趙各莊煤礦通風系統(tǒng)優(yōu)化研究安全工程畢業(yè)論文.doc

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1、目錄目 錄摘要前言1 礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化的意義1 1.1 我國煤炭企業(yè)安全生產(chǎn)狀況11.1.1 我國煤炭企業(yè)生產(chǎn)的基本情況11.1.2我國煤礦安全生產(chǎn)現(xiàn)狀1 1.2 礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化對安全生產(chǎn)的意義42礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化的方法5 2.1礦井通風系統(tǒng)分析與評價52.1.1礦井通風系統(tǒng)分析52.1.2礦井通風系統(tǒng)評價14 2.2礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化的步驟15 2.3礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化的技術(shù)措施212.3.1礦井通風總阻力及其影響因素212.3.2 降低礦井通風阻力、調(diào)節(jié)風量的技術(shù)措施233趙各莊礦通風系統(tǒng)分析25 3.1趙各莊礦通風系統(tǒng)概況253.1.1礦井開采情況253.1.2礦井通風情況26 3.2趙各

2、莊礦通風系統(tǒng)現(xiàn)狀模擬263.2.1通風機特性曲線模擬263.2.2現(xiàn)狀模擬情況28 3.3趙各莊礦通風系統(tǒng)存在的問題284 趙各莊礦通風系統(tǒng)的優(yōu)化30 4.1 趙各莊礦通風系統(tǒng)優(yōu)化方案的提出304.1.1 趙各莊煤礦對本次通風系統(tǒng)改造的具體要求304.1.2確定改造方案的總體思路304.1.3初定優(yōu)化方案31 4.2趙各莊礦通風系統(tǒng)優(yōu)化方案的分析比較374.2.1方案比較374.2.2分析比較建議38 4.3趙各莊礦通風系統(tǒng)優(yōu)化方案的完善384.3.1降阻方法的確定384.3.2降阻后各方案的模擬結(jié)果39 4.4趙各莊礦通風系統(tǒng)優(yōu)化方案的確定464.4.1優(yōu)化方案內(nèi)容464.4.2優(yōu)化方案的技

3、術(shù)比較474.4.3優(yōu)選方案的經(jīng)濟比較484.4.4優(yōu)選方案分析515研究結(jié)論與建議56 5.1 研究結(jié)論56 5.2建議57參考文獻60致謝61附錄62論文摘要趙各莊煤礦通風系統(tǒng)優(yōu)化研究摘要：本論文從研究礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化對安全生產(chǎn)的意義出發(fā)，分析了我國煤炭企業(yè)安全生產(chǎn)現(xiàn)狀，通過對礦井通風系統(tǒng)的分析與評價，提出礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化的步驟與技術(shù)措施。礦井通風系統(tǒng)分析與優(yōu)化研究的當務之急是總結(jié)已有經(jīng)驗,完善并改進現(xiàn)有礦井通風系統(tǒng)分析理論,應用一切先進的技術(shù)手段,實現(xiàn)礦井通風系統(tǒng)的智能化和高效化。本論文還通過對趙各莊煤礦通風系統(tǒng)的現(xiàn)狀模擬與分析，提出了多種改造方案，并進行了實際的優(yōu)化效果分析。通過經(jīng)濟，

4、安全，高效等方面的具體比較，擇優(yōu)選取了優(yōu)化方案。為趙各莊煤礦通風系統(tǒng)分析及礦井通風系統(tǒng)設計、改造以及優(yōu)化將提供更加重要的應用價值。 本文綜合考慮技術(shù)、經(jīng)濟和安全諸方面因素,分析、建立了一套新的比較全面、科學、符合實際的礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化指標體系,并利用層次分析法確定了各優(yōu)化指標的權(quán)值。為獲得通風系統(tǒng)優(yōu)化所必要的基礎性資料,本文對趙各莊的通風現(xiàn)狀進行了詳細調(diào)查和測定,繪制了通風系統(tǒng)圖和網(wǎng)絡圖。在此基礎上,針對趙各莊近期和中、后期的開拓布局,生產(chǎn)任務以及需要解決的問題,根據(jù)相應的通風系統(tǒng)的特點,分別擬定了多種可行方案,并對每種方案進行了通風網(wǎng)絡解算。最后,依據(jù)本文所建立的優(yōu)化指標體系,進行了方案優(yōu)化

5、,確定了最有通風系統(tǒng)方案,得出了可靠的結(jié)果。 本文通過對趙各莊通風系統(tǒng)方案的優(yōu)選,最終實現(xiàn)了系統(tǒng)的優(yōu)化,指導了實際工作,獲得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。同時,為礦井通風系統(tǒng)方案的優(yōu)選也提供了一種新的科學手段和理論依據(jù)。關鍵詞：礦井通風與安全;礦井通風系統(tǒng);優(yōu)化;系統(tǒng)分析Zhaogezhuang of the optimization of mine ventilation systemAbstract：In this paper, from the ventilation system optimization study of the significance of safe product

6、ion, the analysis of coal enterprises of Chinas production safety status of the mine ventilation system through the analysis and evaluation, the mine ventilation system optimization steps and technical measures. Analysis and optimization of mine ventilation studies has been the most urgent task is t

7、o sum up experience and improve and improve the existing ventilation system analysis theory, the application of all the advanced technical means to achieve the mine ventilation system of the intelligent and efficient. In this paper, also by the coal mine ventilation systems Zhao status of simulation

8、 and analysis of a wide range of rehabilitation programs and to optimize the effect of the actual analysis.Through economic, security, high-performance concrete, such as comparison, the merit-based optimization program selected. Zhao ventilation for the mine ventilation system analysis and system de

9、sign, transformation and optimization will provide a more important application value. In this paper, considering technical, economic and security aspects of the factors analyzed, the establishment of a new set of more comprehensive, science, in line with the actual indicators of mine ventilation sy

10、stem optimization system and the use of analytic hierarchy process to identify indicators of the weight optimization. Optimization of the ventilation system in order to obtain the necessary basic information, this article Zhaogezhuang ventilation on the status of the investigation and determination

11、of a detailed drawing of the ventilation system and the network map. On this basis, for the short and medium Zhaogezhuang, the pioneering post-layout, production tasks, as well as issues that need to be resolved, in accordance with the corresponding characteristics of the ventilation system were to

12、develop a wide range of possible options for each program and ventilation network solution. Finally, this paper established the basis of optimizing the index system, a program optimization, to determine the best ventilation system resulted in unreliable results. Based on the ventilation system Zhaog

13、ezhuang optimization program, and ultimately the optimization of the system to guide the practical work, access to significant economic and social benefits. At the same time, the program for the mine ventilation system is also preferred to provide a new means of scientific and theoretical basis.Key

14、words: pit ventilation and safe; pit ventilation system; optimization;system analysis前言前言礦井通風系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分,它的可靠運行是煤礦安全生產(chǎn)的根本保障。隨著生產(chǎn)的不斷進行,礦井生產(chǎn)布局、自然條件和生產(chǎn)能力都會發(fā)生相應變化,為了與之相適應,礦井通風系統(tǒng)也必須進行相應的優(yōu)化調(diào)整。通風系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)整應以被調(diào)整的礦井供風量是否滿足礦井生產(chǎn)的需要為依據(jù),以提高經(jīng)濟效益和社會效益為目的。通過合理的通風系統(tǒng)調(diào)整,優(yōu)化礦井通風網(wǎng)路,合理地進行風量分配,使之既能保證礦井安全生產(chǎn),又能達到節(jié)能降耗的目的,從而

