多风井矿井通风系统优化改造技术研究.pdf

第 1 7 卷 第 6 期 2 0 0 9 年 1 2月 安 徽建 筑工业 学院学报 自 然科学版 J o u r n a l o f An h u i I n s t i t u t e o f Ar c h i t e c t u r e I n d u s t r y Vo 1 ． 1 7 No ． 6 De c ． 2 0 09 多风 井矿井通风 系统优化改造技术研 究 柏发松 ， 郑 群 ， 张士环， 周汝洪 淮南矿业集 团新庄孜煤矿 ， 淮南2 3 2 0 1 1 摘要 针对淮南新庄孜煤矿多风井矿井通风系统现状及存在问题， 通过矿井通风系统阻力分布和风量分配 的研究， 结合矿井主通风机性能曲线， 编制 了矿井通风基础网络图， 分析了影响大二号风井系统主通风机不 稳定运行的原因， 结合新庄孜煤矿 2 0 0 9 2 0 2 0年的生产规划， 提出了多风井通风系统改造调整方案， 并进行 了复杂矿井通风网络计算机模拟解算， 在满足矿井安全生产要求的基础上 ， 进行优化改造方案的分析 比较， 确定了关闭大二号风井风机、 原大二号系统 回风并入新淮工广系统的通风系统优化改造方案。多风井矿井 通风系统优化改造实践证明， 优化了矿井通风网络； 消除了大二号主通风机运行不稳定隐患， 充分发挥了新 淮风井主通风机的潜在通风能力， 矿井通风系统可靠性显著提高， 实现矿井主通风机安全经济运行； 取得了 显著的经济效益和社会效益。 关键词 多风井矿井；通风系统； 优化；关闭风井 中图分类号 T D7 2 6 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 6 4 5 4 0 2 0 0 9 0 6 0 1 3 0 6 Re s e a r c h o n t he o p t i mi z i ng t e c h no l o g y o f v e nt i l a t i o n s y s t e m r e no v a t i o n f o r mu l t i a i r s ha f t mi ne B AI F a s o n g， Z HENG Qu n， Z HANG S h i h u a n， ZHOU Ru h o n g Hu a i Na n Mi n e gr ou p c o o p o r a t ion ，Hu a i n a n，An hu i ，2 3 2 0 01 Ab s t r a c t Ac c o r d i n g t o t h e c u r r e n t s t a t u s a n d e x i s t e n t p r o b l e ms o f mu l t i s h a f t v e n t i l a t i o n s y s t e m o f Xi n Zh u a n g Z i mi n e i n Hu a i Na n． b a s e d o n t h e r e s e a r c h O N t h e d i s t r i b u t i o n o f v e n t i l a t i o n r e s i s t a n c e a n d a i r f l o w i n t h i s mi n e a n d t h e c h a r a c t e r i s t i c p e r f o r ma n c e c u r v e o f t h e ma i n v e n t i l a t o r i n t h e mi n e ， we s u c c e s s f u l l y d r a w t h e b a s i c v e n t i l a t i o n n e t wo r k d i a g r a m，f r o m wh i c h we a n a l y s e t h e c a u s e s t h a t ma k e t h e ma i n v e n t i l a t o r wo r k u n s t a b l y i n t h e s y s t e m o f t h e NO． 