弓长岭铁矿通风系统优化改造分析-采矿工程专业论文.docxVIP

PAGE PAGE IV 目 录 摘 要 I Abstract II 1 绪论 1 1.1 问题的提出 1 1.2 国内外研究现状 1 1.2.1 通风网络解算研究现状 1 1.2.2 通风网络优化调节研究现状 2 1.3 矿井通风系统优化的意义 4 1.4 研究的主要内容及其技术路线 5 1.4.1 研究内容 5 1.4.2 研究方法和技术路线 6 2 通风网络结算与系统优化调节 7 2.1 通风网络风流流动基本定律 7 2.1.1 风量平衡定律 7 2.1.2 风压平衡定律 7 2.1.3 阻力定律 8 2.2 通风网络风流分配算法 8 2.2.1 拟牛顿法 9 2.2.2 Cross 法 10 2.2.3 平均风量逼近法 10 2.3 网络调节与优化 11 2.4 矿井通风系统优化研究 12 2.4.1 矿井通风系统阻力研究 12 2.4.2 矿井通风系统风量优化研究 13 2.4.3 主要通风机工况分析及优化调节 14 3 金属矿井通风系统优化方法研究 16 3.1 通风系统优化方法研究概述 16 3.2 金属矿井通风系统研究 17 3.2.1 矿井通风方式 17 3.2.2 进回风井的布置形式 20 3.2.3 主通风机的工作方式及安装地点 20 3.3 矿井通风系统特性分析 21 3.3.1 矿井通风系统的复杂性 21 3.3.2 矿井通系统的开放性 22 3.3.3 矿井通系统的非稳定性 22 3.3.4 矿井通风系统的动态性 22 3.4 通风系统优化评价 23 3.4.1 评价方法分类 23 3.4.2 评价方法的研究现状 23 4 弓长岭铁矿矿井通风阻力测定 25 4.1 矿井概况及通风现状 25 4.2 存在的主要问题 26 4.3 矿井通风系统阻力测定 28 4.3.1 通风阻力测定的意义 28 4.3.2 通风阻力测定方法 29 4.3.3 通风阻力测定的准备工作 30 4.3.4 记录表格 31 4.3.5 仪器仪表 31 4.3.6 参测人员组织分工 32 4.4 通风阻力测定的具体要求 32 4.4.1 气压计的位置及读数 32 4.4.2 断面和风量测量 32 4.4.3 压差计布置与读数 33 4.5 通风阻力测定数据处理 33 4.5.1 风流大气热力参数计算的数学模型 33 4.5.2 数据处理原则 34 4.5.3 两测点间的通风阻力计算公式 34 4.5.4 测点附近各分支的通风风量计算公式 34 4.5.5 各巷道分支的风阻计算公式 35 4.5.6 通风系统自然风压计算 36 5 弓长岭铁矿通风系统优化 40 5.1 通风系统优化方案 40 5.1.1 矿井总风量及分配原则 40 5.1.2 风压计算 42 5.2 通风网络方案选择 49 5.3 效益分析 52 6 结论与展望 53 6.1 结论 53 6.2 展望 53 参 考 文 献 55 作 者 简 历 57 学位论文原创性声明 58 学位论文数据集 59 - - PAGE 10 - 1 绪论 1.1 问题的提出 弓长岭井下铁矿隶属鞍钢集团矿业公司，是国有大型地下矿山。1963 年 7 月，井下深 部开拓工程正式开始施工，1969 年，副井系统建成投产，井深到-220 米水平；1975 年， 主井系统建成投产，井深到-360 米水平。目前，经过进一步的深井下延，主井深度已达-370 m 水平，副井深度达-340 m 水平。西北采区于 1966 年设计施工，1969 年+110 米水平建成 投产。1983 年，为平衡井下矿的生产，开始了下含铁带 180 米、140 米水平的开拓工程， 并于 1986 年开始投入生产使用。自投产以来，为鞍钢做出巨大贡献。但是经过多年的开 采，生产矿井的延伸、生产布局的变化、矿井生产能力的加大、开采深度不断加深、开采 的地质条件更加复杂，造成残留井巷、塌陷区多，矿山井下工程复杂，漏风量大，并且多 阶段同时开采、无底柱分段崩落和浅孔留矿同时回采，造成了采区通风系统不够合理。尤 其是目前正在-160m、-220m、-280m、-340m 水平生产的中央区深井采区，通风的弊端愈 来愈突出。主要体现以下几方面： （1）通风系统混乱，漏风量大； （2）采场供风不足，有效风量率低； （3）采场多水平作业，风流污染严重； （4）通风设备较少，未形成完整的机械通风系统； （5）回风巷道净断面小，风流阻力大。 针对上述问题，为了科学、合理、有效、彻底地解决通风中存在的问题，决定对弓长 岭井下铁矿通风系统存在的问题，结合弓长岭井下铁矿续建工程设计及长远规