15、降低生產(chǎn)成本。這對當今煤礦企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營等具有重要的現(xiàn)實意義。 1 礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化的意義1.1 我國煤炭企業(yè)安全生產(chǎn)狀況1.1.1 我國煤炭企業(yè)生產(chǎn)的基本情況我國是世界上少數(shù)幾個一次能源以煤為主的國家，貧油少氣的能源特點決定了煤炭在一次能源中的重要地位，與石油和天然氣相比，我國煤炭儲量比較豐富，占世界儲量的11.06%，我國煤炭總量為5.6萬億噸，其中已探明保有儲量1萬億噸，占世界探明總儲量的11%。在中國生產(chǎn)和消費的一次商品能源中，煤炭約占74，煤炭提供了78的發(fā)電能源、70的化工原料和60的民用商品能源。在已探明的化石能源中，煤炭占94.3，石油天然氣僅占5.7。在中國可持續(xù)能源發(fā)展戰(zhàn)

16、略研究報告中，20多位中科院和工程院院士一致認為：到2010年，中國在一次能源生產(chǎn)和消費中煤要占到60%左右，到2050年，煤炭所占的比重不會低于50%。在目前全國煤炭產(chǎn)量中，41來自國有重點煤礦，42來自鄉(xiāng)鎮(zhèn)集體煤礦，17來自地方國有煤礦。多層次的煤炭生產(chǎn)結(jié)構(gòu)保證了國民經(jīng)濟對煤炭的需求，但同時也存在著生產(chǎn)總量失控，資源浪費嚴重和傷亡事故多的弊端，不同類型煤礦的技術(shù)裝備水平、勞動力素質(zhì)存在明顯的差異，為煤礦安全生產(chǎn)帶來了嚴重的問題。煤礦多屬地下作業(yè)，環(huán)境惡劣，地質(zhì)條件復雜多變，開采技術(shù)難度大。隨著開采的延伸和布局的變化，又帶來了面臨深部開采、煤質(zhì)惡化等新的難點。隨著經(jīng)濟體制改革的深入，煤炭工業(yè)

17、的管理體制發(fā)生了重大變化，國有重點煤礦已全部下放地方管理，一些大型煤礦正在按照現(xiàn)代企業(yè)制度組建大型企業(yè)集團；相當數(shù)量布局不合理、不具備生產(chǎn)條件的小煤礦將陸續(xù)被關閉；一些資源枯竭、成本畸高、扭虧無望、資不抵債的礦井將破產(chǎn)、關閉。1.1.2我國煤礦安全生產(chǎn)現(xiàn)狀我國煤炭資源豐富，但煤炭賦存條件多種多樣，95的煤炭產(chǎn)量是井下生產(chǎn)的,自然災害較為嚴重?，F(xiàn)在開采的國有重點煤礦中，高瓦斯和有煤與瓦斯突出危險的礦井占49.2，57.5的礦井有自然發(fā)火傾向，89.5的礦井有煤塵爆炸危險。部分礦井還受熱害、水害的威脅。由于我國屬于發(fā)展中國家，煤礦機械化水平還比較低，礦井多、效率低、井下用人多等狀況決定了煤礦安全問

18、題是制約煤炭工業(yè)發(fā)展的突出問題。從總體上看，目前我國煤礦安全生產(chǎn)情況具有如下幾個特點：(1）煤礦安全生產(chǎn)工作取得明顯進步我國黨和政府非常重視煤礦安全生產(chǎn)工作，專門制定了礦山安全法、煤炭法、生產(chǎn)許可證管理辦法和鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦管理條例等法律法規(guī)，煤礦安全規(guī)程每5年重新修訂一次。煤炭工業(yè)主管部門依據(jù)相應的法律法規(guī)頒發(fā)了行業(yè)安全規(guī)程等規(guī)章，使煤礦安全工作納入了法制化軌道。目前我國煤礦堅決貫徹黨和政府關于“安全第一，預防為主”的安全生產(chǎn)方針，按照“安全第一、預防為主、綜合治理、總體推進”的指導思想，狠抓安全、效率和礦井現(xiàn)代化建設，實現(xiàn)安全生產(chǎn)目標管理，黨政工團齊抓共管，專業(yè)管理與業(yè)務保安相結(jié)合，使安全工作逐步

19、走向規(guī)范化、法制化的軌道，并大力提高安全技術(shù)裝備水平，改善安全生產(chǎn)條件，堅持裝備、管理和培訓并重的原則，使我國煤礦安全生產(chǎn)取得了很大進步。煤炭行業(yè)自上而下已有一套比較完善的安全監(jiān)督管理體系。煤礦安全技術(shù)的研究一直得到了國家和行業(yè)的高度重視。為了促進煤礦安全技術(shù)水平的不斷提高，在煤炭行業(yè)已經(jīng)創(chuàng)建了完整的安全科研體系。有2個專業(yè)安全科研機構(gòu)，6個安全檢驗中心和以中國礦業(yè)大學為首的一批為煤炭工業(yè)培養(yǎng)高級人才的高等學校。煤礦安全技術(shù)有了長足的進展，為煤礦安全生產(chǎn)提供了技術(shù)保證。全國國有重點煤礦百萬噸死亡率己由19581962年的9.5人降至2002年的1.9人。 (2）煤礦安全生產(chǎn)形勢仍然嚴峻經(jīng)過數(shù)十

20、年的努力，我們已經(jīng)能夠在不同程度上控制瓦斯、粉塵、水、火、熱、沖擊地壓頂板、邊坡滑移等災害對安全生產(chǎn)的威脅，對主要災害源基本上實現(xiàn)了安全監(jiān)測。但由于我國煤礦地質(zhì)條件復雜，技術(shù)裝備落后，職工隊伍素質(zhì)低下，資金嚴重不足以及其它諸多不利因素的存在，我們還沒有完全掌握安全生產(chǎn)的主動權(quán)。近年來，全國煤礦安全狀況總體上呈現(xiàn)出相對穩(wěn)定、趨于好轉(zhuǎn)的發(fā)展態(tài)勢：2005年全國煤礦事故死亡人數(shù)比2002年減少約2100人，比2003年減少1500人，分別下降25.9%和18.6%。但是煤礦安全生產(chǎn)形勢仍然嚴峻，主要表現(xiàn)為如下幾個方面：事故總量過高，損失嚴重。2003年世界煤礦產(chǎn)量約50億噸，煤礦事故死亡總數(shù)約800

21、0人。當年我國的煤礦產(chǎn)量約占全球的35%，但事故死亡人數(shù)卻占了80%。盡管較之以前的安全狀況有了很大進步，但與世界先進產(chǎn)煤國家相比，差距仍然很大。重特大事故尚未得到有效遏制。據(jù)統(tǒng)計，2005年1月1日2005年12月25日，全國煤礦共發(fā)生一次死亡10人以上的事故57起，死亡1722人，發(fā)生一次死亡30人以上的特別重大事故11起，死亡961人。平均7天發(fā)生一起死亡10人以上的特大事故。塵肺病危害嚴重，煤礦職業(yè)衛(wèi)生形勢嚴峻。煤礦行業(yè)是職業(yè)危害最嚴重的行業(yè)。據(jù)統(tǒng)計，全國煤礦目前有塵肺病患者60萬人。估計全國煤礦每年新增加塵肺病患者超過7萬人。此外，風濕、腰脊勞損等職業(yè)疾病，在煤礦行業(yè)也普遍存在。不僅