2 a i r s h a f t ．Co mb i n e d wi t h t h e mi n e p r o d u c t i o n p l a n n i n g i n 2 0 0 9 2 0 2 0，we p r o p o s e d t h e r e f o r ma t i o n s c h e me s o f v e n t i l a t i o n s y s t e m i n mu l t i s h a f t mi n e a n d c a l c u l a t e d t h e c o mp l e x v e n t i l a t i o n s y s t e m n e t wo r k b y c o mp u t e r s i mu l a t i o n ． W e ma k e c o mp a r i s o n s a n d a n a l y s i s o f t h e s e s c h e me s a n d f i n a l l y c h o s e t h e b e s t s c h e me wh i c h i S t o s h u t t h e N 0． 2 a i r s h a f t a n d t r a n s l a t e t h e o r i g i n a l s y s t e m t o t h e s y s t e m o f Xi n Hu a i Go n g Ga n g i n t h e b a s e o f me e t i n g t h e s a f e t y r e q u i r e me n t s o f mi n e p r o d u c t i o n ．Th e p r a t i c e o f t h e v e n t i l a t i o n s y s t e m r e f o r ma t i o n i n mu l t i s h a f t mi n e n o t o n l y p r o v e s t h e v e n t i l a t i o n s y s t e m b e c o me s mo r e o p t i ma l ，t h e h i d d e n r i s k c a u s e d b y t h e ma i n v e n t i l a t o r t h a t wo r k u n s t a b l y i n NO． 2 a i r s h a f t i S e l i mi n a t e d， b u t a l s o ma k e s f u l l u s e o f t h e a b i l i t y o f v e n t i l a t i o n s y s t e m i n Xi n Hu a i a i r s h a f t ．Af t e r t h e r e f o r ma t i o n，t h e r e l i a b i l i t y o f t h e v e n t i l a t i o n s y s t e rn i s i n c r e a s e d s i g n i f i c a n t l y a n d ma k e s t h e ma i n v e n t i l a t o r wo r k s s a f e l y a n d e c o n o mi c a l l y i n t h e mi n e ．