薛補(bǔ)平

摘要：在礦井作業(yè)中，很多煤礦企業(yè)都會設(shè)置煤礦通風(fēng)系統(tǒng)保障井下作業(yè)的安全，因此就要對煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行不斷的優(yōu)化，這樣才能不斷提升煤礦井下作業(yè)的安全性。本文通過實(shí)際案例進(jìn)行分析，希望通過本文的分析，能夠?yàn)槊旱V井下通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化提供一些參考意見。

關(guān)鍵詞：煤礦；通風(fēng)系統(tǒng)；優(yōu)化改造；原則；要求；方案

工作人員在井下作業(yè)過程中受到環(huán)境中有毒氣體的影響極易發(fā)生安全事故，對工作人員的人身安全造成極大影響，因此就要不斷降低發(fā)生安全事故的概率。所以將井下的有毒氣體排放到地面上，保持井下各類氣體的濃度能夠維持在一個正常的水平，這樣能為井下作業(yè)人員提供一個安全的作業(yè)環(huán)境。因此就要不斷優(yōu)化煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)，不斷提升煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

1工程概述

本文是以某市的煤礦開采單位為例進(jìn)行分析的，該礦井邊界的形狀不夠規(guī)則，通過測量發(fā)現(xiàn)南北寬度為4.5-18.5km，東西長為3.7-21.5km，面積達(dá)到215.34km2，煤炭的總儲量達(dá)到十分豐富，總共發(fā)現(xiàn)可開采的煤層有10層，采煤層主要分布在第二、第四與第五層。本礦井中總共有5個盤區(qū)。該礦井為低瓦斯礦井，礦井通風(fēng)系統(tǒng)為抽出式，進(jìn)風(fēng)井主要有主斜井、排矸平硐與副平硐這三個進(jìn)風(fēng)井。排矸平硐回風(fēng)井的回風(fēng)量可達(dá)到17856m3/min，工業(yè)廣場回風(fēng)井的回風(fēng)量可達(dá)到8286m3/min，但是在實(shí)際應(yīng)用中存在通風(fēng)線路長、風(fēng)阻大，風(fēng)量分配不合理等問題，對通風(fēng)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行造成極大影響。

2礦井通風(fēng)工作的重要性

由于在礦井生產(chǎn)作業(yè)過程中，井下的粉塵、有毒氣體會對人體造成極大傷害，同時也存在瓦斯爆炸等各類安全事故，這就要求企業(yè)要做好井下通風(fēng)工作。礦井通風(fēng)在實(shí)際的應(yīng)用中，能夠保持井下作業(yè)人員呼吸到新鮮空氣，減少有害氣體或者粉塵的吸入量。同時也是嚴(yán)格遵守煤礦安全施工相關(guān)規(guī)定的要求。當(dāng)井下發(fā)生火災(zāi)時，需要在礦井通風(fēng)的幫助下，為工作人提供逃生的機(jī)會，將井下作業(yè)的危害程度降到最低。因此在煤礦井下作業(yè)過程中，通風(fēng)系統(tǒng)是十分重要的內(nèi)容，并且也能保證井下作業(yè)人員的人身安全與財(cái)產(chǎn)安全，將對企業(yè)的不良影響降到最低。這樣才能促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，保證企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

3通風(fēng)系統(tǒng)存在的不足

3.1通風(fēng)線路長、風(fēng)阻大

在本案例中目前的通風(fēng)系統(tǒng)，在廣場的回風(fēng)井，主要是對4號煤層的通風(fēng)工作進(jìn)行負(fù)責(zé)，2號煤層的通風(fēng)工作是由排矸平硐回風(fēng)井負(fù)責(zé)的。但是通風(fēng)線路較長，在通風(fēng)過程中阻力較大，并且煤層極易發(fā)生自燃，這樣就造成極大的安全隱患。

3.2風(fēng)量分配不合理

礦井在設(shè)計(jì)中，最先采用的通風(fēng)方式為“U”型，但是由于瓦斯在工作面上的集聚，設(shè)計(jì)人員又將通風(fēng)方式進(jìn)行優(yōu)化，改造為“Y”型，在這樣的通風(fēng)方式下，風(fēng)流需要經(jīng)過多個過程才能回到總回風(fēng)巷。在企業(yè)煤炭開采的不斷進(jìn)行過程中，通風(fēng)線路也在發(fā)生變化，同時也變得更加復(fù)雜，如果在開采煤炭過程中，目前的通風(fēng)量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠[1]。

3.3其他問題

就目前的情況來看。通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)比較復(fù)雜，并且在井下發(fā)生火災(zāi)之后，會將火災(zāi)范圍擴(kuò)大，減弱火災(zāi)抵抗能力。由于通風(fēng)線路設(shè)計(jì)較長，這就使得某一個位置的溫度過高，會給煤炭開采工作帶來極大安全隱患，同時也會對企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展造成極大阻礙。

4通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化研究

4.1優(yōu)化方案

通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化工作具有一定的復(fù)雜性與專業(yè)性，并且要對目前礦井的通風(fēng)方式與生產(chǎn)方式進(jìn)行系統(tǒng)的、科學(xué)的分析，這樣才能對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行有效的優(yōu)化。

4.1.1第一種優(yōu)化方案：在現(xiàn)有的通風(fēng)條件下，對通風(fēng)方式進(jìn)行調(diào)整，保證在工作面上的回風(fēng)巷的風(fēng)流能夠在進(jìn)入排矸平硐回風(fēng)井時，經(jīng)過邊界巷，并且保證工作面由兩個風(fēng)機(jī)同時負(fù)責(zé)[2]。