22、如此，煤礦安全還存在如下5大安全隱患： 生產(chǎn)力發(fā)展不均衡，中小煤礦技術(shù)和安全保障水平低。據(jù)了解，目前我國共有煤礦2.5萬家，其中大中型煤礦約為1000家。2003年，全國采煤機械化程度僅為45%。為數(shù)相當多的小煤礦，開采方式落后，設施設備簡陋，從業(yè)人員安全沒有保證。小煤礦產(chǎn)量約占全國總產(chǎn)量的37%，事故死亡人數(shù)卻高達76%。2004年，僅前三個季度小煤礦就發(fā)生一次死亡10人以上特大事故19起，死亡323人，事故數(shù)和死亡人數(shù)分別占全國煤礦同類事故的73%和74%。 煤礦安全生產(chǎn)基礎比較薄弱，抵御事故災害的能力不強?！熬盼濉薄ⅰ笆濉逼陂g新開礦井很少。多數(shù)煤礦企業(yè)依靠老礦挖潛或者超能力生產(chǎn)來維持生

23、產(chǎn)規(guī)模。雖然原國家計委、原國家經(jīng)貿(mào)委和國家發(fā)改委近年投入煤礦安全生產(chǎn)的資金已達40多億元，但由于前些年煤礦市場低迷，企業(yè)經(jīng)濟效益差，安全欠賬普遍多。截至2003年底，大中型煤礦技改投資欠賬約達500億元，原國有重點煤礦安全投資欠賬高達164億元，其中涉及安全工程86億元、安全設施設備78億元。目前全國約有1/3的國有煤礦存在不同程度的采掘失調(diào)和水平接續(xù)緊張問題，煤礦主要生產(chǎn)設備老化、超期服役的約占1/3，安全隱患相當嚴重。直至目前，包括部分國有大礦在內(nèi)的多數(shù)煤礦，安全生產(chǎn)的基礎仍相當薄弱，在防范傷亡事故、特別是重特大事故方面，仍然缺乏保障。 高瓦斯礦井多，瓦斯災害嚴重。與各主要產(chǎn)煤國家相比，我

24、國的煤礦賦存條件較差。目前全國共有高瓦斯礦井、煤與瓦斯突出礦井約9000多處，占礦井總數(shù)的30%左右。近兩年，瓦斯防治工作有了很大進展，但差距仍然較大。特別是在煤與瓦斯突出的機理、預測、監(jiān)控等方面，都有許多問題需要深入研究和努力探索。對瓦斯突出礦井的界定，也存在認識和技術(shù)上的問題。 煤礦職工隊伍素質(zhì)較低，安全管理難度大。用工制度改革以來，大量農(nóng)民工、臨時工進入煤礦，并成為井下一線工人的主力。目前，煤礦違反勞動紀律、違章作業(yè)、違規(guī)操作現(xiàn)象相當普遍和嚴重，直接威脅著安全生產(chǎn)和事故防范。隨著煤礦院校的改制轉(zhuǎn)型，多數(shù)專業(yè)學校換了牌子，或撤銷了采礦地質(zhì)類專業(yè)，煤礦工程技術(shù)人員嚴重短缺。目前全國每年招收的

25、采礦地質(zhì)專業(yè)新生約500人，僅為過去的5%左右。據(jù)2001年調(diào)查，96%的煤礦缺乏機電專業(yè)人才，88%的煤礦缺乏采礦專業(yè)人才，通風安全等人才更為缺乏。 一些企業(yè)在貫徹“安全第一、預防為主”方針上有差距，安全責任制不落實。特別是在當前煤礦市場好轉(zhuǎn)、煤價上揚的情況下，一些單位重生產(chǎn)、輕安全，重利輕義，不顧安全條件突擊生產(chǎn)、盲目超產(chǎn)現(xiàn)象有所抬頭。加之管理不到位，造成了安全生產(chǎn)工作的被動。1.2 礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化對安全生產(chǎn)的意義煤礦生產(chǎn)是地下作業(yè)，自然條件比較復雜。地面空氣在進入井下并流經(jīng)各作業(yè)場所的過程中，將摻入有毒有害氣體和礦塵等，成分逐漸發(fā)生變化。為了保證井下工作人員呼吸所需的新鮮空氣并為其安全

26、生產(chǎn)提供適宜的溫度、濕度等良好的氣候條件，維持合適的勞動條件，必須對礦井進行通風。礦井通風是煤礦生產(chǎn)的一個重要環(huán)節(jié)，礦井通風不良會直接導致瓦斯爆炸、火災和粉塵災害，而礦井通風的現(xiàn)代化又是促進采礦工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)現(xiàn)代化的極為重要的條件，它對礦井的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)、防災抗災能力和礦井的經(jīng)濟效益有著重大的影響。生產(chǎn)礦井由于自然條件、生產(chǎn)能力和生產(chǎn)布局的變化，要求及時地對通風系統(tǒng)進行技術(shù)改造，以保證安全生產(chǎn)。礦井通風系統(tǒng)由多個要素組成，各個要素之間存在著有機的聯(lián)系，彼此相互影響。為使礦井通風系統(tǒng)整體最優(yōu)，必須首先對通風系統(tǒng)運行現(xiàn)狀進行分析，找出存在的問題，以尋求改進途徑，為制定現(xiàn)有通風系統(tǒng)的科學管理方案和選擇通風

27、系統(tǒng)改造方案提供依據(jù)。合理地進行礦井通風系統(tǒng)改造，優(yōu)化礦井通風系統(tǒng)給企業(yè)帶來的不僅是可觀的經(jīng)濟效益，更重要的是它所產(chǎn)生的社會影響，對煤礦的安全生產(chǎn)具有重大的現(xiàn)實意義。當前，很多煤礦企業(yè)存在著由于通風系統(tǒng)不合理而造成安全隱患和浪費的現(xiàn)象。合理地對通風系統(tǒng)進行調(diào)整和改造不僅改善了礦井通風環(huán)境、消除了安全隱患，而且節(jié)約了通風裝備的運行費用。為保證安全生產(chǎn)，要求礦井通風能力必須跟上生產(chǎn)形勢，進行通風系統(tǒng)的優(yōu)化。通風系統(tǒng)的調(diào)整以被調(diào)整的礦井供風量是否滿足礦井生產(chǎn)的需要為依據(jù)，以提高經(jīng)濟效益和社會效益為目的。通過合理的通風系統(tǒng)調(diào)整，優(yōu)化礦井通風網(wǎng)絡，合理地進行風量分配，既保證了礦井安全生產(chǎn)，又達到了節(jié)能降

28、耗的目的，從而降低生產(chǎn)成本。這對當今煤礦企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營等具有一定的現(xiàn)實意義。趙各莊煤礦隨著產(chǎn)量的日益增加,開采范圍的不斷擴大 ,開采水平的加深 ,通風線路也不斷加長。原通風系統(tǒng)已經(jīng)不能適應當前安全生產(chǎn)的要求。目前，趙各莊煤礦通風系統(tǒng)復雜老化、外部漏風嚴重，兩臺主要通風機能力不平衡；礦井回風系統(tǒng)由于受條件的限制，設計斷面比較小，服務年限不斷延長，巷道斷面積逐年減小，礦井通風阻力逐年增加；加之煤層賦存條件復雜，生產(chǎn)區(qū)域范圍大，通風設施多，從而造成礦井內(nèi)部漏風較大，礦井通風越來越困難。為了保證井下生產(chǎn)的安全、可靠和經(jīng)濟運行，必須進行通風系統(tǒng)優(yōu)化改造。2礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化的方法2.1礦井通風系統(tǒng)分析與

