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        煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定性問題探討

        2014-01-01 00:00:00張志榮
        山東工業(yè)技術(shù) 2014年2期

        【摘 要】隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高,我國的煤礦業(yè)取得了較大程度上的進(jìn)步,為我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及工業(yè)水平的提高做出重要貢獻(xiàn)。而在煤礦開采的過程之中,煤礦的通風(fēng)系統(tǒng)具有十分重要的地位與作用,它是煤礦開采不可或缺的重要系統(tǒng)。如果通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)流不穩(wěn)定,就會對作業(yè)的風(fēng)量供應(yīng)造成一定程度上的影響,并最終可能引發(fā)瓦斯事故的發(fā)生,因此,研究煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。主要針對煤礦通風(fēng)系統(tǒng)安全問題及穩(wěn)定性進(jìn)行研究與分析。

        【關(guān)鍵詞】煤礦通風(fēng)系統(tǒng);安全問題;穩(wěn)定性

        煤礦通風(fēng)系統(tǒng)是由通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)、通風(fēng)動力和通風(fēng)控制設(shè)施等構(gòu)成的一套完整體系,其主要用途是向煤礦井下的工作區(qū)域提供充足的新鮮空氣,并及時(shí)排出污濁空氣。煤礦通風(fēng)系統(tǒng)是保證煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)安全運(yùn)轉(zhuǎn)的重要組成部分,它既服務(wù)又制約著生產(chǎn)系統(tǒng)。為確保煤礦安全生產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和高產(chǎn),提高抗災(zāi)能力,保障經(jīng)濟(jì)效益,必須使得通風(fēng)系統(tǒng)保持最佳運(yùn)行狀態(tài)。因此,建立完善合理的通風(fēng)系統(tǒng)是煤礦安全高效生產(chǎn)的基本保證。

        1 當(dāng)前工作中存在的主要問題

        1.1 地區(qū)之間發(fā)展不平衡

        目前狀況下,我國的煤礦地下開采通風(fēng)方面表現(xiàn)為地區(qū)發(fā)展不平衡,一些礦山雖然已經(jīng)拿到了相應(yīng)的安全許可證,但它在機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)建設(shè)方面仍然存在著缺陷,需要對其進(jìn)行進(jìn)一步的整改與完善,這些礦山大多數(shù)集中在欠發(fā)達(dá)地區(qū)。不僅如此,很多欠發(fā)達(dá)地區(qū)的礦山至今仍未建立起機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng),這樣一來,就大大增加了工作的難度,同時(shí),專項(xiàng)整治任務(wù)也是十分的繁重。

        1.2 部分地區(qū)行動遲緩、工作滯后

        當(dāng)前狀況下,仍然存在著少數(shù)地區(qū)沒有按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)度開展機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)建設(shè)工作。這樣一來,這些地區(qū)的檢查工作仍然停留在企業(yè)自查自糾階段,不能與專項(xiàng)督查進(jìn)行有效的使用,這對礦山地下開采工作的長期發(fā)展造成十分不利的影響。

        1.3 部分地區(qū)礦山地下開采通風(fēng)系統(tǒng)建設(shè)缺陷嚴(yán)重

        這一方面的問題主要表現(xiàn)在如下幾個方面:①缺乏相應(yīng)的通風(fēng)專業(yè)人員。一些小型礦山企業(yè)由于受到諸多方面的限制,同時(shí)為了追求利益最大化,而沒有按照相關(guān)的規(guī)定要求對專業(yè)的通風(fēng)工作人員進(jìn)行有效的配備。這樣一來,使其在對通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行使用的過程中時(shí)常出現(xiàn)問題,主要表現(xiàn)在通風(fēng)設(shè)備安裝位置不正確,通風(fēng)構(gòu)筑物(風(fēng)門、風(fēng)橋、風(fēng)窗)不完善,進(jìn)而使得通風(fēng)工作難以達(dá)到規(guī)定的要求。

