孫 杰

（安徽淮北青東煤業(yè)有限公司，安徽 淮北 235000）

0 前言

隨著生產(chǎn)的不斷進(jìn)行,礦井生產(chǎn)布局、自然條件和生產(chǎn)能力都會(huì)發(fā)生相關(guān)變化,為與之適應(yīng),礦井通風(fēng)系統(tǒng)也必須及時(shí)優(yōu)化調(diào)整。礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分,它的可靠運(yùn)行是煤礦安全生產(chǎn)的根本保障。通過合理的通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整,優(yōu)化礦井通風(fēng)網(wǎng)路,合理地進(jìn)行風(fēng)量分配,既保證礦井安全生產(chǎn),又節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)成本。這對(duì)現(xiàn)今煤企的生產(chǎn)經(jīng)營等具有重大的經(jīng)濟(jì)意義。

1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化的意義

合理對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整和改造不僅改善了礦井通風(fēng)環(huán)境、消除安全隱患，且節(jié)約通風(fēng)裝備的運(yùn)行費(fèi)用。煤礦生產(chǎn)是地下作業(yè)，條件較差。地面空氣在進(jìn)入井下并流經(jīng)各作業(yè)場所過程中逐漸變差，為保證作業(yè)人員呼吸新鮮空氣，維持適宜的作業(yè)條件，必須進(jìn)行通風(fēng)。當(dāng)前，很多煤礦企業(yè)因通風(fēng)系統(tǒng)不合理而造成安全隱患和浪費(fèi)的現(xiàn)象，通過合理的通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整，優(yōu)化礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)和通風(fēng)系統(tǒng)，合理分配風(fēng)量，既保證了安全生產(chǎn)，又節(jié)能降耗。

2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化的途徑

2.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)分析的要求

無論選擇何種通風(fēng)系統(tǒng)，都要符合投產(chǎn)快、安全可靠性高、技術(shù)先進(jìn)合理和經(jīng)濟(jì)效益好等原則。其要求如下：

2.1.1 主要通風(fēng)機(jī)性能與網(wǎng)絡(luò)特性相匹配，主要通風(fēng)機(jī)的可調(diào)性好、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、穩(wěn)定性高、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用少；

2.1.2 通風(fēng)系統(tǒng)簡單，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)合理，能將足夠的風(fēng)量送往需風(fēng)地點(diǎn)，通風(fēng)效果好，風(fēng)質(zhì)好，有效風(fēng)量率高；

2.1.3 在通風(fēng)機(jī)的購置、安裝和運(yùn)轉(zhuǎn)方面所需的費(fèi)用低，通風(fēng)采用經(jīng)濟(jì)斷面、維修費(fèi)用少、局部通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行費(fèi)用低、通風(fēng)構(gòu)筑物少，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的目的。

2.1.4 具有較高的抗災(zāi)防災(zāi)能力。不因通風(fēng)不合理和不完善而導(dǎo)致災(zāi)害的發(fā)生，當(dāng)發(fā)生災(zāi)害事故時(shí)，可以利用現(xiàn)有的通風(fēng)系統(tǒng)及構(gòu)筑物對(duì)災(zāi)害進(jìn)行控制和搶救，減小災(zāi)害損失，及時(shí)恢復(fù)生產(chǎn)。

2.1.5 有利于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，能適應(yīng)煤炭生產(chǎn)的新技術(shù)、新工藝的推廣及應(yīng)用，提高生產(chǎn)系統(tǒng)的科學(xué)化程度。

2.2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)分析的基本理論

通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化改造，除了要滿足以上的基本要求外還應(yīng)該遵循如下原則：

2.2.1 整體性

通風(fēng)系統(tǒng)是由多個(gè)可以相互區(qū)別的、具有綜合性能的要素構(gòu)成的。構(gòu)成通風(fēng) 系統(tǒng)的各個(gè)要素雖然具有不同的性能，但它們之間是有機(jī)聯(lián)系和相互影響的。