29、評價2.1.1礦井通風系統(tǒng)分析礦井通風系統(tǒng)是礦井通風方式、通風方法和通風網(wǎng)絡的總稱。通風方式是指進風井和出風井的布置方式（中央式、對角式等）。通風方法是指礦井主要通風機的工作方法（抽出式、壓入式）。通風網(wǎng)絡是指風流流經(jīng)井巷的連接形式。一個完整的礦井通風系統(tǒng)必須包括主要通風機系統(tǒng)（包括礦井主要通風機及其附屬設備）、網(wǎng)絡系統(tǒng)（包括進、回風井，采掘面等用風地點風路，進、回風井于各用風地點的連接風路）和控制風流的通風構(gòu)筑物（包括風門、風墻、風橋等）。因此，也有人把通風網(wǎng)絡、通風動力和控制風流的通風構(gòu)筑物的總稱叫做礦井通風系統(tǒng)。礦井通風系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，與礦井的穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)、防災抗災能力和

30、礦井的經(jīng)濟效益有著重大的關系和長期的影響。新設計的礦井應對所確定的通風系統(tǒng)進行分析；生產(chǎn)礦井也應定期或不定期對礦井通風系統(tǒng)的合理性進行分析，以便不斷進行完善和改造，使其適應礦井生產(chǎn)變化的需要。通風系統(tǒng)分析就是對已有的通風系統(tǒng)或設計方案進行理論分析或?qū)嶒炑芯浚òㄓ嬎銠C模擬），通過分析，對通風系統(tǒng)的通風效果、技術(shù)性能和經(jīng)濟指標做出評價，對通風系統(tǒng)的未來進行預測，進而尋求改進途徑，為制定現(xiàn)有通風系統(tǒng)的科學管理方案、選擇通風系統(tǒng)的優(yōu)化方案或最佳設計方案提供理論和實驗依據(jù)。A. 礦井通風系統(tǒng)分析的基本要求及原則（1）礦井通風系統(tǒng)分析的基本要求無論選擇何種通風系統(tǒng)，都要符合投產(chǎn)快、安全可靠性高、技術(shù)先進

31、合理和經(jīng)濟效益好等原則。其基本要求體現(xiàn)在：通風系統(tǒng)簡單，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)合理，能將足夠的風量送往需風地點，通風效果好，風質(zhì)好，有效風量率高；主要通風機性能與網(wǎng)絡特性相匹配，主要通風機的可調(diào)性好、運轉(zhuǎn)可靠、穩(wěn)定性高、運轉(zhuǎn)費用少；具有較高的防災抗災能力。不因通風不合理和不完善而導致災害的發(fā)生，當發(fā)生災害事故時，可以利用現(xiàn)有的通風系統(tǒng)對災害進行控制和搶救，減小災害損失，提高生產(chǎn)的恢復速度。有利于實現(xiàn)機械化和自動化，能適應煤炭生產(chǎn)的新技術(shù)、新工藝的推廣和應用，提高生產(chǎn)系統(tǒng)的科技化程度。在通風機的購置、安裝和運轉(zhuǎn)方面所需的費用低，通風采用經(jīng)濟斷面、維修費用少、局部通風機的運行費用低、通風構(gòu)筑物少，從而達到經(jīng)濟效

32、益好的目的。（2）礦井通風系統(tǒng)分析的原則通風系統(tǒng)的設計和優(yōu)化改造，除了要滿足以上的基本要求外還應該遵循如下原則：整體性通風系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的子系統(tǒng)，因而在擬定分析通風系統(tǒng)時，必須與其它系統(tǒng)（開拓開采系統(tǒng)、運輸系統(tǒng)等）相協(xié)調(diào)，必須與地質(zhì)和開采條件相適應，以便選取最優(yōu)的生產(chǎn)系統(tǒng)。在對通風系統(tǒng)進行評價時應該堅持顧全大局、局部服從整體的原則；因而在出現(xiàn)因通風系統(tǒng)的改進使全礦其他系統(tǒng)變得更合理、更協(xié)調(diào)、整體效果最佳的現(xiàn)象時，就應及時改造通風系統(tǒng)以促進全礦安全生產(chǎn)。通風系統(tǒng)是由多個可以相互區(qū)別的、具有綜合性能的要素構(gòu)成的。構(gòu)成通風系統(tǒng)的各個要素雖然具有不同的性能，但是它們是根據(jù)邏輯同一性的要求而構(gòu)成的整

33、體，它們之間是有機聯(lián)系和相互影響的。因此，分析通風系統(tǒng)不能從某一要素或某一指標考慮問題，必須從通風系統(tǒng)整體出發(fā)。在對礦井的通風系統(tǒng)進行技術(shù)改造時，不僅要考慮到新系統(tǒng)的先進性，而且要充分利用現(xiàn)有的通風井巷和通風設備，以使新老通風系統(tǒng)協(xié)調(diào)起來，保證新老系統(tǒng)的安全生產(chǎn)，構(gòu)成一個合理的新通風系統(tǒng)。動態(tài)性隨著時間的推移，地質(zhì)條件的變化，生產(chǎn)區(qū)域的轉(zhuǎn)移，礦井生產(chǎn)任務和通風條件均會隨之發(fā)生變化，即使是在穩(wěn)定的條件下也會發(fā)生瞬時的變化。因此不能靜止的研究通風系統(tǒng)，要全面地考慮各種動態(tài)因素以及預測未來的狀況，以增強通風系統(tǒng)的環(huán)境適應性。礦井通風系統(tǒng)的優(yōu)劣有時間性的問題，根據(jù)時間的不斷演變，其通常是由若干個階段組

34、成的。如建井期、投產(chǎn)初期、正常生產(chǎn)期、擴大生產(chǎn)期及礦井收縮期等，并且在不同的生產(chǎn)時期，對通風系統(tǒng)的具體要求及所面臨的問題也是不同的。要解決在不同的通風時期出現(xiàn)的問題就要緊密結(jié)合生產(chǎn)發(fā)展計劃，分析相應的通風系統(tǒng)的演變過程，找出主要矛盾，以便集中全力去解決它。在投產(chǎn)初期或礦井后期，需要的風量少、通風阻力不大，小能力的主要通風機就能滿足要求，此時根據(jù)通風困難時期需要選取的主要通風機就顯得能力過剩；生產(chǎn)時期和擴大生產(chǎn)時期，需要的風量多、井下通風網(wǎng)絡復雜、風量調(diào)節(jié)頻繁；原來被認為是最佳的通風系統(tǒng)就可能出現(xiàn)不適應，就可能變成需要改造的對象。因此，在選定和分析礦井通風系統(tǒng)時，應根據(jù)當時生產(chǎn)狀況的實際需求進行

35、設計，以免出現(xiàn)諸如“小馬拉大車”、“殺雞用牛刀”的現(xiàn)象。當然，在擬定和分析某階段的通風系統(tǒng)時，不僅需要考慮當前，也要研究過去和預測后一時期的需要，避免經(jīng)常出現(xiàn)通風工程落后于生產(chǎn)的被動局面。在正常生產(chǎn)時期，隨著生產(chǎn)的發(fā)展和地質(zhì)條件的變化，會出現(xiàn)生產(chǎn)區(qū)域的轉(zhuǎn)移和對通風的要求發(fā)生變化的現(xiàn)象，這樣原來適應于某一生產(chǎn)系統(tǒng)的通風系統(tǒng)會變?yōu)椴贿m應，此時，就必須對礦井通風系統(tǒng)加以調(diào)整，使其最佳。由于通風構(gòu)筑物的建立或撤除、井巷中礦車或提升設備的運行、地面大氣條件的變化及爆炸或火災事故的發(fā)生等，都會引起通風狀況的變化，因此不能靜止的研究生產(chǎn)時期的通風系統(tǒng)，還要考慮到各種可能性，預測和增強通風系統(tǒng)對環(huán)境的適應性。