        ②缺乏相應(yīng)的警示標(biāo)志。臨時(shí)停工的巷道沒有設(shè)置柵欄和警示標(biāo)志,盲巷或采空區(qū)沒有及時(shí)封閉,人員進(jìn)入后易發(fā)生中毒窒息事故。

        ③存在較多通風(fēng)系統(tǒng)漏洞。一些礦山?jīng)]有采用正確的采礦方法對礦產(chǎn)進(jìn)行有效開采,同時(shí),采掘具有較大程度的無序性。加上多年問題的積累,使得采場通風(fēng)存在著較大的難度。同時(shí),這些礦山中還存在著串聯(lián)風(fēng)或利用空區(qū)、廢巷通風(fēng)的現(xiàn)象。這樣一來,及時(shí)對機(jī)械通風(fēng)設(shè)施進(jìn)行了安裝,它所發(fā)揮的效果也不明顯。

        ④缺少必要測風(fēng)、測塵的檢測手段。風(fēng)質(zhì)、風(fēng)速、風(fēng)量無檢測依據(jù),風(fēng)機(jī)開停全憑經(jīng)驗(yàn)、憑感覺。

        2 通風(fēng)系統(tǒng)的安全性

        煤礦通風(fēng)系統(tǒng)需要具有運(yùn)行過程中保持其工作參數(shù)值穩(wěn)定可靠的能力,所謂通風(fēng)系統(tǒng)的工作能力主要是指井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)量分配是否符合規(guī)定要求,這樣才能夠維持供應(yīng)煤礦井下巷道中所必需的滿足要求的清潔風(fēng)量。安全生產(chǎn)中煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的重要性不容置疑,需要嚴(yán)格控制其工作能力,盡量避免煤礦生產(chǎn)中可能出現(xiàn)與通風(fēng)系統(tǒng)有關(guān)的幾個問題:煤礦井下生產(chǎn)過程使用通風(fēng)動力時(shí),避免因考慮經(jīng)濟(jì)費(fèi)用問題,而不能及時(shí)向作業(yè)區(qū)域提供保質(zhì)保量的新鮮風(fēng)流;避免不能保證作業(yè)空間保持良好的氣候條件;避免不能使毒害氣體和礦塵降低到允許濃度;當(dāng)發(fā)生災(zāi)害事故時(shí),避免不能及時(shí)有效地控制風(fēng)向和風(fēng)量。由此,煤礦生產(chǎn)中綜合避免以上可能出現(xiàn)的問題,并將通風(fēng)系統(tǒng)與其它措施結(jié)合,防止災(zāi)害擴(kuò)大,進(jìn)而消滅事故。

        3 通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

        煤礦通風(fēng)系統(tǒng)是由井下縱橫交錯的巷道構(gòu)成的一個復(fù)雜系統(tǒng),利用圖論理論將通風(fēng)系統(tǒng)描述為一個由點(diǎn)、線及其屬性組成的系統(tǒng),統(tǒng)稱為通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。由于許多煤礦開采的自然條件惡劣,地質(zhì)條件構(gòu)造復(fù)雜,瓦斯涌出量變化大,因巷道及通風(fēng)構(gòu)筑物的變化使通風(fēng)系統(tǒng)成為一個復(fù)雜的系統(tǒng)。我國大型煤礦通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)近千個,網(wǎng)絡(luò)分支可達(dá)上千條,角聯(lián)分支占總分支數(shù)的比率可達(dá)15%~45%,全礦巷道長度約為50~200km,礦井通風(fēng)設(shè)施數(shù)目幾十個,用風(fēng)地點(diǎn)一般有15~40 個,甚至上百個。通風(fēng)系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)受到煤礦內(nèi)外生產(chǎn)條件的影響而發(fā)生變化,運(yùn)行狀態(tài)會變得不穩(wěn)定,諸如供電網(wǎng)電壓波動引起風(fēng)機(jī)不穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn),通風(fēng)系統(tǒng)的有效風(fēng)量和工作風(fēng)壓會受到影響;巷道出現(xiàn)高冒、突然坍塌阻塞和礦井火災(zāi)等事故;提升系統(tǒng)產(chǎn)生活塞風(fēng)速,這些現(xiàn)象都會影響著煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。