通風(fēng)系統(tǒng)是礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的子系統(tǒng)，因而在擬定分析通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，必須與其 它系統(tǒng)（開拓開采系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)等）相協(xié)調(diào)，必須與地質(zhì)和開采條件相適應(yīng)，以便選取最優(yōu)的生產(chǎn)系統(tǒng)。在對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)該堅(jiān)持顧全大局、局部服從整體的原則。分析通風(fēng)系統(tǒng)不能從某一要素或某一指標(biāo)考慮問題，必須從通風(fēng)系統(tǒng)整體出發(fā)。改造通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，要考慮新系統(tǒng)的先進(jìn)性及現(xiàn)有通風(fēng)井巷和通風(fēng)設(shè)備，以使新老通風(fēng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)起來，構(gòu)成合理的新通風(fēng)系統(tǒng)。

2.2.2 動(dòng)態(tài)性

礦井通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)劣有時(shí)間性，如建井期、投產(chǎn)初期、正常生產(chǎn)期、擴(kuò)大生產(chǎn)期及礦井收縮期等，且在不同生產(chǎn)時(shí)期，地質(zhì)條件的變化，生產(chǎn)區(qū)域的轉(zhuǎn)移，礦井生產(chǎn)任務(wù)和通風(fēng)條件均會(huì)隨之發(fā)生變化，即使是在穩(wěn)定的條件下也會(huì)發(fā)生瞬時(shí)變化。因此要全面地考慮各種動(dòng)態(tài)因素及預(yù)測未來的狀況，以增強(qiáng)通風(fēng)系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性。

在選定和分析礦井通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)時(shí)生產(chǎn)狀況的實(shí)際需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。在投產(chǎn)初期或礦井后期，需要的風(fēng)量少、通風(fēng)阻力不大，小能力的主要通風(fēng)機(jī)就能滿足要求，此時(shí)根據(jù)通風(fēng)困難時(shí)期需要選取的主要通風(fēng)機(jī)就顯得能力過剩；生產(chǎn)時(shí)期和擴(kuò)大生產(chǎn)時(shí)期，需要的風(fēng)量多、井下通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜、風(fēng)量調(diào)節(jié)頻繁；原來被認(rèn)為是最佳的通風(fēng)系統(tǒng)就可能出現(xiàn)不適應(yīng)。由于通風(fēng)構(gòu)筑物的建立或撤除、井巷中礦車或提升設(shè)備的運(yùn)行、地面大氣條件的變化及爆炸或火災(zāi)事故的發(fā)生等，都會(huì)使系統(tǒng)變化，只有掌握了各階段通風(fēng)系統(tǒng)演變的順序特征，才能按客觀演變規(guī)律對(duì)系統(tǒng)調(diào)整，才能避免經(jīng)常出現(xiàn)的通風(fēng)工程落后于生產(chǎn)或通風(fēng)工程不配套等被動(dòng)局面。

在正常生產(chǎn)時(shí)期，隨著生產(chǎn)的發(fā)展和地質(zhì)條件的變化，會(huì)出現(xiàn)生產(chǎn)區(qū)域的轉(zhuǎn)移和對(duì)通風(fēng)的要求發(fā)生變化的現(xiàn)象，這樣原來適應(yīng)于某一生產(chǎn)系統(tǒng)的通風(fēng)系統(tǒng)會(huì)變?yōu)椴贿m應(yīng)，就必須對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)再調(diào)整，使其最佳。

3 礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化的技術(shù)措施

3.1 開掘新井巷降阻增風(fēng)隨著礦井生產(chǎn)的發(fā)展,通風(fēng)線路會(huì)不斷加長,而瓦斯量的增加,將導(dǎo)致所需風(fēng)量和通風(fēng)阻力的增加

當(dāng)現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)無法滿足供風(fēng)要求或者利用現(xiàn)有的通風(fēng)系統(tǒng)不經(jīng)濟(jì)時(shí)，可考慮在邊遠(yuǎn)采區(qū)增掘新的風(fēng)井，以縮短風(fēng)路、保證經(jīng)濟(jì)有效的供風(fēng)。

3.2 并聯(lián)通風(fēng)根據(jù)并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)阻比串聯(lián)小的理論，可在高阻力區(qū)段采取新掘巷道，或采用啟封廢舊巷道的方法實(shí)現(xiàn)并聯(lián)通風(fēng)

