董永華

（河南能源義煤公司 安康部，河南 三門(mén)峽 472300）

1 引言

煤炭的安全生產(chǎn)，需要安全的通風(fēng)技術(shù)作為保障。 通風(fēng)安全是由不同的因素來(lái)控制和影響的。 安全、科學(xué)的通風(fēng)技術(shù)可以防止礦井中的有害氣體帶來(lái)危害， 是防止重大災(zāi)害發(fā)生及擴(kuò)大的重要保障。 當(dāng)前，煤礦的安全通風(fēng)方面有不同的技術(shù)，這些技術(shù)在構(gòu)建、原理、效用等方面存在差異。 針對(duì)不同的煤礦情況應(yīng)該選擇科學(xué)、合理的通風(fēng)技術(shù)，以達(dá)到最佳的安全通風(fēng)效果[1]。

2 煤礦通風(fēng)安全的作用及通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

安全，是煤礦挖掘和生產(chǎn)的基本前提，在礦井中發(fā)生的災(zāi)害大多與煤礦的通風(fēng)量和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)存在直接的關(guān)系，比如：瓦斯事故、煤炭自燃、礦井粉塵等。 煤礦通風(fēng)技術(shù)在安全方面的作用主要是：（1）保護(hù)生產(chǎn)人員的安全，為進(jìn)行作業(yè)的人員補(bǔ)充足量的空氣，保障生產(chǎn)人員的生命和健康安全。 （2）提供良好的氣候條件，維護(hù)和保障生產(chǎn)資料和生產(chǎn)環(huán)境。 （3）消除和沖淡煤礦中的有害氣體和浮游礦塵，保障生產(chǎn)安全和環(huán)境安全。

煤礦井的通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是安全通風(fēng)的重要影響因素。目前， 研究表明， 通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)是影響排風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的主要因素。 煤礦通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求在通風(fēng)系統(tǒng)中盡量設(shè)置分區(qū)并聯(lián)式的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以減少角聯(lián)性通風(fēng)道。對(duì)于通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性需要注意：盡量分區(qū)排風(fēng)、早分風(fēng)，提高排風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；強(qiáng)化排風(fēng)設(shè)施的管理和日常檢查； 定期檢測(cè)和驗(yàn)算角聯(lián)風(fēng)道的通風(fēng)穩(wěn)定性。

3 煤礦均壓通風(fēng)技術(shù)的分析

3.1 工作原理

在當(dāng)前煤礦生產(chǎn)中運(yùn)用的均壓通風(fēng)技術(shù)主要是根據(jù)礦井采掘區(qū)域的特點(diǎn)，將調(diào)節(jié)風(fēng)扇、調(diào)壓風(fēng)機(jī)、氣室、連通管道等設(shè)施相互結(jié)合，改變通風(fēng)系統(tǒng)中的壓力分布，降低通風(fēng)道的風(fēng)壓，調(diào)節(jié)風(fēng)量，降低礦井內(nèi)的氣體，控制瓦斯的濃量，以保證生產(chǎn)的安全、有序。

3.2 均壓通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用要求

該技術(shù)的使用需要注意兩個(gè)方面的要求：

（1）確保風(fēng)機(jī)的均壓。 煤礦要實(shí)現(xiàn)均勻式排風(fēng)通風(fēng)，就需要以保證風(fēng)機(jī)的均壓性能為基礎(chǔ)，否則通風(fēng)道的兩邊會(huì)出現(xiàn)差值，導(dǎo)致瓦斯等氣體滲入，影響到機(jī)器的正常運(yùn)作。 均壓通風(fēng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單、可靠性強(qiáng)、操作方便，即使風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，同樣可以依靠主扇的負(fù)壓推動(dòng)來(lái)進(jìn)行通風(fēng)運(yùn)作，保證正常的通風(fēng)，并不會(huì)給瓦斯的排除帶來(lái)影響。