36、只有掌握了各階段通風系統(tǒng)演變的順序特征，才能按客觀演變規(guī)律對系統(tǒng)進行調(diào)整，才能避免經(jīng)常出現(xiàn)的通風工程落后于生產(chǎn)或通風工程不配套等被動局面。B.礦井通風系統(tǒng)的合理性分析礦井通風系統(tǒng)的合理性表現(xiàn)在通風系統(tǒng)的安全性、有效性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟性等諸多方面。概而言之，凡是符合煤礦安全規(guī)程對礦井通風系統(tǒng)的規(guī)定，滿足對礦井通風系統(tǒng)基本要求的通風系統(tǒng)都屬于合理的礦井通風系統(tǒng)，但合理的通風系統(tǒng)不一定是最優(yōu)或者較優(yōu)的通風系統(tǒng)。目前，不少礦井的通風系統(tǒng)在不同程度上存在著問題。（1）通風系統(tǒng)的安全性礦井通風系統(tǒng)應有較強的防災抗災能力。平時應利于瓦斯、煤塵、火災的管理；事故時應利于限制和縮小事故的危害范圍，并便于控制災害，

37、利于救災、救人和恢復生產(chǎn)。關于通風系統(tǒng)安全性的問題，概括起來，大致有以下幾個方面： 礦井、水平、采區(qū)、工作面至少有兩個以上通暢、能行人的安全出口；必須有可靠的通風動力；達到煤礦安全規(guī)程對風流速度的規(guī)定； 符合反風的相關規(guī)定；應有完整獨立的通風系統(tǒng)；必要的、可靠的通風設施；針對影響礦井通風安全因素的狀況，具有抽放瓦斯、防爆、自動監(jiān)測等輔助系統(tǒng)；用風地點應獨立進風；限制串聯(lián)供風。（2）通風系統(tǒng)的有效性通風系統(tǒng)的有效性包含兩個方面的含義，其一是礦井通風能力與生產(chǎn)能力相適應，能滿足安全生產(chǎn)對通風的要求及涉及范圍內(nèi)正常增產(chǎn)的需風;其二是通風系統(tǒng)的效率要高，即風流做有用功所消耗的能量占通風機輸入能量的比例

38、要大。反映通風系統(tǒng)有效性的指標有很多。從風量方面看，有以下指標：井下有效風量率；.礦井漏風率；風量比，即實際需風量與實際供風量的比；自然分風量與總風量的比例等。從礦井風壓方面看，對通風系統(tǒng)有效性有如下的要求：礦井總阻力不宜過大；阻力分布應合理。局部阻力應小，特別是總回風段阻力所占比例不得太大，應避免出現(xiàn)高阻力段；各翼、各采區(qū)阻力應盡量均勻；多風機系統(tǒng)各風機風壓應盡量接近。（3）通風系統(tǒng)的穩(wěn)定性礦井風流的運動參數(shù)隨時間發(fā)生波動，且波動范圍超過允許值時，這種現(xiàn)象就被稱為不穩(wěn)定現(xiàn)象。通常表現(xiàn)為風量、風壓的劇烈跳動，某些分支風流的大幅度增減甚至停風反向等。礦井風流的不穩(wěn)定現(xiàn)象，可分為正常生產(chǎn)時期的不穩(wěn)

39、定現(xiàn)象和災變時期的不穩(wěn)定現(xiàn)象。正常時期的不穩(wěn)定現(xiàn)象又可以分為兩大類。一類是由于通風動力不穩(wěn)定引起的，主要表現(xiàn)形式為：風機導致的風流不穩(wěn)定現(xiàn)象，包括風機喘振現(xiàn)象、多風機互相干擾現(xiàn)象及井下輔助通風機能力過大導致的循環(huán)風現(xiàn)象；自然風壓導致的某些分支風流停滯或反向；另一類是由于通風網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)不合理引起的，主要的表現(xiàn)形式為：風流短路造成的風流劇烈波動；對角分支風流不穩(wěn)定現(xiàn)象。對角分支風流不穩(wěn)定現(xiàn)象是礦井內(nèi)較普遍的一種風流不穩(wěn)定現(xiàn)象。不同的對角分支的穩(wěn)定性程度是不同的，而且不同井巷對角聯(lián)分支的穩(wěn)定程度的要求也不同，因而不能一律不加區(qū)別的加以排斥。對有害角聯(lián)，設計時要力求避免，生產(chǎn)中要嚴加控制和及時處理；對無

40、害角聯(lián)，可以采用；有益角聯(lián)，則應由計劃設置。生產(chǎn)實際中，影響礦井通風系統(tǒng)穩(wěn)定性的因素有很多，因此應根據(jù)礦井風流內(nèi)各種主要不穩(wěn)定現(xiàn)象的有無和嚴重程度，對礦井進行分類，以便加強管理，提高礦井通風系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（4）通風系統(tǒng)的經(jīng)濟性在一定的費用下獲得最好的通風效果，或者在一定的通風安全效果下費用最低，這是通風設計和通風系統(tǒng)分析中最主要的觀點和方法之一，稱為費用效果分析。構(gòu)成通風成本的主要因素是：專用通風工程的投資；通風機設備的購置費和安裝工程費；通風專用巷道維修費；通風機運轉(zhuǎn)費（主要是通風電費）、維修費和折舊費；工資、材料消耗及儀器等費用。礦井設計中通常只作投資概算。通風系統(tǒng)概算只包括以上的地面部分

41、，一般只占噸煤總投資概算的1%左右。反映通風經(jīng)濟性的指標有很多，常用的有：基建投資。即為形成礦井預定通風系統(tǒng)而投入的資金，基建投資的多少往往是決定通風系統(tǒng)方案取舍的關鍵；噸煤通風成本；噸煤耗電量；單位風量耗電量。在通風系統(tǒng)設計或改造中，要使其具有最佳的經(jīng)濟效果，必須使基建投資與運轉(zhuǎn)費的總和最低。在計算費用時，因為基建投資是一次性投資，必須結(jié)合資金的時間價值來考慮，不能簡單地相加。設計中應進行礦井最優(yōu)化風壓和通風斷面最優(yōu)的綜合優(yōu)化工作。考慮多數(shù)煤礦安全等方面的要求，風壓要控制在一定范圍內(nèi)。因此，除進行通風井筒的合理布局，通風網(wǎng)絡的合理構(gòu)成外，往往表現(xiàn)為一定風壓下通風井巷斷面的最優(yōu)化問題。過去那種

42、認為礦井的等積孔A2最優(yōu)的觀點是不完全合理的，因為A的大小隨風量、瓦斯等的變化而變化，因而必須根據(jù)礦井的生產(chǎn)規(guī)模、通風系統(tǒng)的型式、瓦斯涌出情況、開采深度及開拓開采技術(shù)條件確定合理的A值。對生產(chǎn)礦井來說，由于通風系統(tǒng)已經(jīng)形成，因此通風系統(tǒng)的經(jīng)濟性主要表現(xiàn)在能量的消耗上。能耗中主要是電費。計算電費時，應包括主要通風機和局部通風機的電耗。C.礦井通風系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析礦井通風系統(tǒng)不僅包括通風方式，通風方法和通風網(wǎng)絡等靜態(tài)系統(tǒng)，而且還包括井下空氣的物質(zhì)變化，風流的能量變化和信息變化等動態(tài)系統(tǒng)，即包括井下環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和風流控制系統(tǒng)。風流的不穩(wěn)定表現(xiàn)為井巷中風流的流向發(fā)生變化或者風量大小變化幅度超過允許范圍

