譚偉鋒

（山煤集團(tuán)煤業(yè)管理公司，山西太原030002）

淺談井下礦井通風(fēng)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

譚偉鋒

（山煤集團(tuán)煤業(yè)管理公司，山西太原030002）

礦產(chǎn)是重要的能源資源，分布在地表和地下。地表礦產(chǎn)資源的過度開采以及不可再生的特性使人們將目光轉(zhuǎn)移到地下礦產(chǎn)資源，地下礦井由此產(chǎn)生。井下礦井因?yàn)槠浞忾]性，并且分布著能對人體產(chǎn)生危害的大量有毒有害氣體，所以需要采用通風(fēng)節(jié)能技術(shù)確保礦井安全生產(chǎn)。總體來說，進(jìn)行井下礦井通風(fēng)技術(shù)的研究應(yīng)用至關(guān)重要。

礦井通風(fēng)；有毒氣體；通風(fēng)技術(shù)

礦井通風(fēng)是通過人力或者機(jī)械的方式將有毒有害氣體稀釋，增加空氣中氧氣的濃度，優(yōu)化礦井的開采環(huán)境，保障井下采礦作業(yè)的安全進(jìn)行［1］。為了滿足生產(chǎn)生活的需要，地下礦產(chǎn)成了被開采的目標(biāo)。而通風(fēng)問題是采礦作業(yè)的一個(gè)重點(diǎn)問題，因此有必要對此進(jìn)行研究。

1　實(shí)施井下礦井通風(fēng)節(jié)能技術(shù)的必要性

1.1滿足人們生產(chǎn)生活的需求

礦產(chǎn)作為一種資源，為人們的生產(chǎn)生活提供了物資基礎(chǔ)。很多企業(yè)的生產(chǎn)需要礦產(chǎn)作為原材料，采礦業(yè)在帶動(dòng)了其他行業(yè)發(fā)展的同時(shí)也促進(jìn)了就業(yè)，礦產(chǎn)品更是國防事業(yè)的必需品。通風(fēng)節(jié)能技術(shù)對采礦業(yè)的發(fā)展很重要。

1.2提高井下作業(yè)的安全性

礦井中有很多有毒有害氣體，常遇到的有一氧化碳、硫化氫、二氧化氮、二氧化硫、氨氣、氫氣等，在濃度較高時(shí)容易使人中毒甚至產(chǎn)生爆炸事故。井下通風(fēng)有利于降低這些氣體的濃度，增加空氣中氧氣的含量，使生產(chǎn)更加安全。

1.3有助于節(jié)約資源，提高生產(chǎn)效率

通風(fēng)是采礦業(yè)必須具備的條件之一，井下礦井通風(fēng)消耗巨大，進(jìn)行井下通風(fēng)節(jié)能技術(shù)的研究與應(yīng)用十分必要。我國企業(yè)常用的井下通風(fēng)扇風(fēng)機(jī)耗能大，運(yùn)轉(zhuǎn)效率相對低下。隨著井下采礦深度的加深，井下通風(fēng)的難度也越來越大。通風(fēng)節(jié)能技術(shù)也越來越重要。

2　我國煤礦井下礦井通風(fēng)存在的問題

2.1通風(fēng)系統(tǒng)不合理

通風(fēng)是保證礦業(yè)生產(chǎn)的前提，通風(fēng)系統(tǒng)存在的問題將直接影響到生產(chǎn)的安全性。通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)置不合理，井下通風(fēng)受阻導(dǎo)致的事故時(shí)有發(fā)生［2］。2013年2月28日，河北省張家口市懷來縣艾家溝煤礦井下750 m水平進(jìn)風(fēng)石門處壓風(fēng)機(jī)著火引燃木棚，當(dāng)時(shí)有13人在井下進(jìn)行維修作業(yè)。經(jīng)救護(hù)隊(duì)搜救，已發(fā)現(xiàn)11人一氧化碳中毒死亡，還有2人下落不明。瓦斯爆炸是煤礦生產(chǎn)中常見的事故。地下礦井中存在的瓦斯是一氧化碳的來源，當(dāng)空氣中的一氧化碳濃度過高會導(dǎo)致人體中毒，遇到火時(shí)會引起爆炸。通風(fēng)系統(tǒng)的不合理導(dǎo)致井下一氧化碳等有害氣體無法稀釋，造成事故頻發(fā)。