Re ma r k a b l e e c o n o mi c a n d s o c i a l b e n e f i t s a r e a c h i e v e d ． 收稿 日期 2 0 0 9 1 0 0 8 作者简介 柏发松 1 9 7 1 一 ， 男 ， 总工程师 ， 硕 士生 ， 主要研究方 向为安全技术 。 1 4 安徽建筑工业学院学报 自然科学版 第 1 7卷 Ke y wo r d s mu l t i s h a f t mi n e；v e n t i l a t i o n s y s t e m ；t o o p t i mi z e；t o s h u t a i r s h a f t 1 矿井通风系统现状 新庄孜煤矿位于安徽省淮南市境 内， 隶属淮 南矿业集团公司。矿井田含煤地层为石炭～二叠 系 ， 地层总厚 l O 0 0 m， 煤系地层包括太原组、 二叠 系 P 的下统的山西组 P l 1 、 下石盒子组 P 1 2 和上统的上石盒子组 P 2 1 ， 共分 A、 B 、 C 、 D、 E五 个煤组 ， 七个含煤段 ， 3 5 4 2 层煤 。矿井回采 A、 B 、 C 三个煤组 中共 1 3 ～ 1 6个煤层 ， 其 中 C 1 3 、 B l l b 、 B 8 、 A1四个煤层为稳定型； B 7 B 6 、 1 3 4 、A3 四个煤层为较稳定 型； C l 、 B 1 B 。 、 B 7 b 、 1 3 7 五个 煤层为不稳定煤层 ； B 9 、 ． B s 、 B 三个煤层 为极不 稳定型。可采煤层总厚度 3 1 ． 9 6 m。 新庄孜煤矿是多井筒、 多水平 、 多煤层开采的 大型矿井， 矿井投产于 1 9 4 7 年 ， 矿井先后进行了五 次改扩建， 开采了五个水平。矿井采用主斜井、 副 立井、 集中运道、 采区石门的开拓方式。共划分为 七个开采水平 ， 第一水平一4 7 m、 第二水平一l 1 2 m、 第三水平一2 6 2 m、 第四水平一4 1 2 m 、 第五水平一 6 1 2 m、 第六水平一8 1 2 m， 第七水平 一l O 0 0 m。其中 一 、二、 三水平已相继 于 1 9 5 9年、 1 9 6 9 年 、 1 9 8 3年 报废 ， 四水平可采煤量 2 0 0 万 t ， 第五水平为 目前矿 井主要生产水平， 第六水平正在开拓。2 0 0 4年开 始进行矿井高定位技术改造， 设计能力为 3 6 0万 t ／ a 。2 0 0 6年矿井生产能力核定为 3 0 0万 t ／ a ， 矿井现 有可采储量 1 4 5 8 1 ． 8万 t ， 服务年限 2 6 a 。2 0 0 7年 矿井实际生产原煤 2 9 7 万 t 。 根据 2 0 0 7 年矿井瓦斯等级鉴定 ， 新庄孜矿为 煤与瓦斯突出矿井 ， 矿井绝对瓦斯涌出量最大为 1 6 3 ． 9 m3 ／ mi n ， 平均为 1 5 7 ． 5 8 m。 ／ rai n ， 矿井相对 瓦斯涌出量最大为 4 6 ． 4 1 m。 ／ t ， 平均为 4 4 ． 6 2 m。 ／ t 。2 0 0 8年矿井通风 系统形成 “ 三进 三 回” 的格 局 ， 新八号井工广进风系统、 毕井工广进风系统和 毕五号进风系统 、 新淮工广进风系统 ， 共有七个进 风井 ， 即三号主斜井 、 新八号井、 八号井 、 三号交通 井 、 三号副井 、 新五号井和新淮副井 ； 大二号井回 风系统 、 毕五号井回风系统和新淮风井回风系统 。 矿井 总进 风 3 0 4 8 5 m。 ／ rai n ， 总 回风 量 为 3 1 5 7 2 m3 ／ mi n 。