43、。礦井通風系統(tǒng)的穩(wěn)定性主要取決于主要通風機的臺數(shù)、種類、相對位置、性能以及自然風壓的大小、通風網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)形式等。礦內(nèi)風流穩(wěn)定與否，在某種程度上反映了礦井通風能力和網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的合理程度與協(xié)調(diào)狀況。風流不穩(wěn)定是煤礦事故的主要原因之一。在用風地點或瓦斯涌出的巷道中，風流方向的不穩(wěn)定性可能導致瓦斯超限或風溫升高，嚴重時可導致瓦斯和煤塵爆炸。可見，礦井通風系統(tǒng)的穩(wěn)定性不僅是一項技術(shù)指標，同時也是一項重要的安全指標。因此保持風網(wǎng)中特別是用風地點風流穩(wěn)定可靠是通風管理部門的重要任務。礦井通風網(wǎng)絡內(nèi)的空氣流動，遵守伯努利方程所反映的能量守恒法則，符合阻力定律、風量平衡定律和風壓平衡定律，同時，通風網(wǎng)絡內(nèi)風流的變

44、化還取決于風網(wǎng)的狀況及其動力狀況。無論是風網(wǎng)內(nèi)分支風阻的變化，還是通風機及自然風壓的變化或礦井發(fā)生災害，都會引起礦井風流的變化。所以礦內(nèi)風流不穩(wěn)定現(xiàn)象過程是復雜的，對這些現(xiàn)象必須進行充分的研究。在研究其瞬變過程、揭示其本質(zhì)的同時，還要根據(jù)其嚴重程度對礦井通風系統(tǒng)的影響加以分類，千方百計預防、限制和消除不穩(wěn)定現(xiàn)象，以確保煤礦的安全生產(chǎn)。（1）通風系統(tǒng)的穩(wěn)定性分類礦井通風系統(tǒng)的穩(wěn)定性，主要取決于主要通風機的臺數(shù)、主要通風機的相對位置以及風壓大小、通風網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)形式。 局部地區(qū)、采區(qū)的風流穩(wěn)定性，取決于局部或采區(qū)的通風系統(tǒng)。按風流的穩(wěn)定程度，可將通風系統(tǒng)分為三類：高穩(wěn)定系統(tǒng)。通風網(wǎng)絡中沒有角聯(lián)風路的

45、分區(qū)通風系統(tǒng)，和雖有角聯(lián)但在發(fā)生事故或改變相鄰風路的風阻時，實際發(fā)生風流反向的可能性很小的系統(tǒng)；中等穩(wěn)定系統(tǒng)。有復雜的角聯(lián)通風網(wǎng)絡系統(tǒng)，但平時風流穩(wěn)定，僅在發(fā)生災變時才會發(fā)生風流反向；低穩(wěn)定系統(tǒng)。通風系統(tǒng)在正常的情況下，由于風門等通風設施管理不嚴，或礦車停放、坑木設備的堆積等引起風路風阻的變化，即可引起角聯(lián)風路的風量變化，甚至風流方向的改變。造成風流不穩(wěn)定的原因一是由通風動力工作不穩(wěn)定引起的。由于通風動力工作不穩(wěn)定引起的風流不穩(wěn)定有三種，由于主要通風機工作不穩(wěn)定引起的風流不穩(wěn)定、井下輔助通風機對風流穩(wěn)定性造成的影響和自然風壓對風流的影響。其中，主要通風機工作出現(xiàn)不穩(wěn)定的原因除了其機械系統(tǒng)損壞和

46、供電系統(tǒng)故障外，還有工況點進入不穩(wěn)定工作區(qū)。風機的喘振是風機工作不穩(wěn)定的常見現(xiàn)象。軸流式風機的風壓特性曲線有一駝峰區(qū)，如果工況點處于駝峰區(qū)內(nèi)，就會出現(xiàn)風機不穩(wěn)定運行，機體產(chǎn)生振動，風機發(fā)出雷鳴般的噪聲，風機房地面和墻壁及房間內(nèi)的空氣有明顯的抖動，經(jīng)很短時間，一切恢復正常，但很快又重復上述現(xiàn)象，這種現(xiàn)象被稱為風機的喘振，又稱風機的飛動。其產(chǎn)生是由內(nèi)因和外因共同造成的，外因就是通風網(wǎng)絡風阻太大，迫使風機工況點進入駝峰區(qū)。內(nèi)因是風機在駝峰區(qū)工作時，風機內(nèi)部出現(xiàn)“脫流”現(xiàn)象。對于單臺風機工作的礦井，當風機的工況點處在駝峰附近時，出現(xiàn)下列情況就可能發(fā)生風機的不穩(wěn)定現(xiàn)象：礦井主要進回風道堵塞，造成風機工作

47、風阻增大；反向的自然風壓增大。當出現(xiàn)由于風機喘振產(chǎn)生的不穩(wěn)定運行時，作為應急措施，應立即將回風井口的防爆門或風機入口附近的檢查門稍稍打開，以增大地面漏風降低風機工作風阻，然后查明造成風機喘振的原因，并針對不同的原因采取相應的措施予以消除。多臺風機相互干擾也是引起系統(tǒng)不穩(wěn)定的原因。兩臺或兩臺以上的風機在同一風網(wǎng)上工作稱為風機的聯(lián)合運轉(zhuǎn)。風機的聯(lián)合運轉(zhuǎn)是理論性和技術(shù)性很強的工作，聯(lián)合運轉(zhuǎn)的風機之間是彼此有影響的，有時會達到增風效果，有時不但不增風，反而會出現(xiàn)不穩(wěn)定運行。因此在決定聯(lián)合運轉(zhuǎn)之前必須根據(jù)實測的風機特性曲線和礦井風阻曲線對其聯(lián)合運行的效果、合理性和穩(wěn)定性進行分析，以保證聯(lián)合運轉(zhuǎn)后能達到增

48、風效果，而且經(jīng)濟、穩(wěn)定運行。（2）井下輔助通風機對風流穩(wěn)定的影響礦井安全規(guī)程規(guī)定：礦井通風系統(tǒng)中，如果某一分區(qū)風路的風阻過大，主要通風機不能供給足夠風量時，經(jīng)省煤炭局批準，可在井下安設輔助通風機。安設輔助通風機后，不僅使通風管理工作變得復雜化，而且使整個系統(tǒng)的安全性變差，經(jīng)濟上有時不一定合算。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：井下安設輔助通風機后，輔助通風機與主要通風機之間是串聯(lián)運行的，輔助通風機對主要通風機的工況點會產(chǎn)生影響，若兩者匹配的不好，可能出現(xiàn)不穩(wěn)定運行；.當輔助通風機能力過大時，有可能造成與輔助通風機所在分支相并聯(lián)的分支中風量不足、風流停滯，甚至風流反向；為了保證新風通過輔助通風機而又不妨礙

49、運輸，一般把輔助通風機安設在進風流的繞道中，而在進風流主巷道中設風門，這樣不但增加了繞道的開掘費和風門的建造費，更主要的是，由于運輸?shù)念l繁，該處風門會頻繁開閉，造成風流不穩(wěn)定，特別是在兩道風門的間距不夠時，風流短路現(xiàn)象會頻頻發(fā)生；當主要通風機在駝峰附近運轉(zhuǎn)時，輔助通風機也應停轉(zhuǎn)，并應同時打開風門。否則，會使相鄰并聯(lián)分支風流逆轉(zhuǎn)，并進入輔助通風機，形成循環(huán)風。（3）自然風壓對風流穩(wěn)定性的影響自然風壓不但對主要通風機工況點有影響，引起風網(wǎng)中風流發(fā)生變化，而且還會使一些本來風流比較穩(wěn)定的巷道內(nèi)風量減少或停滯，甚至反向。自然風壓使風流反向，不僅破壞了正常通風，還可能導致瓦斯、煤塵爆炸。抽出式通風礦井，

