趙禹宏（吉林通鋼板石礦業(yè)公司火工處，吉林 白山 134300）

地下開采礦山通風(fēng)節(jié)能技術(shù)的研究

趙禹宏
（吉林通鋼板石礦業(yè)公司火工處，吉林 白山 134300）

礦產(chǎn)資源在社會(huì)建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中扮演著重要角色，近幾年隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速建設(shè)對礦產(chǎn)的需求量也在不斷增大，礦產(chǎn)資源開采規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。在地下開采過程中通風(fēng)系統(tǒng)發(fā)揮著重要作用，能否正常運(yùn)行直接關(guān)系著整個(gè)礦山的安全和整體運(yùn)行狀況。但是近幾年隨著礦山環(huán)境的不斷損壞，在實(shí)際工作過程中出現(xiàn)了越來越多的問題和安全事故，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，影響了當(dāng)?shù)氐姆€(wěn)定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。所以，在地下開采過程中必須要重視通風(fēng)技能技術(shù)的發(fā)展，這樣才能提高地下礦山開采工作的安全性，維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定。

地下開采；采礦；通風(fēng)節(jié)能技術(shù)；安全性

近幾年經(jīng)濟(jì)全球一體化發(fā)展速度越來越快，我國作為全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分也得到了快速發(fā)展。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中對原材料的需求也日益增多，特別是鋼材、有色金屬等礦產(chǎn)資源。為了進(jìn)一步滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展需要，礦山企業(yè)也不斷擴(kuò)大自身規(guī)模，企業(yè)已經(jīng)超負(fù)荷運(yùn)行，生產(chǎn)能力與實(shí)際生產(chǎn)已經(jīng)嚴(yán)重不匹配。這種情況下礦山出現(xiàn)的災(zāi)害事故也在日益增多，嚴(yán)重危害了礦工和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益及人身安全。特別是隨著近幾年地下開采礦山深度的日益加深，災(zāi)害事故也越來越多。所以，必須要采取適當(dāng)?shù)拇胧┙鉀Q地下開采礦山的安全問題，特別是要加強(qiáng)通風(fēng)系統(tǒng)和技術(shù)，重視通風(fēng)管理，防止礦山火災(zāi)事故，保證礦山的安全生產(chǎn)，為社會(huì)發(fā)展建設(shè)提供必要的保障。

一、構(gòu)建良好的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)

（1）構(gòu)建良好的通風(fēng)布局。在開采地下礦山時(shí)會(huì)受到地理位置的極大影響，在我國大部分礦體的礦產(chǎn)資源都埋藏較淺，而且各個(gè)礦區(qū)并不集中，這種問題會(huì)影響礦山通風(fēng)，這就需要重視通風(fēng)的布局，要構(gòu)建風(fēng)區(qū)式的通風(fēng)系統(tǒng)，這樣才能有效緩解經(jīng)濟(jì)上的巨大壓力，不斷提高技術(shù)水平。

（2）構(gòu)建良好的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)在大部分礦山企業(yè)在地下礦產(chǎn)開采過程中通常運(yùn)用的是網(wǎng)絡(luò)模式的通風(fēng)系統(tǒng)，這種方式可以有效提高工作效率。通過優(yōu)化通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，就可以有效降低通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的消耗。一般在實(shí)際工作中應(yīng)用到的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)有三種，即自然風(fēng)網(wǎng)絡(luò)、控制型通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)以及一般型通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)。這幾種通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)可以通過了解各分支的已知風(fēng)量和各風(fēng)機(jī)在工作時(shí)的風(fēng)壓，采取非線性規(guī)劃的方式來處理。這種方式就可以了解風(fēng)機(jī)和設(shè)施的位置，平衡回路風(fēng)壓。

（3）合理設(shè)計(jì)風(fēng)道。工作人員在設(shè)計(jì)風(fēng)道時(shí)必須要全面考察，要合理規(guī)劃風(fēng)道的半徑、斷面以及風(fēng)阻之間的關(guān)系，合理規(guī)劃風(fēng)道。在設(shè)計(jì)主干道過程中首先要考慮好風(fēng)道斷面，要將其設(shè)計(jì)為圓形。之所以要選擇圓形的斷面是由于圓形相對半徑比較大，比較適合礦山發(fā)展。在設(shè)計(jì)風(fēng)道時(shí)要采取相應(yīng)的措施在表面進(jìn)行襯砌，這樣才可以有效減少風(fēng)道表面存在的摩擦力。但是在修建專用風(fēng)道時(shí)要采取其他的方式，要考慮其他因素，主要包括以下幾個(gè)：一是拉格朗日乘數(shù)法。這種方式是通過尋找一種或者多個(gè)變量和限制條件來控制多元函數(shù)的極值。這種方法在計(jì)算時(shí)可以不考慮通風(fēng)電費(fèi)；二是平松良雄法。在應(yīng)用這種方式時(shí)并沒有將巷道維護(hù)的費(fèi)用考慮進(jìn)去，所以這類方式更適合在修建單一井巷的斷面過程中；三是動(dòng)態(tài)分析法。在這種方法下考察的是動(dòng)態(tài)信息，要將不同時(shí)期風(fēng)道的因素指數(shù)值進(jìn)行全面的比較，并且計(jì)算出比率，并且通過對比得到相關(guān)的變化因素，此外在應(yīng)用這種方式時(shí)還應(yīng)該考慮風(fēng)道的服務(wù)年限以及資金的時(shí)間價(jià)值；四是通路法。這類方式在應(yīng)用過程中考慮了通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中各種風(fēng)路存在的阻力，通過這種方式可以有效提高工作效率，還可以合理控制經(jīng)濟(jì)投入的費(fèi)用，可以將工作成本控制到最低。

