑为装机巷道。集中通风其实是装机点少、风机相对集中的一种通风方式,主要适用于矿井工作面比较集中,主进风井巷和回风井巷单一的矿井。单一主扇通风不能较好地控制井下的多中段工作面分风,可靠性较差;多级机站通风则是多风机联合作业的一种通风方式,适用于作业中段多、工作面分散的矿井,可靠性高、通风效果好。
  传统通风系统设计由于落后的计算方法和计算工具,而无法对通风网络进行迭代解算,因而也就无法预先知道系统设计方案通风效果的好坏,通风专家引入了先进的数学模型和计算方法,可对拟定的通风系统和通风方案进行全面的计算和优化,通过网络优化计算结果可较准确地考察设计方案的优劣。要进行全面的网络优化设计、计算,就必须准备通风系统相关的原始数据,如把通风网络转换成用节点编号、节点坐标、节点关联数据表达的数学模型(数据库),又如必须准备巷道的基本参数(断面、周长、支护代码)以及通风系统的基本数据。
  通风网络生成是对原始数据的初步处理,主要完成数据转换、独立回路的圈定、风量初拟、网络初算等工作。
  风机优化选型风机选型是对拟定的通风系统方案所有装机巷道选择适当风机的过程,由于各个装机点巷道的网络风阻及网络特性不同,因而所需要的风机型号各有差异,同一个装机点巷道也存在多台可选风机或多种安装角度的情况,因此其中必存在一个优化选择的过程,以在通风系统服务年限内设备经营费用和基建费用为目标函数是通风专家优化选择风机的主要数学模型。

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