50、應盡量不使高差很大的兩個井筒同時進風，泵房和變電所最好不要設在并聯(lián)的分支中。決定自然風壓能否使正常風流反向的因素有兩個：兩個并聯(lián)井巷所組成的回路中的自然風壓的大?。恢饕L機分配到并聯(lián)井巷的風壓值大于該并聯(lián)回路中的自然風壓值時，并聯(lián)的各分支不會產(chǎn)生風流反向；反之，回路中有的分支就會產(chǎn)生風流反向。 （4）由通風網(wǎng)絡引起的風流不合理 由于通風管理的欠缺，同一處的風門數(shù)量不足或兩道風門間的間距不夠、井下人員通過風門時不及時關閉、風門被礦車撞壞未能及時維修等都會造成風流短路，導致用風地點風量驟減，甚至無風。風門的開閉對風流不穩(wěn)定的影響程度取決于風門的位置，設在主干風路的風門，面積大，兩側(cè)壓差大，其開閉

51、造成風流的波動也大；抽出式通風礦井的回風井口防爆門的開閉，可使主要通風機工況點產(chǎn)生明顯的移動；而處在次級分支的風門開閉，影響程度小。保證建造的風門質(zhì)量，并加強管理是穩(wěn)定通風的需要，必須引起足夠的重視。礦井風網(wǎng)內(nèi)普遍存在著大量對角分支，不同的對角分支，其穩(wěn)定程度也是不同的；而不同井巷對角聯(lián)穩(wěn)定性的要求也不同。按照對生產(chǎn)和安全是否有害，可將角聯(lián)網(wǎng)絡分為以下幾種：當對角分支為用風地點，對風流的穩(wěn)定性有很高的要求時，由于鄰近分支風阻比發(fā)生變化，對角分支的風量會減少到允許范圍以下，甚至出現(xiàn)風流停滯或反向，這種角聯(lián)即為有害角聯(lián)。鄰近分支風阻比的變化不會引起風向的變化，引起風量變化不會給生產(chǎn)和安全帶來威脅的

52、角聯(lián)。在保證總風量一定的前提下，對分風比例不限的平行進風巷所構(gòu)成的角聯(lián)網(wǎng)絡即是無害角聯(lián)。分支對風量和風向均無要求，對通風系統(tǒng)有降阻增流作用的角聯(lián)，即有益角聯(lián)。每個礦井對角聯(lián)網(wǎng)絡應區(qū)別對待：應該有計劃的設置或利用有益角聯(lián)；利用無害角聯(lián)時，要加強管理；對有害角聯(lián)，設計時應避免，生產(chǎn)中要嚴加控制和及時處理。2.1.2礦井通風系統(tǒng)評價系統(tǒng)的好壞必須要有一個統(tǒng)一的評價標準，也就是要有統(tǒng)一的指標，而這些指標又必須能夠反映出通風系統(tǒng)的狀況和質(zhì)量特性。由于通風系統(tǒng)的復雜性，衡量系統(tǒng)好壞的指標也就不會是單一的。因而實際工作中，就不能把所有的因素全囊括進去，而只能本著科學、可測、可比、簡明等的要求從眾多的有關因素

53、中選出典型的指標進行評估。一個好的礦井系統(tǒng)，應體現(xiàn)在以下三方面：安全可靠性高；經(jīng)濟性好；抗災能力強。而這三方面又具體的體現(xiàn)在以下八個項目里，即：風流質(zhì)量、風量應滿足通風要求；礦井通風等積孔應合理；風機電耗應節(jié)省；調(diào)節(jié)風道應合適；保證調(diào)節(jié)后的通風能耗??；風機裝置應合格；通風構(gòu)筑物應盡量少并保證質(zhì)量；應有足夠必要的防災設備；系統(tǒng)應盡量單一化。由此可見，一個系統(tǒng)的好壞，主要取決于八個項目的綜合。由于不同的項目具有不同的作用，不同礦井對各個項目的要求也不盡相同，所以有人提出采用層次分析法，將上述非定量的問題轉(zhuǎn)化成數(shù)量型式進行處理，根據(jù)運算結(jié)果所得的權(quán)值的大小進行計算。從總體上看，確定評價指標的權(quán)值有兩

54、種方法 。一種是專家直接給出評價值或評價值區(qū)，然后再進行定量處理；一種是將某些評價指標與其他一些評價指標進行重要度比較，然后再采用某些數(shù)學方法來確定權(quán)值。前一種方法不可避免的存在著專家認識上的局限性，難以做到客觀公正性。后一種方法消除了直接給出法的不足，但是仍然無法判斷由于專家的認識而造成的失誤。層次分析法屬于指標比較法，但它能用一致性檢驗來判斷專家給出的指標。確定各項目的重要性和它們之間的差異程度。其具體步驟是（1）建立層次結(jié)構(gòu)；（2）構(gòu)造各層次間的判斷矩陣；（3）求解矩陣，以獲得層次單排序；對于每個層次的評價，需要建立評價模型矩陣，比較評價指標的重要性，并進行權(quán)值的計算和一致性檢驗。（4）

55、確定層次的總排序。層次總排序是從上向下逐層計算的。對于最高層次，其層次單排序后的結(jié)果就是總排序。總排序中各項目的權(quán)值不同，就表明各項目對通風系統(tǒng)總體的影響不同。根據(jù)總排序中各權(quán)值的大小，可確定出其相應的重要性。層次分析法不僅為評價指標的選取提供了捷徑，同時也為礦井投資、施工的先后順序的安排以及整個通風系統(tǒng)的最佳設計和運行提供了有力的證據(jù)。通過對礦井通風系統(tǒng)的分析，即可建立通風系統(tǒng)狀況評價的層次模型。為了定量評價通風系統(tǒng)的狀況，應用層次分析法處理指標權(quán)值的確定時，應通過實踐礦井的應用和指標一致性檢驗，證實評價方法和指標體系的建立是合適的，然后沉思可以用于進行礦井通風系統(tǒng)狀況評價。2.2礦井通風系

56、統(tǒng)優(yōu)化的步驟礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化改造同新井通風設計相比較更為復雜。它不僅要考慮當前礦井的生產(chǎn)情況、巷道網(wǎng)絡情況、通風設施情況，還必須考慮到規(guī)劃期間，甚至是更長遠時期礦井的各種情況以及變化。在進行礦井通風系統(tǒng)改造時，要求優(yōu)化改造后的通風系統(tǒng)必須能大大改善礦井安全生產(chǎn)情況，通風能力要與生產(chǎn)能力相適應；既要充分利用現(xiàn)有的井巷和通風設備，又要根據(jù)本單位的財力、物力盡可能采用先進技術(shù)和裝備，既要考慮到當前生產(chǎn)的需要，又要兼顧長遠的規(guī)劃等等。因此，礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化改造工作必須依靠科學技術(shù)進步，有目標、有計劃和按步驟地進行；考慮問題的思路應遵循先挖掘后擴建、先易后難的原則，強調(diào)因地制宜、綜合治理。礦井通風系統(tǒng)優(yōu)

57、化方案即是各種參數(shù)的合理組合，即通風方式、通風方法和通風網(wǎng)路和調(diào)節(jié)方法的組合。礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化改造的設計過程如下圖2-1所示。進行礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化和技術(shù)改造，應做好以下幾方面的工作。A. 根據(jù)生產(chǎn)要求，確定通風系統(tǒng)技術(shù)改造的目標根據(jù)礦井生產(chǎn)布局及其對通風系統(tǒng)的要求，確定通風系統(tǒng)優(yōu)化改造的目標，使改造后通風系統(tǒng)與生產(chǎn)能力相適應，具有技術(shù)上先進合理，安全上可靠和經(jīng)濟根據(jù)礦井的開拓、開采形式及礦井通風系統(tǒng)，分析進行通風系統(tǒng)優(yōu)化的意義和必要性現(xiàn)有通風系統(tǒng)調(diào)查：風量分配狀況、阻力測定、風機鑒定資料整理與分析查明通風系統(tǒng)存在的問題系統(tǒng)不合理、配風不合理、漏風大井巷通過能力不足風機能力不足或過剩1 調(diào)整通風