        4 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化

        4.1 選用新型的通風(fēng)設(shè)備

        隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)水平的提高,一些新型通風(fēng)系統(tǒng)初見活躍在市場當(dāng)中,并受到了相關(guān)企業(yè)與人士的廣泛好評。在對通風(fēng)設(shè)備進(jìn)行選擇時(shí),首先要對作業(yè)場地的具體條件進(jìn)行充分的結(jié)合,然后再根據(jù)作業(yè)的特點(diǎn)對新型、高效、節(jié)能、運(yùn)行平穩(wěn)的礦用風(fēng)機(jī)進(jìn)行有效的選擇。同時(shí),通過對通風(fēng)網(wǎng)路優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行一定程度上的利用,對礦井通風(fēng)系統(tǒng)阻力、風(fēng)量、主扇工況點(diǎn)進(jìn)行有效的優(yōu)化。礦井等積孔較大時(shí),應(yīng)選擇等積孔較大的大風(fēng)量、低風(fēng)壓風(fēng)機(jī),如K系列、DK系列、BD 系列等風(fēng)機(jī);在選擇通風(fēng)設(shè)備時(shí)應(yīng)確保主扇連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),電動機(jī)的型號、規(guī)格要匹配,使主扇能在10min內(nèi)使風(fēng)流反向的措施。

        4.2 階段通風(fēng)網(wǎng)路優(yōu)化

        一般情況下,在礦井的中后期,其通風(fēng)系統(tǒng)較之于礦井前期具有更大的復(fù)雜性。因?yàn)榈V井中后期的通風(fēng)系統(tǒng)需要對巷道貫通點(diǎn)進(jìn)行一定程度上的增加。這樣一來,串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)的數(shù)量大大增加,巷道失修,巷道斷面變大、分叉等,這些因素綜合起來導(dǎo)致了礦井中后期通風(fēng)系統(tǒng)的復(fù)雜性。而隨著通風(fēng)網(wǎng)路的逐漸復(fù)雜,通風(fēng)的阻力發(fā)生了較大程度上的上升,進(jìn)而使得采空區(qū)增多,地表陷落,廢損井巷增多,封閉不嚴(yán),通風(fēng)設(shè)施增加導(dǎo)致漏風(fēng)嚴(yán)重。因此,需要對階段通風(fēng)網(wǎng)路進(jìn)行一定程度上的優(yōu)化。首先要加強(qiáng)通風(fēng)管理,在各中段回風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷、采場天井等適當(dāng)?shù)攸c(diǎn),安裝風(fēng)門、調(diào)節(jié)風(fēng)扇等通風(fēng)設(shè)施。同時(shí),為了避免短路現(xiàn)象的發(fā)生,還應(yīng)該對廢舊巷道以及與采空區(qū)聯(lián)通的井巷道進(jìn)行有效的關(guān)閉。這有這樣,才能夠?qū)ι畈扛鱾€工作面的有效風(fēng)量進(jìn)行有效的保證。

        4.3 局部通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化

        局部通風(fēng)是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的重要組成部分,局部通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化必須符合“安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)規(guī)范”的原則,應(yīng)因地制宜,充分利用現(xiàn)有設(shè)備,以便最經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)局部通風(fēng)。

        【參考文獻(xiàn)】

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        [2]吳超,王從陸.復(fù)雜礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)分析的參數(shù)調(diào)節(jié)度數(shù)字實(shí)驗(yàn)[J].煤炭學(xué)報(bào),2003(05).

        [3]吳東旭.鳳凰山礦通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化改造研究[D].阜新:遼寧工程技術(shù)大學(xué),2007.

        [4]劉宜平.恒源公司礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化研究[D].淮南:安徽理工大學(xué),2006.

        [責(zé)任編輯:丁艷]

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