矿井现开采深度为 一5 6 0 m， 开拓深度 为一8 1 2 m。2 0 0 8年采 场分 布在六 三、 五二 、 六 二、 五六、 六六采区， 共有 5个采煤队， 其中 2 个为 综采工作面。矿井主通风机性能参数及系统排风 情况见表 1 。大二号 系统主要服务矿井一 、 三采 区、 四水平部分硐室 ； 毕五号风井系统主要服务矿 井六 、 八采区； 新淮工广 系统主要服务矿井二 、 四 采区以及五水平部分开拓巷道用风。矿井通风系 统复杂， 风量大， 通风线路长， 通风阻力大， 矿井通 风管理难度大。 表 1 新庄孜煤矿主通风机性能参数及 系统排风情况 2 矿井通风系统存在的问题 2 ． 1 大二号 系统继续运行存在的问题 目前大二号 系统主要 担负南 部采 区 、 南部 一 8 1 2 m开拓及部分 一4 1 2 m硐室等用 风。图 1 是大二号井 系统各测 段实测通 风阻力 分布 图。 测定结果表 明 大二 号井 系统 的主通 风机静压 的 6 O ％以上用来克服系统中的回风段 的通风阻 力 。阻力最大的是一2 6 2 m一1 1 2 mA1回风上 山 1 4 ～1 5 测段 ， 阻力实测为 6 5 2 P a ， 占系统总 阻力 的 2 1 ． 6 9 ， 6 ， 阻力大 的原 因是该 段巷道 内有 底鼓 、 冒落 的矸石等 ， 使得局 部断 面较小 ， 不足 5 m2 ， 而且通过的风量在 4 0 0 0 ／ mi n以上 ； 其次 阻力较大测段是 5 3 0 1回风上 山 1 1 ～1 2 ， 阻力 实测为 3 2 2 P a ， 占 1 1 ． 1 ， 该测段巷道内矸石等 杂物较 多 ， 造 成巷 道 断 面相对 较 小， 通 风 距离 长 ； 另外 5 1 0 1回风上山 1 2 ～1 9 测段、 一4 1 2 m ～一 2 6 2 m 回风上山 1 9 ～1 4 测段 ， 阻力实测分 别为 3 1 1 P a 和 3 0 9 P a ， 阻力 大的原因也是巷道局 部断面相对较小 。 第 6期 柏发松 ， 等 多风 井矿 井通风 系统优化改造技术研 究 1 5 Ⅷ 兰3 一 l l 3 0 - _一 1 __ - _ __二三 ．42 ●I-- __ 二j iI I I I‘ 6 6 I ⋯。‘ q I nI I I I I I 2 I_l i 9 I}I⋯i I I ]I I。I 测段 图 1 新 压 孜 矿 大 二 号 井 系统 各 测 段 买 测 通 风 阻力 分 布 图 由于大二号回风系统均是利用原有的采区上 山 绝大部分是煤 巷 ， 通风路线长 、 标高差大 ， 服 务年限长 ， 部分巷道处在断面层 带， 巷道变形大 ， 存在跨 冒隐患， 维护 、 维修 困难 ， 回风段通风阻力 大 ， 大二号主通风机运行工况点在喘振区边缘 ， 井 下通风系统 的变化 已多次 引起 大二号风 机 的喘 振。为防止大二号风机的不稳定运行 ， 采取 了主 通风机维修 、 降低风机叶片角等措施 ， 但由于大二 号回风系统巷道断面小， 风机老化 ， 效果不明显 ， 自 2 0 0 7年 1 2月， 采取 了大二号风井地面安全 出 口放风措施来保证风机 的安全运行 ， 大二号风机 的抗井下通风系统波动的稳定性差 。大二号通风 系统 回风系统漏风地点多 ， 井下漏风量大 ； 另外 ， 大二号主通风机老化 、 运行效率低 5 0 以下 、 耗 电量高 ， 继续使用不经济 ； 目前大二号系统井下的 风量仅 4 8 0 0 5 0 0 0 m。 ／ mi n ， 井下系统风量利用率 低 ， 矿井外部漏风率高 ， 地 面外部漏风 2 0 0 0 m3 ／ rai n左右。