2.2通風(fēng)設(shè)備不合格

通風(fēng)設(shè)備沒有及時(shí)更新，使通風(fēng)效率不佳，導(dǎo)致通風(fēng)不暢。舊的機(jī)器設(shè)備耗能高，使用效率低下。礦井深處的通風(fēng)阻力越來越大，設(shè)備不合格導(dǎo)致通風(fēng)效率大大降低，加大了井下作業(yè)的危險(xiǎn)系數(shù)。我國很多企業(yè)在進(jìn)行礦井生產(chǎn)時(shí)都使用老型號的機(jī)器，能耗大，效率低，有些重要位置的設(shè)備更新維護(hù)不及時(shí)，整體通風(fēng)和局部通風(fēng)不暢，容易造成有害物質(zhì)聚集，導(dǎo)致工人窒息中毒，引起傷亡的事件不在少數(shù)。2014年2月12日，四川樂山礦井就因?yàn)橥L(fēng)問題發(fā)生意外窒息事件致6人身亡。

2.3漏風(fēng)問題的存在

礦井漏風(fēng)是指礦井下新鮮風(fēng)流未經(jīng)利用，直接滲入回風(fēng)道或排出地表的現(xiàn)象。礦井漏風(fēng)導(dǎo)致井下礦井有效風(fēng)量減少，降低空氣的流動(dòng)，影響了通風(fēng)系統(tǒng)的安全性。同時(shí)漏風(fēng)會導(dǎo)致有害氣體的聚集，影響工人的健康，甚至使可燃礦物發(fā)火，引起爆炸事故。大量的漏風(fēng)會還導(dǎo)致通風(fēng)機(jī)的無用消耗，使電機(jī)的負(fù)荷加重。

3　井下礦井通風(fēng)節(jié)能技術(shù)

3.1建立完善的通風(fēng)系統(tǒng)

對礦井系統(tǒng)的安全性進(jìn)行檢查，首先就要建立一個(gè)安全檢查的制度，建立健全通風(fēng)系統(tǒng)。在進(jìn)行安全檢查的時(shí)候不僅要借助相關(guān)儀器檢查機(jī)器設(shè)備，還要檢測風(fēng)速，分析空氣中的成分，對空氣質(zhì)量進(jìn)行評比，出具相關(guān)檢測報(bào)告。很多礦井主扇風(fēng)機(jī)一直是按正常參數(shù)運(yùn)行，造成了不必要的資源浪費(fèi)。少排風(fēng)是降低能耗最好的辦法。最有效的方式就是按照各個(gè)分支風(fēng)路風(fēng)阻的大小合理分風(fēng)，所以應(yīng)該建立多級機(jī)站調(diào)控系統(tǒng)，使消耗最低。

3.2選擇合理的通風(fēng)方式

礦井通風(fēng)主要有自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)兩種方法［3］，但是由于自然通風(fēng)容易受各種外界因素的影響，無法滿足采礦作業(yè)的需求。因此，機(jī)械通風(fēng)成為現(xiàn)代礦井通風(fēng)的主要方法。機(jī)械通風(fēng)方式主要有三種，分別是：中央式、對角式和混合式。中央式分為分列式和并列式，中央并列式便于布置管理，但安全性較差；中央分列式安全性略高，但占地面積大，管理不便。而混合式通風(fēng)則適用于那些多煤層、走向長、面積大的老礦井。各種方式的側(cè)重點(diǎn)有所不同，所以企業(yè)要根據(jù)實(shí)際情況采取不同的方式。

3.3完善機(jī)器設(shè)備

通風(fēng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)耗時(shí)長，資源消耗量大。所以要加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，改善生產(chǎn)設(shè)備，降低能耗。要根據(jù)實(shí)際情況選擇主要通風(fēng)機(jī)和區(qū)域通風(fēng)機(jī)，同時(shí)還應(yīng)該配備備用的主通風(fēng)機(jī)。目前我國采礦作業(yè)主要使用的是扇風(fēng)機(jī)，這種扇風(fēng)機(jī)性能較好，安裝和維修也比較方便，但是耗能很大，無法達(dá)到節(jié)能目的。而新型的扇風(fēng)機(jī)不僅性能好，而且耗電量只有原來的一半，大大節(jié)約了能源。因此應(yīng)該大力推廣新型扇風(fēng)機(jī)，滿足井下礦井通風(fēng)的需要。以河北的壽王墳銅礦為例，它以260 kW的新型的礦用節(jié)能機(jī)取代了原來700 kW的舊機(jī)器，礦井進(jìn)風(fēng)總量明顯增加。隨著科技的發(fā)展，變頻技術(shù)運(yùn)用于工作生活的方方面面，比如變頻空調(diào)的使用就符合了人們對節(jié)能的期望?，F(xiàn)在變頻器在礦井通風(fēng)中也得以運(yùn)用。變頻調(diào)速器在礦井通風(fēng)機(jī)上的使用，不僅可以調(diào)節(jié)風(fēng)量，同時(shí)可以帶來經(jīng)濟(jì)效益。變頻調(diào)速器的節(jié)能優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在節(jié)電方面，其節(jié)電率通常達(dá)到20%到60%，同時(shí)也滿足了工業(yè)生產(chǎn)的一般要求。變頻調(diào)速器能滿足節(jié)能生產(chǎn)的需求，必將被廣泛使用。