58、系統(tǒng)2 調(diào)整采掘布局3 封堵井下漏風巷道4 提高通風設施質(zhì)量1、 調(diào)整葉片安裝角度2、 調(diào)整轉(zhuǎn)數(shù)3、 換風機4、 更換通風機1 清理、維修、修復巷道2 增加并聯(lián)風道3 調(diào)整系統(tǒng)，縮短風路4 擴大高阻段斷面5 新開巷道或風井擬定礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化方案初步的技術(shù)比較，確定比較的方案選擇優(yōu)化方法，對通風系統(tǒng)方案進行優(yōu)化確定礦井通風系統(tǒng)技術(shù)改造最優(yōu)方案圖2-1 礦井通風系統(tǒng)優(yōu)化改造的設計過程上高效益等特點。技術(shù)改造的目標大致有：（1）增加風量。風量也是影響礦井通風的一個因素，風量越大通風阻力也越大，二者成正比關系，是影響礦井通風阻力的重要因素。無論是采掘工作面、機電銅室，還是其它巷道，都希望供風量能大一

59、些。一方面對人體有益，同時也稀釋有害氣體。但是在供風量增加的同時，通風阻力也在增大。因此，應根據(jù)生產(chǎn)實際需要合理配風，不能盲目增大供風量。（2）減阻節(jié)電。在井巷斷面小，井巷失修，風路過長等原因造成礦井通風阻力過大，甚至風機飛動，或因主要通風機型號老、效益低導致主要通風機耗電多，且風機能力與生產(chǎn)力不適應，或礦井投產(chǎn)期風機能力過大，造成電能無謂消耗的情況下，要求對通風系統(tǒng)進行技術(shù)改造，以達到減阻節(jié)電的目的。（3）提高穩(wěn)定性。在由于通風系統(tǒng)不合理，通風網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)復雜導致井下某些地段風流不穩(wěn)，或主要通風機工作不穩(wěn)定情況下，需要進行通風系統(tǒng)調(diào)整，改善通風網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，調(diào)整風機，以提高通風系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

60、為了配合生產(chǎn)發(fā)展需要，避免出現(xiàn)通風被動的局面，應根據(jù)礦井長遠發(fā)展規(guī)劃，事先優(yōu)選不同時期礦井通風系統(tǒng)，以便讓通風系統(tǒng)的調(diào)整工作緊密配合生產(chǎn)發(fā)展，有計劃，按步驟地進行。B. 通風系統(tǒng)現(xiàn)狀調(diào)查在制定方案前，應對現(xiàn)有的通風系統(tǒng)進行全面的調(diào)查，以掌握礦井通風系統(tǒng)現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)存在的問題，為制定改造方案提供符合實際的基礎資料，調(diào)查方法包括通風技術(shù)測定，查詢通風月報等。（1）調(diào)查所需基礎資料調(diào)查必須有以下基礎資料：符合目前情況的通風系統(tǒng)網(wǎng)絡圖。必要時應組織人員實地考察，根據(jù)考察情況，對圖中有出入的地方，特別是風流分合關系、通風構(gòu)筑物的位置，予以修正。近期（36個月）的通風月報。要求各礦井的風量數(shù)據(jù)真實，必要時可

61、補測。礦井主要通風機的布置圖及其有關參數(shù)（型號，轉(zhuǎn)速，葉片安裝角，電機功率，擴散器有關尺寸等）。必要時，到風機房實地考察測繪。礦井開拓平面圖。掌握已采區(qū)的位置和開采時間，供漏風分析。礦井通風技術(shù)測定所需儀器儀表的型號、數(shù)量、質(zhì)量等。（2） 通風系統(tǒng)調(diào)查的主要內(nèi)容：主要通風機性能測定。即通過性能測定，掌握風主要通風機裝置實際運轉(zhuǎn)性能。對軸流式風機除測定目前葉片安裝角情況下的性能曲線外，還可以測定葉片安裝角不同情況下的性能曲線。在風機性能測定過程中，應測出風機房水柱計讀數(shù)與風機風量的關系，以供日常通風管理中查詢風機風量和地面漏風量。對離心式風機，在條件允許的情況下可測定不同轉(zhuǎn)速下的性能曲線。在風機

62、性能鑒定的同時，應對擴散器的性能一并進行測定，供分析測定結(jié)果和提出改進措施用。礦井通風阻力測定即通過阻力測定掌握測定線路上的阻力分布情況和測段風阻，進而發(fā)現(xiàn)高阻力或高風阻區(qū)段及其產(chǎn)生原因，并了解風量分配和自然風壓情況。阻力測定路線數(shù)量的多少取決于通風系統(tǒng)技術(shù)改造的目標及需要改造的范圍。在中央式通風礦井中，若對全礦通風系統(tǒng)進行改造，在兩翼都必須至少有一條從進風井口到風機入口的阻力測定路線，對兩翼之間的主要對角巷道也必須進行阻力測定；假若只準備對兩翼進行技術(shù)改造，則在該兩翼至少有一條從進風口到風機入口的阻力測定線路。對多風機工作的礦井，若對全礦進行通風系統(tǒng)技術(shù)改造，則每臺風機負擔的系統(tǒng)至少有一條路

63、線，且各風機之間的主要對角巷道也必須測定阻力；假若只對其中的一臺風機負責的范圍進行改造，則在該系統(tǒng)中至少要有一條阻力測定線路。無論哪種情況，都必須選擇長度在200m左右，斷面形狀和支架形式相同，無風流分合和拐彎的區(qū)段（稱作標準段）進行通風阻力測定，進而計算出該類支護形式的井巷摩擦阻力系數(shù)，供計算新區(qū)（水平）巷道或未測阻力區(qū)的巷道風阻用；各類支護形式都必須至少測一段，有條件時，應測幾段，以掌握該類支護形式井巷的摩擦阻力系數(shù)的變化范圍。風量分布狀況調(diào)查調(diào)查的目的是為了掌握當前風量分配狀況和發(fā)現(xiàn)漏風地點及風量大小，以作為計算機模擬通風現(xiàn)狀時的基礎資料。調(diào)查的方法主要是查閱和綜合分析近期的通風月報。對

64、其中的可疑風量，可進行適當?shù)难a測。漏風測定即通過井上下的漏風測定，定量掌握漏風狀況，為系統(tǒng)改造提供基礎資料。礦井外部漏風測定可結(jié)合風機性能鑒定進行，也可單獨測定。對于漏風較多的風門的漏風量可根據(jù)其所在的主干風路前后兩點之差求得。對于漏風很小的某些地點的漏風量，可采用熱氣球風速儀測定，也可采用示蹤氣體法或煙霧法進行。C. 通風現(xiàn)狀分析即在通風系統(tǒng)現(xiàn)狀測定與調(diào)查的基礎上，分析研究下列問題：（1）分析主要通風機裝置性能的優(yōu)劣及核定主要通風機裝置的能力。即根據(jù)實測的主要通風機裝置性能曲線，對照出廠曲線或上次實測的性能曲線，分析現(xiàn)在的主要通風機性能惡化情況，惡化程度（即等風量下降，等風壓時風量減少量，最高點風壓下移程度）和惡化原因，分析提高其性能的可能性，研究提高其性能的措施。應分析在總