为保证矿井主通风机 的安全可靠运行 和矿井通风系统稳定可靠 ， 如果继续运行 大二号 风机 ， 必须加强大二号 回风系统 的巷道维修 ， 保证 足够的通风断面 ， 降低大二号系统的通风阻力 ， 保 证大二号风机 的运行工况点在安全稳定 区运行 。 由于大二号系统 回风一4 1 2 m 水平 以上的巷道 主 要是布置在煤层中， 巷道年久失修变形严重 ， 通风 断面小 ， 通风 阻力大 ， 据大二号 回风系统巷道调 查 ， 一4 1 2 m水平 回风巷道需巷修 的巷道长度约 1 5 0 0 m， 这些回风巷道的运料和 出矸系统不完善 ， 巷修的难度和成本非常高 ， 巷修需要的时间长， 巷 修结束后服务年限短。 2 ． 2 大二号系统的服务范围 大二号风机主要服务南部采区 ， 根据矿井地 质勘探和南部采区的现有可采储量 ， 在三采 区一 8 1 2 m水平， C 。 煤层走向长仅 6 8 m， A 煤层走向 长 4 4 0 m。新庄孜煤矿将对 A组煤层延深一个阶 段 回采后 ， A组煤层平均走向长小于 2 0 0 m， 再 向 下延深 回采 ， 难 以形成工作面。因此 ， 2 0 1 2年 以 后 ， 新 庄孜煤矿三采 区已无生产 能力， 按照矿井 2 0 0 9 2 0 2 0年生产规划 ， 三采 区未 安排采 煤工 作面。 一 采区由 ⋯6 1 2 l O 0 0 m 至今 尚未 回采。 主要原因是南部暗立井煤柱的影响。其压了大部 分的地质储量 一8 1 2 m 以下为 5 2 0 ． 6万 t ， 再加 上 F 1 2 7断层煤柱和 F 1 1 9断层煤柱 留设 ， 实 际可采的范 围较小 共 计压煤储量 一8 1 2 m 以下 为 8 1 4 ． 8万 t 。由于地质构造复杂 ， 控制程度很 低 ， 难 以在煤柱线之外形成正规工作面， 若与暗立 井煤柱一并 回采相 比， 大大增加 了开采成本 。按 照矿井的生产规划 ， 待暗立井报废时 ， 回收一采区 资源 。按照矿井 2 0 0 9 2 0 2 0年生产规划 ， 一采区 也没有安排采场布置。 根据新庄孜煤矿 2 0 0 9 2 0 2 0年的生产规划 。 2 0 0 9 2 0 1 2年南部采区只有三采 区安排一个采 煤工作面 ， 南部采 区困难时期 2 0 1 1年 的需风量 6 7 m。 ／ s ， 2 0 1 2年 以后 ， 随着南部采 区开采深度 的 增加 ， 矿井南部采区不在安排采煤工作面， 即南部 采 区在近四年内将逐步收缩。大二号系统的需风 量将急剧减少 ， 具备考虑关 闭大二号风机运行 的 前提条件。 2 ． 3 新淮 系统主通风机的供风能力提高的制约 因素 新淮工广系统风井装备 ANN一3 8 0 0 ／ 2 0 0 0 N 轴流风机 ， 风机能力大， 运行效率高 ， 按照新庄孜 煤矿高定位技改设计 ， 2 0 9 8年新淮 主通风机 的供 风量应 达到 3 1 8 m。 ／ s 1 9 0 8 0 m。 ／ mi n ， 目前 实际 只有 2 5 0 m3 ／ s 1 5 0 0 0 1 T I 。 ／ mi n ， 风机房水 柱计 3 1 7 0 P a 。制约新淮 工广主通 风机能力提高 的 因 素有 一是由于大二号系统 回风段失修严重， 大二 号系统通风阻力大 ， 提高新淮工广风机能力可能 会导致大二号风机喘振 已发生数次 ； 二是 5 2回 风石 门是大二号和新淮工广系统 的角联分支， 受 大二号风机高负压抽 出的影 响， 新淮风机风量提 高受一定 的制约 ； 三是新淮工广系统南部 目前只 有一条回风大巷 一5 7 5 m 回风大巷 ， 通风 能力 有限， 过风量大 ， 通风阻力增大 ， 限制了新淮风机 的供风能力提高； 按照矿井高定位技改设计， 新淮 系统中后期需风量较大， 届 时需增加一条断面在 1 6 安徽建筑工业学院学报 自然科学版 第 1 7卷 1 4 m2以上的总回风石 门， 与原来 的一5 7 5 m 回风 石门并联回风 ， 以保证足够 的回风断面和降低通 风阻力。 