EPANET管网分析在矿井防尘供水管网改造中的应用.pdf

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1、煤矿现代化2015年第3期总第126期EPANET管网分析在矿井防尘供水管网改造中的应用侯晓东(鹤岗师范高等专科学校，黑龙江鹤岗154107)摘要为解决开滦集团崔家寨矿部分采掘工作面供水压力低，导致防尘设施达不到预期防尘效果的问题，通过对实际矿井防尘供水管网进行合理简化处理，利用EPANET管网模型对防尘管网系统进行了水力分析，针对现有管网设计存在的问题，提出了改造设计方案，并对方案解决问题的有效性进行了验证。关键词矿井防尘；供水管网；EPANET；优化设计中图分类号：TD218文献标志码：B文章编号：1009—0797(2015)03—0004—02矿井防尘供水管网(以下简

2、称“防尘管网”)，是表1崔家寨矿防尘用水量满足煤矿井下生产、防尘、消防和紧急施救时用水的重要设施【”，在煤矿采掘生产布局不断调整变化的前提下，为确保防尘管网符合各项用水的水量水压要求，应及时进行防尘管网水力计算和运行分析[21，优化改进管网运行工况[31，实现管网的经济可靠运行14l。针对开滦集团崔家寨矿部分采掘工作面由于供水压力低造成的防尘设施未达到预期防尘效果的问题，本文采用EPANET软件，对开滦集团崔家寨矿防尘2．1管网分析管网进行了多工况水力分析，提出了崔家寨矿防尘EPANET软件是美国国家环境保护局开发的开管网改造设计方案。源软件，通过EPANET可以执行有压管网

3、水力计算程序，模拟管网中的水压、水量等多项指标[51。研究应1防尘供水系统现状用EPANET管网模型嘲提供的管道、节点和蓄水池等1．1管网现状组件对防尘管网进行了完整描述，并利用软件的管崔家寨矿防尘管网采用树状布置，管路管材为网分析功能【7]，对防尘管网进行基于最大时用水量和无缝钢管，崔家寨矿防尘管网简图如图1所示。平均时用水量考虑的多工况管网水力分析，发现存在以下问题。(1)用水节点供水压力低于需求水压。井下多处综掘工作面虽在平均时用水量工况时供水压力满足要求，但在最大时用水量工况条件下，供水压力达不到要求，其中3处综掘工作面(节点19、节点20、节点22)供水压力大大低于

4、压力需求。(2)管路供水流速超出经济流速区间。矿井部分主要供水管路在两种工况条件下，都表现为超出经验允许流速的高流速运行，在管网局部产生了压力图1崔家寨矿防尘管网简图速降区域，见表2。1．2水量计算表2运行流速不合理的管段根据《煤矿井下消防、洒水设计规范》(GB管段编号丽舌i50383—2006)，结合矿井用水量观测数据，设置矿井主要巷道洒水喷雾、管网漏损水量及其它情况用水量为10．Om／h，计算崔家寨矿主要采掘工作面防尘用水量如表1所示。煤矿现代化2015年第3期总第126期为实现崔家寨防尘管网的有效运行，满足所有4结论采掘工作面防尘用水的水量、水压要求，针对EPANET管

5、网分析反映出的问题，提出煤矿防尘管本文利用EPANET软件提出基于多工况的防尘网改造设计方案如表3所示。管网水力分析和改造方案，并得到以下结论：①针对表3崔家寨防尘管网改造方案煤矿井下开采随时问的动态变化，应及时进行防尘管网的水力计算和管网分析，调整管径设计，选择合适的水压控制措施；②结合矿井防尘用水量随采掘生产的周期波动，应结合生产实际采用多工况防尘用水量综合评价防尘管网的运行情况，改进设计方案确保管网的可靠有效运行。3改造设计方案管网分析参考文献：依据改造方案进行EPANET管网分析，得到改【1]蒋仲安，王佩，施蕾蕾，谭聪．基于QMC的矿井防尘供水造方案与崔家寨矿在最大时

6、用水量和平均时用水量管网水力可靠性分析lJ1．煤炭学报，2013，s2：399—404．工况下的用水节点和部分管段流量，对比分析如图[2]袁海峰，桑海涛，孟稚松．GO法定量分析矿井防尘供水管3、图4所示。比较改造方案和崔家寨矿管网水力分析网系统可靠性[J]．重庆科技学院学报(自然科学版)，2011结果，发现改造方案解决了目前管网部分用水节点水(4)：147—149．头不满足额定水压要求和个别管路供水流速过高加[3】侯晓东，蒋仲安．基于改进遗传算法的矿井防尘供水管网重管网运行负荷的问题，并且实现改造后的管网运行优化『J】．金属矿山，2009(3)：166—168．压力更加均衡，

7、管段流速基本处于经济流速区间。[4】陈宙，蒋仲安，万善福．遗传算法在井下防尘供水管网优化中的应用[J1．煤炭学报，2007(1)：48—51．【5】马智明．EPANET在煤矿井下消防、洒水设计中的应用[J】．煤矿现代化．2013(4)：36—37．【6]邵会卿，张丽，陈楚楚，等．EPANET软件在区域供水管网改造设计中的应用『J1．水资源与水工程学报，2012(6)：128-131．‘1)最犬时嘲水量况(2)平．tgl~,t}；Ij水量1：况[7]俞曼，陈越舫．EPANET水力模型在片区供水中的运用【J