煤矿通风系统的优化与应用

煤矿通风系统的优化与应用

万厚有

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摘要：近年来，煤炭资源的开采量大幅增长，安全事故多发，不仅严重阻碍了煤炭行业的健康可持续发展，还对煤矿工人的生命财产安全造成极大的威胁。为了预防此类灾害的频繁出现，煤矿企业首先要清楚通风对于煤矿生产安全的重要性，厘清煤矿通风优化与安全生产的关系。因此，煤矿企业在发展的过程中，需重视矿井通风的优化管理，逐渐打破传统通风技术的局限。另外，还要对通风设备及时进行排查，减少安全隐患，制定相应的管理策略，使得矿井的通风能力保持在较高水平，将工作面有害气体的浓度控制在合理范围之内，防止危险事故的发生。

关键词：煤矿；通风系统；优化应用

引言

煤矿通风系统的作用是通过通风机向矿井下源源不断的输入新鲜空气，保证氧气浓度符合工作人员呼吸、机械设备运行正常，并检测一氧化碳等有害气体浓度，当有害气体浓度达到某一阈值时检测器及时预警，防止因有害气体超标而造成的人员伤亡，保障煤矿井下工作人员的生命安全，确保设备正常运转，是煤矿生产安全有序进行的重要前提。合理对通风系统进行优化，才能发挥通风设备的能力。

1矿井通风系统

1.1矿井通风系统的概述

矿井通风系统是指在煤矿开采过程中通过运用通风设备、自然风压以及辅助装置为井下各工作面输送新鲜空气的系统结构，利用该系统可以满足采矿人员的基本生存需求，避免因通风不畅出现中毒等安全事故。目前，井下生产环境较为复杂，安全管理流程不够完善，使得通风难度较大，安全隐患较多，例如因通风不畅导致的瓦斯爆炸、有毒气体浓度超标等，都会给煤矿安全生产带来巨大的威胁。针对上述问题，煤矿企业应承担起相关责任，对矿井通风隐患进行全方位排查，逐级落实通风管理措施，创新科学的通风管理方法，提出应对策略与应急处置方法，保障矿井工作人员的安全以及煤矿生产的顺利进行。

1.2矿井通风系统的原理

在井下通风过程中，广义上有两种通风模式，即机械通风和自然通风。在实际的应用过程中，自然通风由于限制较多，其应用范围相对狭窄。大多数矿井会采用机械通风建设矿井的通风系统。机械通风的工作原理大体被划分为三种：（1）抽风式。抽风式通风是利用压力的改变，将风机设置在出风口抽风，当抽到一定程度时，矿井内压力低于外界压力，有害气体被吸出，通入新鲜空气，能够充分满足通风要求。（2）压入式。压入式通风是利用相关设备，直接向矿井内压入大量新鲜空气，进而使有毒气体被挤出矿井，实现空气流通。（3）混合式。混合式通风是抽风式通风与压入式通风的结合体，同时利用抽风设备和压风设备，进一步提升了矿井内部空气流通效率，为矿井安全生产提供了更多保障。

2煤矿矿井通风面临的难题

2.1空巷降低了通风的效率

从目前来看，随着煤矿开采的持续深入，矿井中出现了越来越多的空巷。煤矿通风系统对风力的把控是基于通风装置、巷道、动力等开展的，并据此来灵活调整风力和风向，保证矿井下有足够的风量，风向也能够保证合理。但是在长期的生产开采下，矿井中好多巷道开采完毕，成为了空置不用的巷道，由于没能快速封闭，使得通风系统运行过程中占用了部分风力，进而造成开采巷道的风量减少，这无疑造成了风量的浪费。

2.2深井通风效果不佳

在实际开采过程中，矿井下会形成一定数量的粉尘和瓦斯，这些物质能够对生态环境造成很大的危害，且在深井煤矿开采日益增多的情况下，对于控制这些物质的要求越来越高，难度也越来越大。相应的技术应用还面临一些不足，普通的通风设施并不能够完全满足实际需要。且一些矿井目前更多的是基于通风系统来进行通风，系统的老化使得深井开采中通风的效果不够好，因而带来了较大的安全隐患。

2.3机械机故障及停电等造成通风不畅

在实际运行过程中，可能存在停电的风险。如果因为停电或者检修主要通风机停止运转，以及通风系统受到破坏的问题，也会造成短暂性的井下通风不畅，因而也成为了煤矿矿井通风的重要难题之一。