3.3 合理調(diào)配風(fēng)機(jī)負(fù)擔(dān)，改變通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

對(duì)于生產(chǎn)礦井，當(dāng)通風(fēng)系統(tǒng)與礦井生產(chǎn)要求不匹配時(shí)，應(yīng)合理調(diào)整生產(chǎn)布 局，改變通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，合理調(diào)配風(fēng)機(jī)負(fù)擔(dān)、盡量發(fā)揮現(xiàn)有風(fēng)道和風(fēng)機(jī)的潛力、增設(shè)或減少風(fēng)機(jī)等。情況如下：

3.3.1 調(diào)整風(fēng)機(jī)負(fù)擔(dān)范圍，充分發(fā)揮現(xiàn)有風(fēng)機(jī)能力

在多風(fēng)機(jī)通風(fēng)的系統(tǒng)改造過程中，如果采掘布置不合理造成各風(fēng)井主要通風(fēng)負(fù)擔(dān)的生產(chǎn)區(qū)域需風(fēng)量不能與通風(fēng)能力平衡時(shí)，在不能調(diào)整生產(chǎn)布局的情況下，可通過調(diào)整風(fēng)機(jī)的負(fù)擔(dān)范圍，發(fā)揮風(fēng)機(jī)能力，滿足生產(chǎn)的要求。

3.3.2 調(diào)整采掘布局，均衡生產(chǎn)

因某種原因造成采掘工作面集中于某一翼、而另一翼需風(fēng)較少時(shí)，常在風(fēng)量過剩的一翼設(shè)風(fēng)窗增阻，造成通風(fēng)阻力增加，進(jìn)風(fēng)量減少；而對(duì)多風(fēng)機(jī)工作的礦井，則出現(xiàn)某通風(fēng)系統(tǒng)能力過剩，而另外的通風(fēng)系統(tǒng)能力嚴(yán)重不足。此時(shí)應(yīng)根據(jù)具體條件，逐步調(diào)整采掘布局，實(shí)現(xiàn)兩翼或各系統(tǒng)的均衡生產(chǎn)，以避免出現(xiàn)增阻調(diào)風(fēng)或因調(diào)整風(fēng)機(jī)出現(xiàn)不穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。

3.4 擴(kuò)大巷道斷面和消除局部阻力

通風(fēng)系統(tǒng)的高阻力區(qū)段,往往是巷道嚴(yán)重失修、變形、堵塞嚴(yán)重或原設(shè)計(jì)斷面積過小的區(qū)域。消除雜物、擴(kuò)大巷道面積是降阻的有效措施。同時(shí)對(duì)拐彎多的區(qū)段和影響大的拐彎等局部地點(diǎn)，設(shè)法消除或?qū)澏茸兙?，以降低阻力?/p>

3.5 適時(shí)增減風(fēng)機(jī)，改善礦井通風(fēng)

生產(chǎn)礦井應(yīng)隨礦井生產(chǎn)情況的變化，適時(shí)增減工作風(fēng)機(jī)的數(shù)量，使通風(fēng)能力 適應(yīng)生產(chǎn)的需要。在需風(fēng)量增多，現(xiàn)有風(fēng)機(jī)能力不能滿足要求而換大能力風(fēng)機(jī)又會(huì)造成礦井通風(fēng)阻力過大、耗電太多的情況下，可以考慮增開風(fēng)井、增加工作風(fēng)機(jī)臺(tái)數(shù)。

4 總結(jié)

為使礦井通風(fēng)系統(tǒng)整體最優(yōu)，必須首先對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行現(xiàn)狀進(jìn)行分析，找出存在的問題，以尋求改進(jìn)途徑，為制定現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)的科學(xué)管理方案和選擇通風(fēng)系統(tǒng)改造方案提供依據(jù)。合理地進(jìn)行礦井通風(fēng)系統(tǒng)改造，優(yōu)化礦井通風(fēng)系統(tǒng)給礦井帶來的不僅是可觀的經(jīng)濟(jì)效益，更重要的是它所產(chǎn)生的社會(huì)影響，對(duì)煤礦的安全生產(chǎn)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

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