（2）保障風(fēng)扇風(fēng)機(jī)的聯(lián)合均壓。 在處理煤礦中的瓦斯的過(guò)程中，要采取謹(jǐn)慎可行的操作技術(shù)和管理方法。 在實(shí)際的應(yīng)用中需要注意：1）如果通風(fēng)系統(tǒng)出現(xiàn)停止運(yùn)轉(zhuǎn)等情況，需要及時(shí)打開(kāi)溜子道和回風(fēng)道的調(diào)風(fēng)門(mén)， 否則會(huì)導(dǎo)致瓦斯氣大量涌入挖掘作業(yè)層，造成安全威脅，因此需要建立完善的警報(bào)控制體系；2）在溜子道控制門(mén)需要建立完善的封閉裝置， 以實(shí)現(xiàn)挖掘作業(yè)層的降壓作用；3）溜子道的風(fēng)筒出口必須遠(yuǎn)離挖掘作業(yè)層的下端口，以防風(fēng)機(jī)射流導(dǎo)致瓦斯氣體的燃燒；4）根據(jù)不同的礦井和作業(yè)情況，操作人員需要合理地調(diào)節(jié)風(fēng)窗的同流面積，以求保證最佳的均壓；5）煤礦的作業(yè)層風(fēng)流參數(shù)和指標(biāo)是通風(fēng)效果的重要指標(biāo)，在運(yùn)作過(guò)程中，需要安排專(zhuān)門(mén)人員定時(shí)定期地對(duì)均壓控制裝置進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)試；6）煤礦存在諸多的巷道，在作業(yè)層會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)移，上下風(fēng)門(mén)出現(xiàn)外移時(shí)，需要先固定外風(fēng)門(mén)，然后對(duì)內(nèi)風(fēng)門(mén)進(jìn)行拆除[2]。

4 綜放面B 型通風(fēng)技術(shù)分析

4.1 B 型通風(fēng)技術(shù)的關(guān)鍵

綜放面的瓦斯氣體進(jìn)入通風(fēng)道主要有三種方式，根據(jù)瓦斯不同的進(jìn)入方式可通過(guò)不同途徑再結(jié)合B 型通風(fēng)技術(shù)來(lái)降低瓦斯的涌入。

（1）新出現(xiàn)在煤礦壁面瓦斯的涌入。 在煤礦生產(chǎn)中，需要在通風(fēng)裝置的回風(fēng)巷上裝配增阻風(fēng)門(mén)， 在通風(fēng)道中形成局部的阻力，使得涌進(jìn)的風(fēng)壓力降低變緩，各個(gè)點(diǎn)風(fēng)流則在絕對(duì)的靜壓中升高， 進(jìn)而有效地控制作業(yè)面挖掘煤炭和新出現(xiàn)的煤礦壁瓦斯的涌入，降低瓦斯的涌出量。

（2）通風(fēng)巷道的瓦斯涌出。 在瓦斯量高的煤礦中，因?yàn)槊旱V作業(yè)面相對(duì)較長(zhǎng)，導(dǎo)致通風(fēng)巷道成為瓦斯涌出的一個(gè)重要源頭。B 型通風(fēng)技術(shù)的運(yùn)用不但可以合理有效地控制阻塞巷道中的瓦斯涌出，還可合理適當(dāng)?shù)亟档屯L(fēng)巷道中瓦斯的涌出量。 同時(shí)，需要注意在回風(fēng)巷道的關(guān)鍵部位設(shè)置阻風(fēng)門(mén)設(shè)施， 因?yàn)楦鼽c(diǎn)的風(fēng)流壓小于增阻性靜壓，導(dǎo)致瓦斯的涌出強(qiáng)度逐步加大，所以必須有該種裝置。

