【摘 要】
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煤炭是我国的主体能源,西部矿区已成为我国煤炭资源的重要接续。乌东煤矿位于乌鲁木齐矿区,是神华新疆能源公司的主力矿井。该矿井为分区域低负压矿井通风系统的典型代表,矿井南北两个分区联合布置,分区之间通过一条轨道大巷及一条皮带大巷形成角联系统,两个分区在北区配风5280m3/s、南区6960m3/s的条件下,矿井负压依次只有560Pa、650Pa左右。矿区是典型的大陆性气候,矿井自然风压波动较大,并因此
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煤炭是我国的主体能源,西部矿区已成为我国煤炭资源的重要接续。乌东煤矿位于乌鲁木齐矿区,是神华新疆能源公司的主力矿井。该矿井为分区域低负压矿井通风系统的典型代表,矿井南北两个分区联合布置,分区之间通过一条轨道大巷及一条皮带大巷形成角联系统,两个分区在北区配风5280m3/s、南区6960m3/s的条件下,矿井负压依次只有560Pa、650Pa左右。矿区是典型的大陆性气候,矿井自然风压波动较大,并因此导致乌东矿井部分巷道风量失稳,进而影响了工作面风量的稳定,对矿井的安全高效生产造成了不利的影响。为了确保乌东煤矿矿井通风系统的稳定性,消除自然风压波动对井下巷道风流稳定性的不利影响,保障矿井的安全生产和高产高效,提高矿井的防灾抗灾能力,开展分区域低负压矿井自然风压对通风系统的影响及其控制技术的研究显得尤为重要。本文结合国内外的相关研究,以乌东煤矿通风系统为研究对象,采用理论研究、现场实测、Fluent软件数值模拟、计算机仿真解算相结合的方式,开展了分区域低负压矿井自然风压对通风系统的影响及其控制技术的研究。研究过程中首先分析了矿井自然风压的形成原理及影响因素,基于分支风量对自然风压敏感性分析原理确立了矿井自然风压重点影响区域判定方法,基于Cross法则分析了通风网络解算算法,建立了基于区间估计法的井下巷道风量稳定性分析原理。然后进行了乌东煤矿井下风网阻力及矿井自然风压的测定分析,并通过矿井通风系统仿真解算软件得到了井下风网全部参数,仿真解算了考虑自然风压变化的全年井下风网阻力特性参数。继而通过数值模拟及巷道风流温差分析两种手段,得出了乌东煤矿自然风压演化规律及极端天气情况下矿井自然风压的作用规律,并根据自然风压重点影响区域的识别结果,明确了分区域低负压矿井自然风压对通风系统的影响特性。最后,结合先前所有研究结果,设计了乌东煤矿自然风压控制方案,并进行了现场实施及效果检验,从根本上解决了自然风压对乌东煤矿分区域低负压矿井通风系统的不利影响。本文在已有的研究成果上,将矿井自然风压理论、矿井通风系统稳定性评价理论和计算机技术交叉结合,对乌东煤矿矿井自然风压影响特性进行了有效的识别,解决了该矿井南区400-450轨道上山及+400m轨道大巷风量波动大,不利于南区生产水平的供风;矿井通风系统不稳定,矿区气象改变时对南北区通风系统的平衡影响较大,影响矿井安全生产的问题。本文的研究,为分区域低负压矿井自然风压的控制利用工作提供了一定的理论和应用借鉴。
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