大中型金属矿井单元化可控式高效低耗通风机理及方法研究

大中型金属矿井工作面数量多、分布广、战线长，通风网路不仅结构复杂，而且随着采矿工作面的推移而变化，如何使众多动态工作面稳定地、经济地实现按需分风是一个难题。采用加大供风量来应对分风不均衡、内部漏风及外部漏风等问题，往往会出现事与愿违的低效高耗现象。因此通风系统构建规划及风流调控方法，对建设投资、运行费用、通风效果及安全状况有着决定性的影响。申请者在探索研究与生产实践中，提出了"单元化可控式高效低耗通风"的新思想和新方法，扭转了16个通风系统的低效高耗局面。本项目拟在前期探索基础上，运用网络图论、运筹学、控制论、决策论等知识，深入研究单元化可控式通风的基本原理、网络模型、框图模型、数学模型、能控性、能观性，探索构建方案规划方法、风流输送与调控方法、技术经济效能评估方法，进一步提高其可控性、有效性和经济性，总结出一套科学的、系统的单元化可控式通风理论及方法，供大中型矿井通风系统设计参考借鉴。

本项目针对大中型矿井复杂通风网路普遍存在的工作面分风调控难题，以及传统设计通常采用增大风量备用系数、加大供风量会出现的高耗低效现象，通过6年能力，按计划完成了全部研究内容和成果推广应用工作，取得的成效以下：. 1. 总结出一套系统的、科学的单元化可控式通风机理和方法，供广大同行在新矿山设计或老系统改造时参考借鉴。研究报告详细描述了如何根据以工作面为服务核心，以矿体、中段、或采区为服务对象，将用风部分复杂的通风网路，划分建设成若干个相互独立、相对简单、现有手段可以调控、分风稳定性能够适应生产工作面变化的通风单元，在其关键支路中，设置若干级数的风机作为通风动力和调控措施，控制工作面风流按需分配。这样既可保证通风效果，又能把风量备用系数从常规的1.4～1.8降低到1.1～1.21，节能幅度达到51.5～69.6%。同时，通风井巷断面也随之减少，风机型号也可减小，工程投资和风机购置费用也随之大幅度减少，从而实现高效低耗通风。. 2. 努力将研究成果应用于矿山生产实践，为安全生产做出来较大贡献。单元化可控式通风技术在昆钢大红山铁矿，景谷宋家坡铜矿、六苴铜矿、郝家河铜矿，普朗铜矿、红山铜矿、雪鸡坪铜矿，狮子山铜矿、云锡公司大屯锡矿、采选分公司、卡房分公司、老厂分公司，汤丹铜矿、因民铜矿、烂泥坪铜矿等16个大中型矿山应用之后，不仅改善了通风效果，而且节约投资7834.22万元，节省电费100569.8万元，取得了良好的社会效益与经济效益，荣获云南省科技进步二等奖1项，中国有色金属工业科技成果二、三等奖各一项。. 3. 在基金项目支持下，课题组成员撰写了有关论文10篇、著作一本，申请专利一项，负责人荣获云南省中青年学术技术带头人称号，课题组成员2人晋升正高职，9人晋升副高职，二人晋升中职，2研究生完成了硕士学位论文，承当的13项技术服务项目合同金额达到827万元。