（3）采空區(qū)的瓦斯涌出。 運(yùn)用B 型通風(fēng)技術(shù)可以使強(qiáng)性漏風(fēng)帶有效變小，使其可迅速地轉(zhuǎn)化成弱性漏風(fēng)帶，也就是由紊流轉(zhuǎn)變成微流。讓大量的瓦斯氣體富集在煤礦采空區(qū)死角地帶，減少瓦斯的涌出，降低瓦斯帶來(lái)危害的壓力，為采空區(qū)抽排瓦斯創(chuàng)造有力的條件，從而實(shí)現(xiàn)“以用保抽排，以抽保安全”的目標(biāo)。

4.2 B 型通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用

對(duì)于瓦斯轉(zhuǎn)移的應(yīng)用體現(xiàn)在兩個(gè)方面：

（1）煤礦生產(chǎn)運(yùn)用B 型通風(fēng)技術(shù)，主要考慮在綜放面設(shè)置兩個(gè)不同的回風(fēng)巷，使煤礦的瓦斯排放途徑上有兩條通風(fēng)路徑。但是，瓦斯的通風(fēng)排放通道是和采空區(qū)相互連通的，并且會(huì)遭到挖掘作業(yè)的破壞，使得通風(fēng)阻力較大，通風(fēng)巷道出現(xiàn)滯后作業(yè)面的煤層壁，在5min 左右才出現(xiàn)冒落。

（2）煤礦生產(chǎn)中可在綜放面的瓦斯排放管理薄弱面應(yīng)用B型通風(fēng)技術(shù)。 煤礦通過(guò)調(diào)節(jié)B 型通風(fēng)裝置的回風(fēng)巷來(lái)調(diào)節(jié)和控制增阻風(fēng)力門(mén)，進(jìn)而減弱采空區(qū)的瓦斯涌出量。因?yàn)橥L(fēng)裝置支架高層部分的排風(fēng)巷道的通風(fēng)壓力要比各個(gè)節(jié)點(diǎn)的通風(fēng)壓力低，導(dǎo)致瓦斯氣體會(huì)在作業(yè)面的高頂?shù)炔课怀霈F(xiàn)聚集，使得瓦斯氣體從特定通道排放出去，保證綜放面瓦斯的順利排除。

4.3 B 型通風(fēng)技術(shù)的不足和解決對(duì)策

運(yùn)用B 型通風(fēng)技術(shù)時(shí)，會(huì)因?yàn)榕欧畔锏赖恼胺绞冀K處在不穩(wěn)定的狀態(tài)，導(dǎo)致排風(fēng)巷和采空區(qū)的通暢度隨時(shí)發(fā)生變化，這就導(dǎo)致瓦斯的排放出現(xiàn)問(wèn)題。 由于排風(fēng)巷道和順風(fēng)的巷道槽的風(fēng)壓及瓦斯排放的量是相對(duì)固定不變的， 使得煤礦作業(yè)層的排風(fēng)巷的風(fēng)量出現(xiàn)大幅度的變化， 所以必須保證煤礦排風(fēng)巷排出的瓦斯控制在安全范圍之內(nèi)。

對(duì)于B 型通風(fēng)技術(shù)存在的問(wèn)題，需要采取安全、合理的措施。 要實(shí)現(xiàn)排風(fēng)巷正前方不穩(wěn)定情況下瓦斯?jié)B入及挖掘作業(yè)中煤層壁瓦斯的物理、化學(xué)性質(zhì)的一致，就必須考慮運(yùn)用局扇供風(fēng)系統(tǒng)來(lái)稀釋B 型通風(fēng)裝配中的綜放面，實(shí)現(xiàn)最佳的瓦斯排放。同時(shí)，在通風(fēng)聯(lián)絡(luò)巷道還需要安裝通風(fēng)機(jī)，利用通風(fēng)機(jī)來(lái)提供排風(fēng)動(dòng)力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)瓦斯的稀釋?zhuān)L(fēng)機(jī)的局扇供風(fēng)量是以排風(fēng)巷瓦斯排放量為依據(jù)進(jìn)行計(jì)算而確定的。 為了實(shí)現(xiàn)排風(fēng)巷的壓力穩(wěn)定和瓦斯的安全性稀釋?zhuān)?需要保證排風(fēng)巷正壓供風(fēng)扇運(yùn)作的連續(xù)性和安全性[3]。

