高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑

高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑遼寧工程技術(shù)大學(xué)2003年11月5日高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!一、以風(fēng)定產(chǎn)技術(shù)路線1、以風(fēng)定產(chǎn)的含義與要解決的問題（1）含義：礦井的開采強(qiáng)度越大，亦即產(chǎn)量越大，則礦井的絕對瓦斯涌出量越大，回風(fēng)流中瓦斯的濃度就越高，為了把瓦斯?jié)舛认♂尩健睹旱V安全規(guī)程》允許的范圍內(nèi)，礦井的配風(fēng)量也就越大。然而礦井的供風(fēng)能力是有限度的，它取決于礦井的主扇能力以及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（包括網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)潢P(guān)系、風(fēng)路風(fēng)阻、風(fēng)路斷面、及用風(fēng)點(diǎn)的分布及用風(fēng)量的大小，等等），這就表明礦井的開采強(qiáng)度是有限度的，它取決于礦井的配風(fēng)能力，這就是以風(fēng)定產(chǎn)。高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!（2）以風(fēng)定產(chǎn)要解決的問題A.現(xiàn)有的礦井及工作面通風(fēng)系統(tǒng)、方式、方法、網(wǎng)絡(luò)及調(diào)節(jié)系統(tǒng)不變，工作面的產(chǎn)量是多少？B.維持工作面產(chǎn)量不變，從通風(fēng)的角度找出通風(fēng)系統(tǒng)瓦斯?jié)舛热€達(dá)標(biāo)的方案。C.從通風(fēng)的角度解決不了瓦斯問題時(shí)，確定瓦斯的非風(fēng)排量（包括抽放量、抽放位置、尾排量等等）。高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!采空區(qū)氣體流動微分方程及其定解條件高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!彌散系數(shù)高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!（3）風(fēng)機(jī)能力與網(wǎng)絡(luò)可調(diào)節(jié)性和配風(fēng)能力是兩回事A.高瓦斯礦井產(chǎn)量僅在一定范圍內(nèi)與風(fēng)機(jī)能力呈正相關(guān)。B.風(fēng)機(jī)能力受限于網(wǎng)絡(luò)通風(fēng)能力，即受限于網(wǎng)絡(luò)最大流。C.許多礦井存在著“有風(fēng)，但是配不上去”的問題。上述問題歸結(jié)為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)節(jié)問題，即調(diào)節(jié)位置和調(diào)節(jié)量的問題。（4）要考慮工作面風(fēng)流穩(wěn)定性與可靠性高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!（5）以Qlm為邊界條件，確定工作面回風(fēng)隅角瓦斯?jié)舛?，并以工作面回風(fēng)隅角瓦斯?jié)舛炔怀^《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)，通過采空區(qū)滲流和彌散方程的解算，反求工作面實(shí)際應(yīng)配風(fēng)量。工作面通風(fēng)系統(tǒng)（即風(fēng)巷布置系統(tǒng)，例如：一進(jìn)二回，多進(jìn)多回，Y型，W型，有無尾巷，有無抽放系統(tǒng)等等）不一樣，解算滲流和彌散方程的邊界條件就不一樣。所以說，利用該方法確定的工作面配風(fēng)量，同時(shí)包含著工作面的通風(fēng)方式的選擇，以及瓦斯抽放方式、方法和抽放量的選擇。（6）確定其它用風(fēng)點(diǎn)的風(fēng)量。（7）將上述個(gè)用風(fēng)量累加獲得礦井總用風(fēng)量.高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!3.4將主扇提供的風(fēng)流分配到指定需風(fēng)地點(diǎn)

