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抱伦金矿是位于海南省乐东县境内的一家年处理量10万吨的国营矿山,地处亚热带,一年四季高温多雨,井下温度高、潮湿。由于当年民间大量无序开采,井下坑道复杂,漏风点多,矿井通风管理难度大。近年来,随着矿井开采深度的增加,通风网络越来越复杂,井下通风难度大,温度高,给企业安全生产带来一定的困难。过去几年虽然加大了通风方面的改造力度,采取了在某些重要地段增加风机或加大风机功率等技术措施,但都未取得实质性的改善,以至于某些作业地点,风流长期处于紊乱或达不到规定的风量要求,通风问题已成为阻碍该矿发展的主要问题。
矿井通风系统作为矿井生产系统的重要组成部分,对维护矿井安全生产发挥着极为重要的作用,矿井通风系统是否良好,对矿井节能降耗和矿井抗灾能力也具有十分重要的作用,是矿井安全生产的保障系统,矿井通风系统的中心就在于矿井通风系统的安全性和稳定性。本论文做了如下几个方面的研究:
1、收集与矿井通风系统优化和改造相关的文献资料,分析国内外矿井通风系统优化研究成果,深入理解关于矿井通风系统的相关知识与联系。通过对矿井通风系统优化和改造相关的文献资料的研究,找出影响矿井通风系统选择的因素,明确了矿井通风系统优化和改造的基本要求,结合现有的研究状况,深入理解矿井通风系统的内部优化和外部优化问题,对通风阻力、风量调节、通风系统主风机调节等进行分析。运用单指标法、多指标法、综合法对通风系统进行优化评价,主要方法包括:耗散结构理论法,系统模糊优化法,多目标属性决策法,最高积分法,加权相对偏离最小值法,层次分析法,灰色关联决策法,应用遗传算法,模糊综合评价等。
2、对抱伦金矿的矿井通风系统相关技术指标的测定,主要有:主风机性能测定,风量的测定,风阻的测定以及整个空间通风系统的分析与评价。按照测定前准备、测定工作、数据分析整理的程序进行测定。对于主扇风量、空气密度、空气静压、主扇电动机实耗功率和主扇效率等方面的数据进行了分析。
3、针对抱伦金矿实际情况,结合南方中小型矿山的生产特点,根据矿井通风系统评判指标确立的原则,并在大量调研、分析、实践、结合类似矿山经验的基础上,提出一套较为全面、科学、合理的矿井通风系统评判指标体系。对矿井总风压、矿井总风量、矿井风量供需比、设备购置费、通风井巷工程费、吨矿通风电费、用风地点角联数、矿井通风灵敏度、风机运转稳定性、矿山抗灾能力方面进行了分析。运用专家调查评议法确定指标权值。根据研究区域矿山实际生产特点,提出矿井通风系统优化改造方案。对于现有的问题,本技术改造方案提出了三个方案进行技术经济的分析比较,给出了三个方案的详细描述。对于系统通风网络设计提出的三个方案,对通风机站的设置、通风构筑物也分别进行了描述。针对三个方案,分别进行阻力计算、设备选型以及经济分析。最后得到合理的方案。
4、对所提出的方案进行计算机模拟分析,根据实施效果,确定最优的通风系统改造方案。抱伦金矿通风系统主要指标核定,通风系统改造合理性评价。针对该金矿的通风系统优化,采用了内部优化和外部优化,避免了认识的片面性,内部优化即系统内风量调节、风阻调节、通风安全等的研究,运用耗散结构理论法、多目标决策法等多种方法进行外部优化,并给出相关的数学模型。同时,根据矿井通风系统评判指标确定的原则,从技术先进性、经济合理性和安全可靠性三方面,提出了具有代表性的10项指标作为评判通风系统优化指标。并通过各评判指标的数学模式对矿井通风系统进行了全面的分析。
最后,对于提出的各个方案进行分析,选取最佳方案,在选取中既遵循相关原则又充分考虑实际情况。所提出的方案已经结合到实际的通风系统优化和改造之中,并证明该方案是科学以及行之有效的方法。