井下主辅扇自动转换多级机站通风系统的方法与流程

本发明属于地下金属矿和非金属矿山通风技术领域，尤其涉及一种井下主辅扇自动转换多级机站通风系统的方法。

背景技术：

在地下金属矿和非金属矿开采中，随着矿产资源的开采消耗，迫使大多数矿山由浅部转入深部开采，矿井通风系统也随之由通风容易时期转入通风困难时期。通风困难时期相比通风容易时期，系统进、回风线路急剧加长，通风系统风压急剧增大，导致通风容易时期和通风困难时期风压差异大。

目前，地下金属矿和非金属矿在矿井整个服务年限内，均采用单一的主辅扇通风系统或多级机站通风系统。若采用单一的主辅扇通风，则需按照困难时期工况进行主扇风机的选型及设置，致使通风容易时期主扇风机效率低，能耗高；若采用单一的多级机站通风，则会导致通风容易时期的机站风机数量多，管理难，且通风容易时期所安装的机站风机无法满足通风困难时期工况，在困难时期无法继续利用，风机需重复投资。

授权公告号为cn203145985u的中国专利，公开了一种井下多级机站局部集中通风结构，该通风结构将通风系统划分为相互独立的一个或多个局部集中进风-局部集中回风和/或局部分散进风-局部集中回风结构，用于解决深部开采，多级机站通风效果欠佳而导致的通风系统风流紊乱的问题。但该通风结构在各回风平巷内均需设置回风机站，风机数量多、投资高、管理难，通风容易时期及困难时期的风网处理方式相同，不适用于通风容易时期与通风困难时期风压差异大的矿井。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种矿井通风系统由通风容易时期转入通风困难时期风压差异小，通风能耗低，风机数量少，投资低，易管理的井下主辅扇自动转换多级机站通风系统的方法。

本发明提供的这种井下主辅扇自动转换多级机站通风系统的方法，包括以下步骤：

s1、根据矿山产能规划，结合开采深度，将整个生产时期分为通风容易时期、通风困难时期两个阶段

将位于矿井浅部的中段回采时期作为通风容易时期，将位于矿井深部的中段回采时期作为通风困难时期；位于浅部最上面的中段通过总回风石门与回风井和倒段风井相通，位于矿井浅部的其他中段和位于矿井深部的中段均通过中段回风石门与倒段风井相通；

s2、分别对矿井通风容易时期、通风困难时期的通风网络进行模拟解算

通风容易时期，通过模拟解算确定总回风石门处主扇风机装机点的风量和风压、中段回风石门处远程自动调节风门装机点的风量；通风困难时期模拟解算时，在保持通风容易时期主扇风机工况参数不变的基础上，确定矿井深部中段回风石门处ⅰ级机站风机装机点的风量和风压；

s3、在通风容易时期建立主辅扇通风系统

根据模拟解算确定的工况参数对主扇风机选型，将主扇风机安装在总回风石门内设定的装机点处；将远程自动调节风门安装在各中段回风石门中设定的装机点处，远程自动调节风门根据模拟解算确定的工况参数对各中段风量进行调节，将主扇风机和各远程自动调节风门联合运转，构成通风容易时期的井下主辅扇通风系统；

s4、在通风困难时期建立多级机站通风系统

根据模拟解算确定的工况参数对ⅰ级机站风机选型，将ⅰ级机站风机安装在矿井深部中段回风石门中设定的装机点处，在保持已安装的主扇风机工况点不变的基础上，将主扇风机作为ⅱ级机站风机与ⅰ级机站风机进行联合运转，构成通风困难时期的井下多级机站通风系统。

进一步的，在上述步骤s2中，采用矿井三维通风仿真系统对通风网络进行模拟解算。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、在矿井浅部回采通风容易时期，采用主扇风机与远程自动调节风门联合运转运作的方式，形成主辅扇通风系统，用以克服通风容易时期系统风压，满足通风容易时期通风要求；在矿井深部回采通风困难时期，通过在深部中段回风石门处设置ⅰ级机站风机，同时利用通风容易时期的主扇风机作为ⅱ级机站风机进行接力，将主辅扇自动转换为多级机站通风系统，用以克服通风困难时期系统风压，满足通风困难时期通风要求，从而满足矿井由通风容易时期转入通风困难时期风压的差异变化。

2、在通风容易时期，仅设置主扇风机及远程自动调节风门形成井下主辅扇通风；在通风困难时期，仅在深部中段回风石门处设ⅰ级机站风机，同时利用原通风容易时期主扇风机作为ⅱ级机站风机接力，将主辅扇自动转换为多级机站，相比矿井整个服务年限内均采用单一多级机站通风系统，通风容易时期风机数量少，通风困难时期风机设备无需重复投资，且无需在井下各个中段回风巷内设置机站风机，从而大大减少风机数量及相应的硐室工程投资，方便通风管理。