由于生產(chǎn)礦井一般都采用增阻法進(jìn)行調(diào)風(fēng)，這里不僅存在一個(gè)優(yōu)化調(diào)節(jié)問題，而且當(dāng)通風(fēng)系統(tǒng)比較龐大時(shí)，人工很難找到合理的調(diào)節(jié)位置和調(diào)節(jié)量。《礦井通風(fēng)仿真系統(tǒng)MVSS》能夠確定指定需風(fēng)方案下的最有調(diào)節(jié)位置和調(diào)節(jié)量。高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!4技術(shù)手段由遼寧工程技術(shù)大學(xué)研制完成的《礦井通風(fēng)仿真系統(tǒng)MVSS》以及《采空區(qū)自然發(fā)火仿真系統(tǒng)》（包括模擬采空區(qū)的漏風(fēng)分布、風(fēng)速分布、瓦斯?jié)舛确植?、氧氣濃度分布、穩(wěn)定分布）能夠完成上述內(nèi)容。高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!(7)通風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定性、可靠性、安全性綜合評價(jià)等一系列功能。如果礦井具有監(jiān)測系統(tǒng)，并有數(shù)據(jù)通信協(xié)議，《礦井通風(fēng)仿真系統(tǒng)》可以與礦井監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!對于簡單分析和中等復(fù)雜分析，主要利用仿真系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)和自適應(yīng)功能（湊數(shù)功能），自動確定仿真所需的通風(fēng)參數(shù)。C.詳細(xì)精確分析通風(fēng)系統(tǒng)普查；采掘工程平面圖（通風(fēng)系統(tǒng)圖）；測試扇風(fēng)機(jī)性能曲線；測試全部巷道的風(fēng)量值；最大阻力路線阻力測試；主要巷道的阻力測試；主要構(gòu)筑物的壓差測試。大規(guī)模軟件運(yùn)行時(shí)間：1.0版小于5分鐘；2.0版（20小時(shí)左右）；3.0版小于5分鐘（2004年3月推出3.0版）高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!雙擊風(fēng)機(jī)高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!優(yōu)化調(diào)節(jié)高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!平衡圖高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!《采空區(qū)自然發(fā)火仿真系統(tǒng)》功能簡介（1）模擬采空區(qū)內(nèi)部壓力分布；（2）模擬采空區(qū)內(nèi)部風(fēng)速分布；（3）模擬采空區(qū)內(nèi)部氧氣濃度分布；（4）模擬采空區(qū)內(nèi)部瓦斯?jié)舛确植?；?）模擬采空區(qū)內(nèi)部CO、CO2等自然發(fā)火標(biāo)志氣體濃度分布；（6）模擬采空區(qū)內(nèi)部煤炭氧化放熱形成的溫度分布場；（7）模擬采空區(qū)注N2位置及注N2量的防滅火效果；高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!神東大柳塔08采面高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!神東大柳塔08采面防滅火模擬結(jié)論（1）08工作面采空區(qū)層面漏風(fēng)是影響采空區(qū)風(fēng)流變化和氧氣濃度分布變化的主要因素。采空區(qū)層面漏風(fēng)導(dǎo)致采空區(qū)漏風(fēng)嚴(yán)重，氧氣濃度分布范圍很大，采空區(qū)自然發(fā)火危險(xiǎn)增大。（2）在供風(fēng)量2172m3/min的情況下，自燃氧化帶寬度在300m，最低的推進(jìn)度要求在12m/d以上。在工作面保證推進(jìn)度500m/月的情況下，則任意一次推進(jìn)300m范圍內(nèi)，累計(jì)允許的生產(chǎn)停頓時(shí)間不應(yīng)超過7天，否則，將有可能產(chǎn)生采空區(qū)自然發(fā)火。高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!2以風(fēng)定產(chǎn)應(yīng)考慮的幾個(gè)因素

（1）工作面瓦斯超限一般發(fā)生在工作面回風(fēng)隅角，所以不能根據(jù)工作面回風(fēng)流瓦斯含量確定工作面通風(fēng)系統(tǒng)、通風(fēng)方式、方法及其配風(fēng)量。（2）要確定回風(fēng)隅角的瓦斯?jié)舛?，必須對以工作面為邊界條件之一的采空區(qū)瓦斯?jié)舛确植紡浬⒎匠踢M(jìn)行解算。高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!笛卡爾坐標(biāo)系中瓦斯?jié)舛确植挤匠谈咄咚沟V井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!通過適當(dāng)?shù)耐負(fù)渥儞Q，上述方程能夠模擬：回采工作面推進(jìn)速度、回采工作面長度、采煤高度、采空區(qū)形狀、工作面配風(fēng)量、落煤瓦斯涌出量、采空區(qū)瓦斯涌出量、采空區(qū)煤壁瓦斯涌出量、瓦斯抽放方法、鉆孔位置、抽放量等一系列參數(shù)變化下的采空區(qū)瓦斯?jié)舛确植?。高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!3高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)的技術(shù)路線3.1確定礦井需風(fēng)量（1）確定掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量及其所需風(fēng)量。