3 矿井通风系统技术改造研究 针对新庄孜煤矿矿井通风系统现状 ， 若在矿 井通风系统调整优化基础上， 关闭大二号风机 ， 大 二号系统回风并联进人新淮工广系统， 增加 了新 淮系统的并联通风分支 ， 充分发挥新淮风井主通 风机的排风能力。大二号系统回风直接进入新淮 回风系统后 ， 报废大二号风机， 节省了大二号风机 的运行费和维护费 ， 大二号 系统 的井下 ～4 1 2 m 水平以上 回风巷道将报废 ， 减少 了巷道的维护费。 通过通风系统优化， 矿井的通风系统将大大简化， 矿井的主通风机运行能耗显著 降低 ， 矿井通风系 统的稳定性和可靠性显著提高 ， 实现主通风机的 节能运行 ， 具有显著的经济效益和社会效益 。 3 ． 1 多风井主要通风机状态调整的相互影响 研 究 为了研究新庄孜煤矿多风井风机联合运行 时 ， 各个系统之间的相互影响程度， 以新庄孜煤矿 2 0 0 8年 8月矿井通风系统 三个回风 系统 的模 拟结果为例进行分析 。 研究方法是 ， 在用风地点 、 通风网络结构和网 络基础参数不变 相同 条件下， 分别提高新淮工 广风井风机 增加叶片角度 3 4 。 、 3 7 ． 5 。 的能 力 ， 观察毕五号井风机工况点变化。 表 2 是以新庄孜煤矿 2 0 0 8年 8月矿井通风 系统数据为基础 、 改变新淮工广风井风机性能情 况的模拟结果对比。 表 2 新庄孜煤矿 2 0 0 8年矿井通风系统多风 井风机运行工况点相互影响 由表 2可见 ， 新庄孜煤矿 2 0 0 8年 9月矿井通 风系统的 3 个风井风机运行 的系统中， 毕五号井 与新淮工广系统、 大二号系统只有公用进风系统 ， 由于公共进风段的风阻较小 ， 当关闭大二号系统 风井或关闭大二号系统并提高新淮风井风机能力 风机叶片角由3 2 。 提高到3 7 ． 5 。 ， 毕五号井 风机工况的风量变化率小于 I ， 静压变化率小 于 I ． 5 ， 即大二号系统调整及提高新淮工广风 机能力耐 ， 对毕五号通风系统基本上无影响。大 二号、 新淮工广通风系统调整时可不考虑毕五号 井通风系统的变化。 ． 3 ． 2 关闭大二号通风系统可行性模拟研究 为实现矿井通风系统稳定可靠 ， 主通风机安 全经济运行 ， 经过前述分析 ， 在近年矿井需风量变 化不大的条件下， 具备关闭大二号风机， 大二号系 统的通风可由新淮系统担负的条件 。 计划大二号 系统 担负的 一4 1 2 m老 药库 、 充 电房回风道 即一4 1 2 m 以上 B 4回风道 回风改 道经 B 8 、 B 1 0回风上 山下行至 一4 1 2 m5 1 0 8回风 斜井 ， 进入 5 1 0 8回风斜井 ； 一 6 1 2 m ～ 一 4 7 4 mAI 回风 上 山 回 风 经 一 4 7 4 m5 3 0 1 ～ 8石 门、 5 1 0 8联巷 进 入 5 1 0 8回风 斜井 ； 一 6 1 2 m一5 4 6 m5 1 1 3回风道 、 一5 4 6 m 一 4 7 4 m5 1 0 9回风道 回风 经 一4 7 4 m5 1 0 8 9联 巷 经 5 1 0 8联巷进入 5 1 0 8回风斜井 ； 所有大二号系统的回风进入 5 1 0 8回风斜井 后 回风下行 ， 至一6 1 2 m经 5 2回风石门 1 3 4以西 及一6 1 2 m轻 车线进人新淮 ～5 7 5 mB 4总 回风巷 后进入新淮 回风系统。 在全矿井 3 个 系统通风阻力测定 、 矿井主通 风机性能曲线核定基础上 ， 编制了矿井通风 网络 图， 进行 了矿井通风现状模拟 ， 确定 了矿井通风基 础 网络图。可作为矿井通风系统改造模拟依据。 按照关闭大二号井系统的通风系统调整方案 进行 了矿井通风系统计算机模拟分析， 模拟结果 表明 ①关闭大二号通风系统， 提高新淮主通风机 的叶片角至 3 7 。 ， 新淮系统可实现担负原南部三 采区的风量 6 6 ． 8 5 m。 ／ s ， 现状南部三采区各用风 地点的风量能满足要求 ， 关闭大二号井的矿井通 第 6期 柏发松 ， 等 多风 井矿井通风 系统优化改造技术研 究 1 7 风系统改造调整具有可行性 ； ②制约南部 3采 区 风量提高 的 主要 因素 依 次是 5 1 0 8回风 井、 一 5 7 5 B 4回风石 门一6 1 2轻 车线 、 5 2回风石 门， 因 此， 大二号风井关闭通风系统调整前 ， 应加快上述 巷道的清理维护 ， 保证较充足的通风断面 ， 确保矿 井通风系统可靠稳定 ； ③ 由于南部采 区和二采区 的回风汇总进入 一5 7 5 m 单一 回风巷， 回风量 达 1 6 0 ． 7 1 m。 ／ s ， 巷道 的风速达 1 O ～ 1 l m／ s ， 风速超 限， 一5 7 5 m 回风巷 的通风阻力达 1 0 0 0 P a ， 约 占新 淮系统总阻力的 3 0 。 3 ． 3 关闭大二号井通风系统改造调整试验 2 0 0 8年 9月 l 1日， 在矿井停产检修期 间， 按 模拟确定的方案进行 了关闭大二号井的矿井通风 系统调整试验 ， 试验期间 ， 在矿井通风系统中设了 1 1 个风量测试点和风机工况 监测。测试结果 表 明 试验结果与通 风系统改造模拟预测结果 基本 一 致 ， 南部 3采区、 2采区和北部 采区的供风量均 能满足要求 ， 取得 了满意的结果 。通风系统调整 试验模拟结束后恢复了原系统 。 3 ． 4 关闭大二号井通风 系统改造调整实施 关 闭大二号通风系统可 行性模拟研究 和通 风 系统调整试 验表 明 ， 关 闭大二 号井 的矿井 通 风 系统改造调 整具有可行性 。 自 2 0 0 8年 1 0月 着手进行矿井 通风 系统 永久 调整 的准备 工作 ， 进行大二号 系统进入新淮 系统 的主要 回风通 道 5 1 0 8回风 暗斜 井 、 一5 7 5 ] 3 4回风 石 门 一6 1 2轻 车线等位置 的巷修 工作 ， 保证 较充 足 的通风 断 面 。2 0 0 9年 1月 1 2日， 实施关闭大二号井通 风 系统改造调整 ， 关 闭大二号风机 、 大二号 系统 回 风并 网进 入新 淮工 广 系统 ， 实施后 矿井 的主通 风机风量测定结果和主通风 机的运行工况见表 3 。通风系统 改造 调整 实施结 果 与模 拟 预测结 果完全一致 ， 实施后井巷 风流稳定 ， 矿井通风 系 统简单 ， 消 除了大 二号 主通风 机运 行不稳 定 隐 患 ， 矿井通风系统 可靠性 显著提高 ， 安全效益 和 经济效益显著 。 表 3 矿 井南翼通风 系统 改造前后主要巷道风量与 阻力对 比表 4 经济效益分析 4 ． 1 巷道维护成本 继续运行大二号 风机需维修 大二号 系统 一 4 1 2 m 以 上 回 风 巷 道 约 1 5 0 0 m， 巷 修 单 价 按 4 0 0 0 RMB ／ m计算 ， 则巷修成本约 6 0 0万元。 关闭大二号风机 ， 大二号回风并 网进入新淮 工广 回风系统 ， 需对大二号主要 回风巷 5 3 0 4石门 一5 3 O 6石 门一 5 1 O 9上 山一 一5 8 0 m 皮带 机道一 5 2回风石门进行巷修 ， 由于该 主要 回风巷条件较 好 ， 需维修的巷道长度约 5 0 0 m 其 中锚 网喷巷道 4 0 0 m， 按 4 0 0 0 R MB ／ m计 算 ， 架 喷巷道约 1 0 0 m， 按 6 0 0 0 R MB ／ m计算 ， 则巷修成本 2 2 0万元。关 闭大二号系统进行通风系统改造可节约巷修成本 约 3 8 0 万 元 。 4 ． 2 节约人员、 材料及 电力成本 关闭大二号风机， 大二号回风并网进入新淮系 统， 每年约节省人员、 材料及电力成本约 2 8 0万元。 