5 可控循環(huán)通風(fēng)技術(shù)分析

可控循環(huán)通風(fēng)技術(shù)的主要作用是回收作業(yè)生產(chǎn)區(qū)的部分回氣，讓其自行返回到作業(yè)生產(chǎn)區(qū)的進(jìn)風(fēng)中，以實(shí)現(xiàn)循環(huán)、多次利用， 同時(shí)還必須時(shí)刻監(jiān)控排放目標(biāo)區(qū)域的空氣質(zhì)量。 相對(duì)于“可控”而言，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一，要借助外在的動(dòng)力資源，使得部分回風(fēng)流到進(jìn)風(fēng)巷；第二，對(duì)循環(huán)的風(fēng)量進(jìn)行有效的控制，對(duì)這些風(fēng)量進(jìn)行降濕降溫降塵等技術(shù)處理，使得混合氣體中的CH4、CO 等氣體的溶度降低到安全標(biāo)準(zhǔn)范圍。

6 煤礦通風(fēng)瓦斯氧化技術(shù)分析

6.1 氧化通風(fēng)瓦斯中的甲烷，提高減排效益

假設(shè)煤礦瓦斯中的甲烷含量低于0.3%，同時(shí)還沒(méi)有混進(jìn)其他不同濃度的瓦斯氣體，則可直接對(duì)甲烷進(jìn)行氧化處理，以實(shí)現(xiàn)高效、清潔的通風(fēng)排放，獲得最佳的排風(fēng)效益。 比如：按一臺(tái)通風(fēng)氧化裝置的處理標(biāo)準(zhǔn)，以60 000m3/h 進(jìn)行計(jì)算，每年可減少甲烷近175 萬(wàn)t。

6.2 利用氧化熱產(chǎn)生動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)資源的供給

如果通風(fēng)中的瓦斯氣含量在0.5%以上，或者混合了高濃度的瓦斯氣體則可實(shí)現(xiàn)熱電冷三者的共同供應(yīng)。 運(yùn)用熱蒸汽產(chǎn)生的動(dòng)力帶動(dòng)發(fā)電機(jī)而產(chǎn)生電力資源， 發(fā)電余熱則運(yùn)用到制冷裝置，余下的則運(yùn)用到暖氣的供應(yīng)，實(shí)現(xiàn)資源的充分利用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能排放、有效利用的目標(biāo)[4]。

7 結(jié)語(yǔ)

煤礦的通風(fēng)工作直接關(guān)系到煤礦的安全、順利生產(chǎn)，需要依靠科學(xué)有效的通風(fēng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 目前，煤礦的通風(fēng)技術(shù)有不同種類(lèi)， 在煤礦實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)該根據(jù)生產(chǎn)需要和煤礦的實(shí)際情況選擇合適的通風(fēng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)煤礦的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的最大化[5]。對(duì)于煤礦企業(yè)而言，不僅要追求經(jīng)濟(jì)效益，還需要強(qiáng)化對(duì)通風(fēng)安全技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)良好的社會(huì)效益，為我國(guó)的煤礦生產(chǎn)做出重要貢獻(xiàn)。

[1]張軍輝，等．煤礦通風(fēng)技術(shù)分析[J]．民營(yíng)科技，2012，23（6）：214-215.

[2]王聯(lián)社．煤礦通風(fēng)技術(shù)的新進(jìn)展[J]．中州煤炭，2011，14（15）:105-106.

[3]楊運(yùn)量.礦井通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的評(píng)價(jià)[J]．煤礦安全，2011，25（14）:141-143.

[4]張智成，等．礦井通風(fēng)理論與技術(shù)發(fā)展評(píng)述[J].云南冶金，2011，36（6）：145-146.

[5]王建明，等.礦井通風(fēng)系統(tǒng)安全可靠性綜合評(píng)價(jià)方法探討[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2013，1（11）:201-202.