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通风科技成果

矿井通风系统的优化设计与应用（科技成果）

矿井通风系统的优化设计与应用 鉴 定 材 料

临沂矿业集团邱集煤矿 二〇一〇年四月

1、鉴定大纲 2、计划任务书 3、工作报告 4、技术研究报告 5、社会经济效益分析报告

6、用户使用报告

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矿井通风系统的优化设计与应用 鉴 定 大 纲

临沂矿业集团邱集煤矿 二〇一〇年四月

-2-矿井通风系统的优化设计与应用 鉴 定 大 纲

一、鉴定条件 《矿井通风系统的优化设计与应用》项目是临沂矿业集团公司 2010 年 度

科技计划，由山东省邱集煤矿研究实施，经过应用测试，各项性能指标 均达到设计要求。

目前，技术文件已经齐全，应用后效果明显才 ，具备 了鉴定条件。

特申请鉴定。

 二、项

目名称 矿井通风系统的优化设计与应用 三、项目来源及编号 临沂矿业集团公司 2010 年

度科技计划 四、鉴定目的 通过专家评议做出结论，以便进行推广应用。

 五、鉴定形式

会议鉴定 六、鉴定内容 1、审查技术文件是否齐全、完整、正确、统一。

 2、评价系统是

否科学、合理、先进。

 3、审查改造后的系统是否满足安全生产需要。

 七、鉴定资料文件

1、计划任务书； 2、工作报告； 3、技术研究报告； 4、经济效益分析报告； 5、用户使

用报告。

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八、鉴定程序 1、成立鉴定委员会； 2、讨论并通过鉴定大纲； 3、项目完成单位向鉴定

