高瓦斯矿井以风定产及其技术途径.ppt
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1、高瓦斯矿井以风定产及其技术途径,辽宁工程技术大学 2003年11月5日,一、以风定产技术路线,1、以风定产的含义与要解决的问题 (1)含义: 矿井的开采强度越大,亦即产量越大,则矿井的绝对瓦斯涌出量越大,回风流中瓦斯的浓度就越高,为了把瓦斯浓度稀释到煤矿安全规程允许的范围内,矿井的配风量也就越大。然而矿井的供风能力是有限度的,它取决于矿井的主扇能力以及网络系统(包括网络的拓扑关系、风路风阻、风路断面、及用风点的分布及用风量的大小,等等),这就表明矿井的开采强度是有限度的,它取决于矿井的配风能力,这就是以风定产。,(2)以风定产要解决的问题 A.现有的矿井及工作面通风系统、方式、方法、网络及调节
2、系统不变,工作面的产量是多少? B.维持工作面产量不变,从通风的角度找出通风系统瓦斯浓度全线达标的方案。 C.从通风的角度解决不了瓦斯问题时,确定瓦斯的非风排量(包括抽放量、抽放位置、尾排量等等)。,2 以风定产应考虑的几个因素,(1)工作面瓦斯超限一般发生在工作面回风隅角,所以不能根据工作面回风流瓦斯含量确定工作面通风系统、通风方式、方法及其配风量。 (2)要确定回风隅角的瓦斯浓度,必须对以工作面为边界条件之一的采空区瓦斯浓度分布弥散方程进行解算。,采空区气体流动微分方程及其定解条件,笛卡尔坐标系中瓦斯浓度分布方程,弥散系数,通过适当的拓扑变换,上述方程能够模拟:回采工作面推进速度、回采工作
3、面长度、采煤高度、采空区形状、工作面配风量、落煤瓦斯涌出量、采空区瓦斯涌出量、采空区煤壁瓦斯涌出量、瓦斯抽放方法、钻孔位置、抽放量等一系列参数变化下的采空区瓦斯浓度分布。,(3)风机能力与网络可调节性和配风能力是两回事 A.高瓦斯矿井产量仅在一定范围内与风机能力呈正相关。 B.风机能力受限于网络通风能力,即受限于网络最大流。 C.许多矿井存在着“有风,但是配不上去”的问题。 上述问题归结为网络优化调节问题,即调节位置和调节量的问题。 (4)要考虑工作面风流稳定性与可靠性,3 高瓦斯矿井以风定产的技术路线,3.1 确定矿井需风量 (1)确定掘进工作面的瓦斯涌出量及其所需风量。 (2)确定回采工作
4、面的瓦斯总涌出量。 (3)确定回采工作面落煤瓦斯涌出量和采空区瓦斯涌出量的比例。 (4)以回采工作面落煤瓦斯涌出量为基准,确定工作面配风量Qlm。,(5)以Qlm为边界条件,确定工作面回风隅角瓦斯浓度,并以工作面回风隅角瓦斯浓度不超过煤矿安全规程规定为标准,通过采空区渗流和弥散方程的解算,反求工作面实际应配风量。 工作面通风系统(即风巷布置系统,例如:一进二回,多进多回,Y型,W型,有无尾巷,有无抽放系统等等)不一样,解算渗流和弥散方程的边界条件就不一样。所以说,利用该方法确定的工作面配风量,同时包含着工作面的通风方式的选择,以及瓦斯抽放方式、方法和抽放量的选择。 (6)确定其它用风点的风量。
5、 (7)将上述个用风量累加获得矿井总用风量.,3.2 确定矿井的总阻力 3.3 确定矿井最大通风能力 (1)通过测试扇风机的特性曲线,确定扇风机的最大通风能力。 (2)确定通风网络的最大输送风能力,也就是网络的最大流问题。 (3)扇风机最大通风能力与网络最大输送风能力的最小值为矿井最大通风能力。,3.4 将主扇提供的风流分配到指定需风地点 由于生产矿井一般都采用增阻法进行调风,这里不仅存在一个优化调节问题,而且当通风系统比较庞大时,人工很难找到合理的调节位置和调节量。矿井通风仿真系统MVSS能够确定指定需风方案下的最有调节位置和调节量。,3.5 分析通风系统的稳定性和可靠性 分析工作面是否处于
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