巷道断面优化新方法.pdf

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1、煤矿现代化2010年第2期总第95期巷道断面优化新方法张园园，杨胜强(中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室安全工程学院，江苏徐州221l16)摘要文章首先用数学方法分析了通风巷道从开始掘进到通风期满所需要的各类费用和巷道断面的关系，然后以刘东煤矿为例，创造性的从经济合理和风压平衡的角度来优化巷道断面。按该方法来确定的巷道断面，不仅提高矿井的经济效益，还简化了通风系统优化的工作，现场应用效果非常好。该方法也为类似矿井通风系统的优化工作提供了一定的参考价值。关键词巷道最优断面；风压平衡；经济合理；通风系统优化；新方

2、法中图分类号：TD263文献标志码：A文章编号：1009—0797(2010)02—0020—03矿井通风费用的大小取决于通风巷道的断面积和矿井风实际情况来确定，也可按《煤炭井巷工程辅助费用综合预算定压的大小，只有当通风系统的巷道掘进及维护费用及通风费额》确定。求出巷道直接定额费及巷道掘进费后，即可得出巷用之和达到最小时，所获得的通风巷道断面为最优。道辅助车间和施工管理费。刘东煤矿通风系统为两翼，最容易出现的问题就是两翼1．2井巷维护费用C风压不平衡，文章从经济合理和风压平衡的角度进行巷道断井巷维护费包括修复井巷时的材

3、料消耗费、工人工资、机面的优化。按该方法确定的巷道断面不仅可以最大限度的提械使用费、材料及矸石运输费等，其中最主要的是材料消耗与高矿井的经济效益，还可以避免一些通风构筑物的安装，优化工人工资，占井巷维护总费用的80％～90％。井巷维护费用的了整个矿井的通风系统。大小取决于井巷的维护长度和时间，计算井巷维护费用时，通常以年为时间单位，以米为长度单位，即以每年维护lm井巷1通风巷道总费用C的费用作为计算单位(元／a·m)，用C表示。一条巷道从开始掘进到投入使用，再从投入使用到服务依据《煤矿生产经营费用指标》维护分册中的相关

4、规定，C：期满，这个期间所耗费的资金包括掘进费，维护费和通风电通常与C存在如下关系：C：=PCd=P(a+bkS)，其中P为井巷维护费。当井巷的岩石性质，支护形式，通过风量和服务年限一定费用系数，该系数可根据矿井实际情况确定，也可根据表格来时，这些费用的大小只和井巷段面积有关。选取。1．1巷道掘进费C．1．3井巷通风费C巷道掘进费主要由掘进工程直接定额费C、辅助车间费井巷通风费包括相关工人工资、动力消耗、设备折旧和维c及施工管理费C三部分组成。修以及其它费用。在这些费用中，动力消耗占通风总费用的掘进工程直接定额费是指消

5、耗在巷道施工上的工人工90％以上，故井巷通风费只考虑井巷的通风电费。每米井巷一资、材料消耗、动力消耗和设备折旧。年通风消耗的电费可按照如下公式进行计算：研究表明巷道掘进的直接定额费与掘进断面几乎是完全c3：8．76ct13eQS(1)线性相关的，即掘进巷道直接定额费随掘进断面的增加而增式中C一每米井巷1年中通风消耗的电费，元／(a·m)；加，并且成线性函数关系，即C=a+bSj。a和b分别为与断面无ot一井巷摩擦阻力系数，N·S2／m4；关和有关的单位长度掘进巷道直接定额费参数；Sj为巷道掘进B一井巷断面形状系数，断面

6、为梯形时，13=4．034．28；断面面积。原煤炭工业部公布的《煤炭井巷工程综合预算定断面为半圆拱时，额》统计了断面为4～25m：平巷及斜巷18。、30。和45。各13=3．78～4．11；断面为三心拱时13=3．8～4．06；种支护形式的组合形式，并利用计算机来处理掘进巷道直接Q一通过井巷的风量，m3／s；费与掘进断面的关系，将其作为指导现场工作的参考依据。11一通风设备的综合效率，％；为了与其它各项费用的计算保持一致，将sj换算成巷道e一每度电的价格，元／(kW·h)。净断面面积S，其关系为Sj=kS，其中k为井巷

7、断面换算系数，2通风巷道断面的优化分析可以从相关表格中选取。则巷道掘进直接定额费C~=a+bSj=a+bkS。2．1简单巷道的优化分析掘进巷道辅助车间费及施工管理费，辅助车间费是指为通风巷道断面的优化必须考虑资金投入的合理性和巷道井巷工程服务的辅助车间(圭是升、运输、通风、排水、照明及其它的服务年限，从资金现值的角度来分析巷道断面优化过程中单位)所发生并分摊到井巷工程上的～部分费用；施工管理费的时间价值问题。设通风巷道的基建时间为A。，平均每年每米是指在巷道掘进时期分摊到井巷工程的企业管理费用，主要巷道的基建投资为C，

8、基建投资的年利率为i，巷道的服务年是为井巷工程服务的企业管理人员的工资及日常支出。巷道限为A，m为基建投资时间与时间基准点的年限差，平均每年掘进费(c)由掘进工程直接定额费(C)、辅助车间费(C)及施每米巷道的维护费和电费之和为C+C，，服务年限内的平均年工管理费(C)三部分组成，因此可表示为：Cl=CCc，通常利率为i。由于每年