委员会汇报研究开发情况； 4、专家质疑； 5、专家评议，通过鉴定意见； 6、专家、评

委签字。

 鉴定委员会 二〇一〇年四月

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编 号 类 别

二○一○年科学技术项目

计

划

任

务

书

项目名称：

 矿井通风系统的优化设计与应用 负责单位：

 起止年限：

 临沂矿业集团邱集

煤矿 2006 年 5 月 ～ 2010 年 4 月

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国内外概况、水平和发展趋势及专利情况：

 矿井通风技术是治理煤矿瓦斯、煤尘及火灾的

基础，合理高效的矿井 通风系统是煤矿安全生产的基本保障。

随着科学技术的发展，煤矿

生产 机械化程度的提高，矿井开采规模迅速扩大，通风线路随之增加，通风 阻力增加，

工作面配风困难，通风难度相应增加。

合理的通风设计与系 统优化，能有效保证矿井的高

效、持续发展。

 矿井通风技术经历过较长的发展过程。

约在 1640 年，人们开始把进 风

和回风路线分开，以利用自然通风压力进行矿井通风。

为了加大通风 压力， 1650 年在回

风路线上设臵火筐， 1787 年又在回风路线上设臵火炉， 给回风风流加热。

1898 年电力

初型轴流式通风机投入使用。

20 世纪 40 年代以来，各种大功率主通风机相继投入使用。

本世纪 50 年代以来， 我国矿井通风理论与技术研究取得了飞速进步， 如：

（1）对井巷

通风阻力进行了广泛的研究与测定；  

（2）建立了各类作业面紊流传质方程及污染物浓度分

析计算方法，为 风量计算方法提供了理论依据； （3）应用电子计算机计算和分析复杂通风

网络，为矿井通风系统分析 提供了为矿井通风系统分析提供了有效的方法； ⑷ 深井热源、

空气与围岩热交换和矿井热环境控制理论与技术有较 大进展，初步形成矿内热力学理论体

系； ⑸开展了露天矿通风理论与技术的研究。

 我国矿井从 50 年代开始逐步建立机械通

风系统。

60 年代，建立分区 通风系统和棋盘式通风网络，70 年代，出现梳式通风网络、

爆堆通风， 推广地温预热技术及云锡的排氡通风经验等。

进入 80 年代，我国矿井通 风

技术以节约能耗为中心有了比较快的发展，取得的主要成就有：

高效 节能风机的研制与推

广；多风机多级机站通风新技术的应用；矿井通风 网路的节能技术改造；建立矿井通风计

算机管理系统和井下风流调控技 术与手段的完善等。

-6-

主要研究、实验内容、目标、技术关键及主要技术经济指标 （目标要具体，包括阶段目标

和最终目标） ：

 一、项目主要研究内容：

 随着矿井开采技术的发展，煤矿生产机械化程

度的提高，矿井开采 规模迅速扩大，通风线路随之增加，通风阻力增加，工作面配风困难，

通风难度相应增加。

矿井现有通风已经不能满足需求，对矿井通风系统  进行优化设计改

造，从而降低矿井通风阻力，提高风机运行质量，增加 风量，以满足矿井目前及后期生产

需求。

 二、项目研究的目标：

 1、简化矿井通风网络； 2、合理规划矿井通风设施，尽量

使矿井风流进行自然分配，减少矿 井通风设施数量，降低矿井通风阻力； 3、合理配备矿

井通风量，有效的稀释、排出井下生产过程中产生的瓦斯、煤尘及其他有毒有害气体；

4、降低矿井通风阻力，为优化通风系统提供条件，使矿井通风达到 经济合理的要求。

 三、

项目研究技术关键主要表现在：

 通过对主通风机、地面风硐的改造及井下通风系统优化，

提高主通 风机工作效率，降低矿井阻力，增加矿井风量。

 四、主要经济技术指标：

 1、

随着西五采区开采范围的扩大、加深，通风阻力随之加大，计划 在西五建一风井，以满足

西五采区的正常生产，预计投资 1000 余万元， 经过优化改造，通风能力完全可以满足西

五采区的开采延伸，节约投资 1000 余万元。

 2、 主要通风机年耗电量由系统改造前的

499.63 万 kW〃 降至 449.4 h/a 万 kW〃h/a，年节省电费 20 万元。

 3、由于通风网络

的优化，确保了矿井稳产、高产。

采用的研究、实验方法和技术路线（包括工艺流程） ：

 首先对矿井通风系统阻力进行测

定，找出高阻力区域，据此制定通风 系统优化方案，并组织实施。

其次，结合矿井中长期

发展规划，矿井通 风系统优化与开拓布局调整相结合，分析通风系统现状及将来的风量需

求技术成果主要应用领域为井工煤炭开采，适用于正常生产矿井的通风 系统优化，具有广

泛的推广应用范围。

在矿井通风困难时期复杂通风系 统优化方面有所创新。

 1、课题研究

方法 理论研究与现场实际优化操作相结合的方法 2、课题研究的技术路线 明确课题研究

理论基础――制定研究方案――工作面现场操作―― 依据理论基础对现场实际操作进行整

理分析――总结出矿井开采延伸对 矿井通风系统影响及解决办法――写出研究报告

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现有技术基础及条件（包括本课题做了哪些工作和现有仪器设备条 件等） ：

 本研究课题

是在矿领导亲自指导下立项的，并担任课题组负责人， 负责组织协调整个研究工作。

他们

深刻认识到矿井通风是矿井各生产环 节中最基本的一环，它在矿井生产期间占有非常重要

的地位。

要想提高 矿井效益，实现高产高效，必须走科技创新优先发展科技的道路。

对于

邱集煤矿来说，井下地质条件复杂，矿井通风路线长、阻力大，通风设 施老化，在这种艰

苦的环境下，简化矿井通风网络，合理规划矿井通风 设施，合理配备矿井通风量，降低矿

井通风阻力，为优化通风系统提供 条件，使矿井通风达到经济合理的要求。

为以后的类似

开采条件提供有 价值的借鉴依据。

 在矿领导的大力支持下，邱集煤矿组织了一批有丰富

实践经验的工 程技术人员组成矿课题研究组，参与课题的现场调研、数据整理、理论 研

究及工程实施工作。

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地点：

试验规模和进度安排：

 本项目主要研究地点在山东省邱集煤矿进行。

 项目研究进

度安排如下：

 2006.05~2007.2 对地面通风系统改造调查研究阶段； 2007.11~2008.2 对地

面风硐、主风机进行改造阶段； 2009.5~2009.10 对井下通风系统优化改造调查研究阶段；

2009.12~2010.1 对井下通风系统优化改造阶段； 2010.1~2010.2 为通风系统优化改造数

据整理汇总阶段； 2010.3~2010.4 为研究报告撰写阶段。

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承担单位和主要协作单位及分工（包括研究、研制、试验各阶段的 各单位得分工和承担的