（2）確定回采工作面的瓦斯總涌出量。（3）確定回采工作面落煤瓦斯涌出量和采空區(qū)瓦斯涌出量的比例。（4）以回采工作面落煤瓦斯涌出量為基準(zhǔn)，確定工作面配風(fēng)量Qlm。高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!3.2確定礦井的總阻力3.3確定礦井最大通風(fēng)能力（1）通過測試扇風(fēng)機(jī)的特性曲線，確定扇風(fēng)機(jī)的最大通風(fēng)能力。（2）確定通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的最大輸送風(fēng)能力，也就是網(wǎng)絡(luò)的最大流問題。（3）扇風(fēng)機(jī)最大通風(fēng)能力與網(wǎng)絡(luò)最大輸送風(fēng)能力的最小值為礦井最大通風(fēng)能力。高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!3.5分析通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性分析工作面是否處于角聯(lián)風(fēng)路上，如果是要分析工作面角聯(lián)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及其影響穩(wěn)定性的構(gòu)筑物和風(fēng)路。高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!《礦井通風(fēng)仿真系統(tǒng)》的主要功能(1)模擬新井巷開掘貫通和舊井巷報(bào)廢后的通風(fēng)狀況；(2)模擬構(gòu)筑物的位置及調(diào)節(jié)量；(3)模擬井巷斷面大小、形狀、支護(hù)方式、局部堵塞等變化；(4)模擬地面主扇及其工況、模擬井下機(jī)站的位置及其工況；(5)確定礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)化調(diào)節(jié)；(6)風(fēng)網(wǎng)特征圖自動繪制、角聯(lián)風(fēng)路自動識別與分析、通風(fēng)網(wǎng)路的極值流、網(wǎng)絡(luò)自動簡化等等；高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!推廣《礦井通風(fēng)仿真系統(tǒng)》及以風(fēng)定產(chǎn)所需的物質(zhì)、技術(shù)條件

（1）對現(xiàn)場工程師只需要熟悉通風(fēng)系統(tǒng)，不需要具有專門的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)知識。對仿真系統(tǒng)的操作就是日常對通風(fēng)系統(tǒng)的管理。（2）需要的礦井提供的數(shù)據(jù)：A.快速簡單分析礦井風(fēng)機(jī)風(fēng)量、風(fēng)壓；主要巷道的風(fēng)量、阻力；簡單的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)B.中等復(fù)雜分析扇風(fēng)機(jī)風(fēng)量、風(fēng)壓；重點(diǎn)分析網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)量和部分阻力。高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!仿真系統(tǒng)主要操作特點(diǎn)1、將巷道畫在屏幕上就可以，不需要進(jìn)行相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)解算處理。高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!雙擊巷道、節(jié)點(diǎn)、構(gòu)筑物、風(fēng)機(jī)高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!鼠標(biāo)右鍵高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!無參數(shù)仿真高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!（8）模擬采空區(qū)瓦斯抽風(fēng)量及抽放位置；（9）模擬采空區(qū)注漿位置及注漿量；（10）模擬降低煤的活化能的防滅火效果；（11）模擬采空區(qū)采用均壓方法及調(diào)整通風(fēng)參數(shù)的防滅火效果；（12）模擬密閉的漏風(fēng)量及其防滅火效果；（13）模擬工作面推進(jìn)速度、配風(fēng)量及回采巷道布置方式的防滅火效果；（l4）模擬火災(zāi)時(shí)期自然發(fā)火位置和滅火手段的滅火效果。高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!神東大柳塔08采面注氮高瓦斯礦井以風(fēng)定產(chǎn)及其技術(shù)途徑共34頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!