3.4解決礦井漏風(fēng)問題

礦井漏風(fēng)分為外部漏風(fēng)和內(nèi)部漏風(fēng)［4］。外部漏風(fēng)指的是地表附近的井口和地面主要風(fēng)機(jī)的井口、防爆門等處的漏風(fēng)，內(nèi)部漏風(fēng)指的是井下通風(fēng)構(gòu)筑物、采風(fēng)區(qū)等地的漏風(fēng)。對于外部漏風(fēng)要對井口的風(fēng)門嚴(yán)格把關(guān)，風(fēng)門的修建要嚴(yán)密，嚴(yán)格控制井門質(zhì)量，經(jīng)常對漏風(fēng)通道進(jìn)行檢查維修，把人員不通行的回風(fēng)井口封閉起來。井下通風(fēng)要修建高質(zhì)量的通風(fēng)構(gòu)筑物，同時(shí)盡量避免在礦壓較大的位置修建。對于不使用的風(fēng)眼與采空區(qū)要及時(shí)封閉。2007年6月24日，阜新市隆興煤礦31米入風(fēng)道發(fā)生火災(zāi)事故，入風(fēng)道與頂板裂縫相通，工人翻棚子時(shí)頂板掉落，漏風(fēng)引起頂板煤炭自燃，導(dǎo)致火災(zāi)事故的發(fā)生。漏風(fēng)問題直接威脅到采礦安全，解決漏風(fēng)問題是進(jìn)行安全生產(chǎn)的重要保障。

4　結(jié)語

礦井通風(fēng)是保障礦業(yè)安全生產(chǎn)的首要因素，通風(fēng)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用在增加風(fēng)量的同時(shí)節(jié)約了能源，保障了安全生產(chǎn)，提高了經(jīng)濟(jì)效益，帶動(dòng)了采礦業(yè)的發(fā)展。怎樣有效利用通風(fēng)節(jié)能技術(shù)是我國采礦行業(yè)急需解決的問題，而科技的發(fā)展必將帶動(dòng)井下礦井通風(fēng)節(jié)能技術(shù)的高速發(fā)展。

［1］侯學(xué)強(qiáng).討論井下采礦礦井通風(fēng)節(jié)能技術(shù)［J］.城市建設(shè)理論研究，2014（27）：90-91.

［2］楊宗澤.井下采礦礦井通風(fēng)節(jié)能技術(shù)研究［J］.中國高新技術(shù)企業(yè)，2014（6）：51-52.

［3］何華清.井下采礦礦井通風(fēng)節(jié)能技術(shù)研究［J］.低碳世界，2013（14）：136-137.

［4］吳克，孫智強(qiáng).討論井下采礦礦井通風(fēng)節(jié)能技術(shù)［J］.城市建設(shè)理論研究，2014（36）：34-36.

On the Application of Underground Mine Ventilation Energy Conservation Technology

TAN Wei-feng
（Coal Management Company of Mountain Coal Group，Taiyuan030002，China）

Mine is an important energy resource，distributed in the surface and underground.The over exploitation of the surface mineral resources and the characteristics of non-renewable make people to underground mineral resources，the underground mine.Underground mine because of its sealing ability，can cause harm to human body and distributed on the large amount of poisonous and harmful gas，so need to the ventilation and energy saving technology to ensure the mine safety production.In general，it is very important to study the application of underground mine ventilation technology.

mine ventilation；toxic gases；ventilation technology

TD72

A文獻(xiàn)標(biāo)識碼：1009-9492（2015）12-0147-03

10.3969/j.issn.1009-9492.2015.12.044

譚偉鋒，男，1970年生，山西平陸人，大學(xué)本科，工程師。研究領(lǐng)域：煤礦技術(shù)。已發(fā)表論文3篇。

（編輯：王智圣）

2015-07-14