5 结束语 新庄孜高定位技改矿井通风系统改造调整优 化结果表明 ， 关 闭大二号风机且其 回风并网进入 新淮系统 ， 南部 3 采 区、 2采区和北部采 区的供风 量均能满足要求 ， 优化了矿井通风网络 ； 矿井 回风 井由 3 个简化到 2 个 ， 消除了大二号主通风机运 下转第 2 1 页 第 6 期 蒋晓庆， 等 掺灰膨胀土的膨胀特性试验研究 2 1 2 0 丑 l O 一 0 0 初始含水牢 ％ 图 5 无荷膨胀 率终止 吸水量与初始含水率关 系曲线 一2 5 2 0 蚓1 5 茎 1 0 5 默0 l O 2 0 3 O 4 0 初始 含水 率 ％ 图 6 ‘有荷膨胀率终止吸水量与初始含水率关系曲线 5 结 论 1 膨胀土的膨胀力、 无荷膨胀率、 有荷膨胀率 均与初始含水率成反比关 系， 对全面认识膨胀土的 工程特性， 确定合理的路基处理方案提供依据。 2 从膨胀力、 膨胀率试验得出， 南门换乘 中 上接第 1 7页 行不稳定隐患 ， 充分发挥了新淮风井主通风机的 潜在通风能力 ， 矿井通风网络 中并联巷道增多 ， 有 害角联巷道减少， 矿井通风系统可靠性显著提高 ， 实现矿井通风系统的稳定可靠 和矿井主通风机安 全经济运行 ； 直接节约巷修成本约 3 8 0万元 ， 每年 约节省人员 、 材料及电力成本约 2 8 0万元 ， 经济效 益和社会效益显著。 为解决一5 7 5 m 回风大巷风速超 限和通风 阻 力大的问题 ， 建议新增加一条长 8 5 0 m、 断面 1 4 m2 的一5 7 5 m二号回风石 门， 与原来 的一5 7 5 m 回风 石 门并联 回风 ， 新增 一5 7 5 m 回风石 门的预算成 本 7 6 5万元。新增的一5 7 5 m 回风石 门在新淮工 广系统后期也是必须施工的 ， 为实施并 网工程新 掘该巷道只是提前几年投人使用 ， 提高了该巷道 使用年限和效益 。 心区域对膨胀土 的改性试验 中， 在掺灰率为 8 时， 膨胀变形得到最好的控制 ， 为该区域路基的改 良提供参考 。 3 初始含水率是决定膨胀土的膨胀特性的 一 重要 因素 ， 试验得 出终止含水量与初始含水率 成负乘幂关系。 参考文献 1 G1 3 ／ T 5 0 1 2 3 --1 9 9 9 ， 土工试验方法标准[ S ] ． 2 丁振 洲 ， 郑 颖 人 ， 李利 晟． 膨 胀 力变 化规 律试 验 研究 E J ] ． 岩土力学 ， 2 0 0 7 ， 2 8 7 1 3 2 8 ～1 3 3 2 ． 3 周博， 陈善熊， 余飞， 等． 膨胀土膨胀力原位测试 方法f J ] ． 岩土力学 ， 2 0 0 8 ， 2 9 1 2 3 3 3 3 --3 3 3 6 ． 4 宋亚， 方诗圣， 梁昌望， 等． 合肥滨湖新区膨胀土石 灰改性室 内研究试验 [ J ] ． 安徽建筑 ， 2 0 0 8 2 1 2 9 13 0 ． 5 张家柱． 膨胀土地基变形特性研究[ D ] ． 南京， 河海大 学 ， 2 0 0 4 ． 6 徐敦美． 膨胀土路基石灰改良施工工艺试验研究[ D ] ． 西安 ， 西南交 通大学 ， 2 0 0 5 ． 参考文献 1 姚 尚文 ， 卢平 ， 朱 卫 国． 新 湖矿通 风系统 改造与 优化 模拟分析E J ] ． 煤炭科学技术， 2 0 0 6 1 1 8 8 9 9 ． 2 王志亮， 周心权， 徐景德． 层次分析法在衰老矿井通风 系统优化改造中的应用E J ] ． 中国煤炭 ， 2 0 0 5 0 3 3 1 34 ． 3 朱锴， 潘得祥， 韩晓靠． 钱家营矿主要通风机性能测 定实践研究 I- J ] ． 中国安 全科 学学报， 2 0 0 4 0 3 6 0 63 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