3、通过将主扇风机、远程自动调节风门和ⅰ级机站风机设在井下，不设在地表，无需征地。

4、通风容易时期采用与该阶段系统风量、风压等工况相匹配的井下主辅扇通风，相比矿井整个服务年限内均采用单一主辅扇通风的系统，通风容易时期装机功率更小，能耗更低。

5、所有风机均安装在井下，避免了风机噪声对井口作业人员的影响。

本发明充分结合了主辅扇通风管理简单和多级机站通风能耗低的优点，通风容易时期采用井下主辅扇通风，工程及风机设备投资省，无需征地，方便通风管理；通风困难时期利用通风容易时期主扇作为ⅱ级机站风机进行接力，经营费低，节能效果显著；克服了矿井通风系统前后期风压差异大，单一主辅扇通风能耗高，单一多级机站风机数量多、投资高、管理难的难题，特别适用于由浅部转入深部开采，通风容易时期和通风困难时期风压差异大的矿井通风。

附图说明

图1为本发明通风容易时期通风系统示意图。

图2为本发明通风困难时期通风系统示意图。

图中示出的标记及所对应的构件名称为：

1、进风井；2、浅部中段进风巷；3、深部中段进风巷；4、穿脉；5、采场回风天井；6、上盘回风巷；7、中段回风石门；8、远程自动调节风门；9、总回风石门；10、倒段风井；11、回风井；12、主扇风机；13、ⅰ级机站风机。

具体实施方式

从图1和图2可以看出，本发明这种井下主辅扇自动转换多级机站通风系统的方法，包括以下步骤：

s1、根据矿山产能规划，结合开采深度，将整个生产时期分为通风容易时期、通风困难时期两个阶段

在矿井内设有进风井1、中段进风巷、穿脉4、采场回风天井5、上盘回风巷6、中段回风石门7、总回风石门9、倒段风井10和回风井11，中段进风巷的进风端与进风井1连通，上盘回风巷6一对一的设置在各中段进风巷上方，穿脉4连通于对应布置的上盘回风巷6和中段进风巷，采场回风天井5连通于上下相邻布置的穿脉4，

将位于矿井浅部的一个或多个中段回采时期作为通风容易时期，将位于通风容易时期的中段进风巷作为浅部中段进风巷2；将位于矿井深部的一个或多个中段回采时期作为通风困难时期，将位于通风困难时期的中段进风巷作为深部中段进风巷3，位于矿井浅部最上面的浅部中段进风巷2的出风端、倒段风井10的出风端均通过总回风石门9与回风井11连通，位于矿井浅部的其他浅部中段进风巷2和深部中段进风巷3均通过中段回风石门7与倒段风井10相通；

s2、采用矿井三维通风仿真系统ventsim分别对矿井通风容易时期、通风困难时期的通风网络进行模拟解算

s21、通风容易时期，在总回风石门9中预设主扇风机装机点，在各中段回风石门7中预设远程自动调节风门装机点，采用矿井三维通风仿真系统ventsim对通风容易时期的通风网络进行模拟解算，确定主扇风机装机点的风量和风压、远程自动调节风门装机点的风量；

s22、通风困难时期，在矿井深部的中段回风石门7中预设ⅰ级机站风机装机点，在保持通风容易时期主扇风机12工况参数不变的基础上，采用矿井三维通风仿真系统ventsim对通风困难时期的通风网络进行模拟解算，确定ⅰ级机站风机装机点的风量和风压；

s3、在通风容易时期建立主辅扇通风系统

根据步骤s21中模拟解算确定的工况参数对主扇风机12进行选型，将选择好的主扇风机12安装在预设的主扇风机装机点处；

将远程自动调节风门8安装在预设的远程自动调节风门装机点处，远程自动调节风门8根据步骤s21中模拟解算确定的工况参数对各中段风量进行调节；

将主扇风机12和各远程自动调节风门8联合运转，构成如图1所示的通风容易时期的井下主辅扇通风系统；

s4、在通风困难时期建立多级机站通风系统

根据步骤s22中模拟解算确定的工况参数对ⅰ级机站风机13进行选型，将选择好的ⅰ级机站风机13安装在预设的ⅰ级机站风机装机点处，在保持已安装的主扇风机12工况点不变的基础上，将主扇风机12作为ⅱ级机站风机与ⅰ级机站风机13进行联合运转，构成如图2所示的通风困难时期的井下多级机站通风系统。

在本发明中，远程自动调节风门8可采用如枣庄和顺达机电设备有限公司生产的智能无压光控自动风门szfm远程风门或双叶无压平衡风门光控智能远程风门，也可采用如授权公告号为cn207393242u公开的一种矿用自动控制风门，当行人、车辆通过时，远程自动调节风门8可自动启闭，无需人员值守，避免了风机噪声对井下作业人员的影响。