责任） ：

 本项目由山东省邱集煤矿与山东省泰安大成防爆电机有限公司承担。

 邱集煤矿

负责项目的立项、改造方案制定及井下系统的改造实施工 作。

 山东省泰安大成防爆电机

有限公司负责主通风机扩散器的改造实施 工作。

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经费概算（包括总概算和分年度预算的项目和费用及偿还经费和年 度）:

 本项目使用经费

共计 72.70 万元整。

具体支出及依据如下表

序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

科目 调研费 通风系统设计改造 风道改造施工费 购臵设备

金额 （万元） 0.50 26.10 6.10 40.00

计算依据 收集资料、调研出差 优化设计改造支出 改造支出 购臵设备

合计

72.70

临沂矿业集团邱集煤矿财务科

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需要增添的主要设备、仪器（名称、规格型号、数量）和材料：

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课题负责人（单位、姓名、职务、职称、联系电话） ：

 武善元 临矿集团邱集煤矿 高级

工程师 总工程师

课题工作人员（单位、姓名、职称、职务、联系电话） ：

 李存禄 杜建华 韩长海 徐庆国

孟凡全 闫之喜 临矿集团邱集煤矿 临矿集团邱集煤矿 临矿集团邱集煤矿 临矿集团邱集煤

矿 临矿集团邱集煤矿 临矿集团邱集煤矿 采矿工程师 技术员 助理工程师 助理工程师 技

术员 技术员 生产矿长 通风副科长 通防副区长 生产科长 通风科长 通风科技术员

基层单位、负责人审查意见（指所室、院系、厂矿基层负责人等） ：

负责人（签名、盖章） 审查日期：

 年 月 日

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上报任务书单位、 负责人审查意见 （有学术委员会者应附其审查意见） ∶

负责人（签名、盖章） 审查意见：

 年 月 日

主管部门审查意见：

（公章） 审查日期：

 年 月 日

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矿井通风系统的优化设计与应用 工 作 报 告

临沂矿业集团邱集煤矿 二〇一〇年四月

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矿井通风系统的优化设计与应用 工 作 报 告

一、课 题 提 出 矿井通风系统是矿井生产系统的重要组成部分，担负着连续不断地向 井

下供给新鲜空气，排出有毒有害气体，保证矿井和作业人员生命安全的 重要任务，所有矿

井的通风系统都必须符合?

系统简单、安全可靠、经济 合理?

，即通风系统简单，便于通风

管理；通风经济合理，可以节约通风 费用；而通风系统安全可靠状况直接决定着整个矿井

的安全或危险程度， 是煤矿安全工作的重中之重。

 近年来，我国煤矿技术高速发展，原

煤产量大量提升，瓦斯重大事故 屡有发生。

在部分开采时间较长的煤矿中，通风系统不科

学合理是造成瓦 斯重大事故的直接原因。

随着开采范围的扩大、开采深度的加深、原煤产

量的提高和瓦斯涌出量的增加，矿井出现了通风线路长、通风阻力大、通 风设施差、漏风

严重，通风能力不足现象，尤其部分中、小煤矿，通风技 术人员少，基础力量较低，改进

意识薄弱，未对负责落后、急需优化的通 风系统进行改造，极易造成通风事故。

为了确保

矿井通风系统合理、稳定 可靠，杜绝矿井通风及瓦斯、煤尘爆炸事故，对矿井通风系统优

化尤为重 要。

 邱集煤矿采用立井开拓方式，设计生产能力 45 万 t/年，2005 年经过 矿

井技改后，核定生产能力为 90 万 t/年。

-395m 水平运输大巷两翼上下山 开采，长壁后

退式采煤方法，全部冒落法顶板管理。

现主采煤层为 7 层煤， 平均厚度 1.25 米。

 矿井

通风方式为中央并列式， 副井为进风井， 主井回风， 地面安设两台 FBCDZ-8-№24 型对

旋式主扇，每台功率为2×280KW，一台运转，一台备用。

主提风机通风能力

70～90m3/s，进行通风能力核定时主提 风机最大通风量 5100 m3/min。

 对于邱集煤矿来

说，井下地质条件复杂，矿井通风路线长、阻力大， 通风设施老化，在这种艰苦的环境下，

简化矿井通风网络，合理规划矿井 通风设施，合