4.1.2第二種優(yōu)化方案：對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，將原有的分煤層回風(fēng)進(jìn)行改造，并且以分盤區(qū)回風(fēng)方式呈現(xiàn)。2號與4號的一盤區(qū)，回風(fēng)任務(wù)由工業(yè)廣場副斜井進(jìn)行負(fù)責(zé)，在2號與4號的兩個盤區(qū)的回風(fēng)任務(wù)是由排矸平硐回風(fēng)井風(fēng)機(jī)進(jìn)行負(fù)責(zé)的。下面就對二者在優(yōu)化后的效果進(jìn)行對比：

第一種優(yōu)化方案的優(yōu)勢：在對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化過程中工程量較小，只要進(jìn)行兩處施工便可完成優(yōu)化工作[3]。第二種優(yōu)化方案的優(yōu)勢：通過優(yōu)化之后，能夠?qū)崿F(xiàn)獨(dú)立通風(fēng)，并且可靠性得到有效增加。對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化之后，通風(fēng)路徑明顯縮短，這樣就能有效降低風(fēng)阻，并對原來通風(fēng)系統(tǒng)中存在的問題進(jìn)行合理解決。

第一種優(yōu)化方案的劣勢：無法保證兩套通風(fēng)系統(tǒng)的獨(dú)立，并且在應(yīng)用中抗干擾效果較差，并且通風(fēng)線路較長，對原有通風(fēng)系統(tǒng)中的問題未能有效解決。第一種優(yōu)化方案的劣勢：在本方案下對工程的改造量較大，需要施工的地方為4個，需要拆除的地方也達(dá)到3個，并且后期對風(fēng)機(jī)的更換概率較大[4]。

4.2實(shí)施方案

在對第二種方案通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化過程中，需要按照以下步驟進(jìn)行施工：

第一，對2號與4號的煤層總回風(fēng)巷與回風(fēng)暗斜井間的密閉進(jìn)行啟動；第二，將調(diào)節(jié)窗設(shè)置在在2號煤層的2盤區(qū)的回風(fēng)巷與回風(fēng)井中間；第三，砌設(shè)一堵密閉回風(fēng)順槽在4號煤層的4盤區(qū)；第四，將風(fēng)門設(shè)置在4號煤層的2盤區(qū)的主回風(fēng)與聯(lián)巷中間；第五，將位于4號煤層的2盤區(qū)的風(fēng)窗進(jìn)行拆除；第六，將位于2號煤層的2盤區(qū)的密閉進(jìn)行拆除，并且在3聯(lián)巷中增設(shè)密閉[5]。

4.3優(yōu)化后通風(fēng)效果檢驗(yàn)

通風(fēng)系統(tǒng)經(jīng)過優(yōu)化之后需要對其應(yīng)用效果進(jìn)行檢驗(yàn)，在檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，能夠?qū)⒃械耐L(fēng)線路縮短到5000m，并將能夠?qū)L(fēng)機(jī)負(fù)壓有效降低150Pa。同時在優(yōu)化之后，對回風(fēng)井的工作進(jìn)行明確，這樣就能防止出現(xiàn)通風(fēng)線路交叉的情況，這樣就能保證通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的簡單化，進(jìn)而提升通風(fēng)系對各種災(zāi)害的抵抗能力，并且能夠滿足企業(yè)的發(fā)展需求。

5礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化的原則與要求

5.1礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化原則

在對礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化時，需要嚴(yán)格按照以下幾個原則進(jìn)行操作：第一，在通風(fēng)系統(tǒng)布置與優(yōu)化過程中一定要保證網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的簡單性，并且保持良好的經(jīng)濟(jì)效益與通風(fēng)效果；第二，首先要確定優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，確定優(yōu)化技術(shù)，保證設(shè)計(jì)方案能夠促進(jìn)優(yōu)化作業(yè)的順利進(jìn)行；第三，保證對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化之后，滿足基本的可靠性與穩(wěn)定性，并且要保證在通風(fēng)過程中的安全性；第四，保證通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化之后能夠滿足礦井的生產(chǎn)環(huán)境與條件，并且要在相關(guān)法律法規(guī)的基礎(chǔ)上保證通風(fēng)系統(tǒng)的安全性。

5.2礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化要求

礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化過程中需要滿足以下幾個方面的要求：第一，能夠?yàn)榫绿峁┬迈r的空氣，保證井下作業(yè)的有序進(jìn)行；第二，在通風(fēng)系統(tǒng)布設(shè)過程中要保證穩(wěn)定的風(fēng)流，并且要以簡單化為目標(biāo)，提升管理的便捷性；第三，一定能遇到突發(fā)狀況，要立撤離相關(guān)工作人員，保證對風(fēng)流進(jìn)行有效的控制；第四，較低的維護(hù)成本，這樣才能提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

6結(jié)語

煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化具有重要意義，能夠保證井下作業(yè)人員的人身與財(cái)產(chǎn)安全，降低發(fā)生安全事故的概率。因此在通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)化過程中，要認(rèn)識到煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)的重要性，并對目前使用的通風(fēng)系統(tǒng)中存在的不足進(jìn)行研究，進(jìn)而通過合理的優(yōu)化方案不斷提升煤礦井下通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性，進(jìn)而促進(jìn)我國煤礦企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：陜西延長石油集團(tuán)橫山魏墻煤業(yè)有限公司）