二、有效優(yōu)選風(fēng)機(jī)的方式

在礦山建設(shè)過程中礦井主扇占有重要地位，是礦山的“肺臟”。但是在整個(gè)礦山的通風(fēng)系統(tǒng)中主扇的能耗量最大，占有90%以上。在我國，從50年代以來就一直使用仿蘇70B2型風(fēng)機(jī)來進(jìn)行地下開采礦山。這種機(jī)器的風(fēng)機(jī)輪轂相對比較大，而且氣動(dòng)性比較差，和現(xiàn)實(shí)使用的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)不符合。所以，這種機(jī)器的工作效率比較低，消耗的能量大。為了進(jìn)一步滿足礦山建設(shè)需要，各工礦企業(yè)不斷改善這種風(fēng)機(jī)，改善風(fēng)機(jī)性能，有效的提高了良好的節(jié)能效果，達(dá)到節(jié)能目標(biāo)。尤其在國家明令該風(fēng)機(jī)為淘汰產(chǎn)品以后，加大了研制開發(fā)新型替代產(chǎn)品的力度，在不長的時(shí)間里，研制出了K系列、FZ系列和FS系列等適合于地下開采礦山的通風(fēng)設(shè)備。這種新型的風(fēng)機(jī)可以有效改善葉型參數(shù)，這種風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)性比較好，風(fēng)量也比較大，風(fēng)壓相對比較低，效率比較高，另外，這種風(fēng)機(jī)的噪音比較小，能夠消除傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)的駝峰現(xiàn)象。所以，這種風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與其他相比更加簡單，在安裝上也比較簡單。這種風(fēng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)很多，所以很快就取代了老式的風(fēng)機(jī)。這些風(fēng)機(jī)不僅與地下開采礦山網(wǎng)絡(luò)特性相匹配，而且節(jié)能效果十分明顯，創(chuàng)造了很好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。因此，改進(jìn)、更新陳舊過時(shí)的通風(fēng)設(shè)備是改善礦井通風(fēng)的重要途徑。風(fēng)機(jī)優(yōu)選是從各種型號的風(fēng)機(jī)中選出與通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)相匹配的風(fēng)機(jī)，使其滿足工作面供風(fēng)要求，且能耗最小。使用計(jì)算機(jī)優(yōu)選風(fēng)機(jī)可使該項(xiàng)工作更為快捷有效。多級機(jī)站通風(fēng)方法是一種在通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)由多臺(tái)風(fēng)機(jī)并聯(lián)組成的各級機(jī)站再串聯(lián)的通風(fēng)方法。

三、采用適合的通用構(gòu)筑物

在構(gòu)建通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)可以通過合理選擇構(gòu)筑物的方式，這種構(gòu)筑物可以有效調(diào)節(jié)和控制風(fēng)流，合理減少通風(fēng)能源的消耗。特別是在使用壓入式通風(fēng)方法時(shí)，很容易出現(xiàn)主風(fēng)道風(fēng)門損壞的現(xiàn)象，這就破壞了風(fēng)流的穩(wěn)定性，破壞了通風(fēng)系統(tǒng)的平衡，所以，在實(shí)際操作過程中盡可能要制定完善的設(shè)計(jì)方案，要注重設(shè)計(jì)工作，選擇適當(dāng)?shù)娘L(fēng)門。所以在工作過程中要重視通風(fēng)部門的維護(hù)和維修工作，這樣才能夠保證通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。另外在實(shí)際應(yīng)用過程中也會(huì)選擇抽出式通風(fēng)系統(tǒng)，在應(yīng)用過程中必須要采取相應(yīng)的方式來避免出風(fēng)井口被損壞，這樣才能夠杜絕可能出現(xiàn)的安全問題。

結(jié)語

隨著我國改革開放步伐的不斷加快，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度也在不斷上升，人民物質(zhì)文化水平得到了極大地提高，這也對礦產(chǎn)資源提出了更多需要，為了進(jìn)一步滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，礦產(chǎn)企業(yè)也面臨了全新的機(jī)遇。所以在開采礦產(chǎn)時(shí)除了要擴(kuò)大規(guī)模以外，還要注重礦山安全問題，特別是通風(fēng)問題。要不斷采取適當(dāng)?shù)拇胧┨岣咄L(fēng)能力，通過提高通風(fēng)技術(shù)和管理水平，優(yōu)化礦山的通風(fēng)能力，減少礦山的事故數(shù)量，這樣才能進(jìn)一步為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供幫助。

[1]孫英.地下開采礦山通風(fēng)系統(tǒng)建設(shè)與改造技術(shù)格局的多元化[J].礦山環(huán)保，2006 （05）.

[2]王成，孫寶生，張建，等.中國礦山安全現(xiàn)狀與防治對策[J].西部探礦工程，2011，124（08）.

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