3优化矿井通风系统的措施

3.1优化通风设备

优化通风设备主要是指对主通风机及其他通风系统中配套设备的优化。该煤矿巷道在一天之中的不同时间段对于风量的需求并不相同，主通风机可以从以下途径解决这一问题，即可以通过调节通风量，降低风量大小来形成一个最优化的风量，适应煤矿井下对于通风的具体需要。在此过程中，要在改进过去传统调节方法的基础上进行优化，拆除老旧设备，更换最新风机，对该矿BD-II系列、FBCDZ系列主通风机，调整风机内部叶片的角度，确保影响通风量优化的各个因素与环节不出问题。在该煤矿过去通风过程中，电能过度使用也是一大弊端。因此在技术进步的背景之下，为了降低电能使用量，对于配件复杂的主通风机实施技术优化，更需要将主通风机以一个合理且高效率的技术方式与井下通风系统相融合。同时，在管理方面，管理层应当明确管理责任，建立健全管理制度，确保监管到位，认真落实具体管理要求，设备检查尤其是对主通风机的检查常态化，在煤矿巷道作业时间保证各个环节正常运转，使通风系统达到最优化的理想状态。此外，还应当注意巷道内作业安全，配套安装更新气体检测设备，对于有毒有害气体进行实时监测，并为其专门设置气体通道，不仅利于通风系统发挥作用，还可保证井下技术人员施工的安全以及整个工作流程的顺利进行。

3.2加强矿井通风优化管理

企业应当成立专门的通风系统优化小组，针对报废巷道及时进行密封处理，减少矿井通风网络的分支数和节点数。实时对矿井的风量进行测量和调节，井下巷道进行封闭或调整时，提前计算调整后的通风系统的风量变化，提出相应的解决方案。加强对通风系统的管理工作，定期对主通风机、局部通风机和通风构筑物通风设施进行检查和维护，保证通风设施和设备的安全性和稳定性，减少内部漏风以及风流短路。针对自然风压，对矿井自然风压的变化规律及影响有充分了解，就可以趋利避害，避免因矿井自然风压变化而对矿井通风系统造成的不良影响，充分利用自然风压促进通风的作用，减少通风机的电能消耗。另外企业要增加对通风系统优化管理的投入，积极引入国内外先进的测风以及有害气体含量测定设备。对通风系统管理人员定期进行教育培训，掌握更加高效的测风手段。遇到漏风等问题，积极采取相应的封闭手段解决巷道漏风问题。

3.3调节通风机的工况点

矿井通风网内主要通风机、辅助通风机数量和性能的变化，引起风机所在巷道的风量变化，使通风网内其他分支风量也发生变化，当通风机的数量和性能发生变化时，需测量矿井通风性能测定，绘制矿井通风机的运行特性曲线。根据不同叶片角度下的特性曲线，结合现有的公式选择合适的叶片角度。更换或者加设新风机等手段解决矿井特性参数和风机特性曲线不匹配的问题。新风机的加入可能会使采空区氧气的流入增加，增大采空区煤自燃的风险，针对采空区火灾制定相关的应急预案。

3.4提升井下通风效果

（1）在新时期，煤矿开采企业需要提升通风系统的通风效果，不断优化矿井的通风系统，定期更换先进的通风机，保证通风效果；同时要对矿井的总回风巷进行扩展，相应地增加通风断面，不断降低井下的通风阻力。（2）进一步完善通风系统、疏导通风风道，将U型通风调整为Y型通风，提升通风的效果。（3）在优化过程中，也可以考虑优化封孔工艺来提升通风质量。在井下进一步增加封孔的深度和封孔管的强度，相应地提升瓦斯抽采浓度。（4）煤矿开采企业也要相应地增加矿井瓦斯抽采泵的布置数量，提升井下抽采能力，从而提升井下的环境质量。

结语

安全生产是煤炭行业发展追求的目标之一，尤其是在目前国家非常重视安全生产的大背景下，煤矿企业的安全生产管理水平应该提升到一个新的高度。煤矿通风优化与安全生产息息相关，因此煤矿通风系统的运行和管理应当被划为优先发展的一部分，从而为煤矿安全生产提供保障，为工作人员的生命安全保驾护航。

参考文献

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