摘要：現(xiàn)代社會(huì)的飛速發(fā)展使得我國的經(jīng)濟(jì)水平正在不斷提升，礦產(chǎn)資源作為推進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不可或缺的重要能源，其受開發(fā)力度正在不斷增加，與之相對(duì)應(yīng)的，礦井的數(shù)量也正在不斷地增加，因而這就要求有關(guān)單位能夠運(yùn)用更為科學(xué)合理的技術(shù)，以此來全面提高生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)安全性。本文針對(duì)礦井通風(fēng)技術(shù)以及其系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方式作出了簡(jiǎn)要探析，首先針對(duì)性地分析了礦井通風(fēng)技術(shù)的概述，而后簡(jiǎn)要敘述了礦井通風(fēng)技術(shù)的發(fā)展歷程，最后則是簡(jiǎn)要敘述了有關(guān)于礦井通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化方案以及最終評(píng)價(jià)結(jié)果比對(duì)，以求能夠?yàn)橛嘘P(guān)單位提供借鑒作用。

關(guān)鍵詞：礦井通風(fēng)技術(shù);通風(fēng)系統(tǒng);發(fā)展歷程;優(yōu)化方案

一、前言

現(xiàn)代社會(huì)的飛速發(fā)展使得各行業(yè)對(duì)礦產(chǎn)資源的需要越發(fā)提高，因而使得礦井開采力度不斷增加，在此種嶄新的社會(huì)背景之下，礦井通風(fēng)技術(shù)逐漸受到行業(yè)內(nèi)外的廣泛重視[1]。礦井通風(fēng)技術(shù)將會(huì)對(duì)礦井的正常生產(chǎn)帶來不可或缺的影響，其不僅能夠?yàn)榈V井內(nèi)部提供大量新鮮的空氣，而且還能行之有效調(diào)控礦井內(nèi)部的溫度，從而有效降低挖礦事故的發(fā)生概率，保障有關(guān)礦井作業(yè)人員的生命安全。就目前來看，我國在礦井通風(fēng)方面的技術(shù)已經(jīng)越發(fā)成熟，但是在實(shí)際操作的過程中卻還存有些許不足之處，仍然需要對(duì)整體工作流程作出優(yōu)化革新處理。

二、礦井通風(fēng)技術(shù)概述

礦井通風(fēng)技術(shù)的主要目標(biāo)是為礦井內(nèi)部提供大量新鮮空氣并排除礦井內(nèi)部的廢氣，此項(xiàng)技術(shù)從屬于礦井作業(yè)的核心組成部分。礦井通風(fēng)技術(shù)主要依托于計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過科學(xué)合理的互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)來建設(shè)相應(yīng)的通風(fēng)工程體系，而后結(jié)合計(jì)算機(jī)所擁有的優(yōu)秀效能，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦井內(nèi)部的灰塵以及風(fēng)流的凈化，以此來保障礦井內(nèi)部擁有大量新鮮空氣[2]。礦井通風(fēng)技術(shù)將會(huì)對(duì)空氣的正常流通以及礦井內(nèi)部溫度控制帶來重要影響，借助于通風(fēng)系統(tǒng)來將礦井內(nèi)部的污濁空氣全部排出，同時(shí)還需要保持足夠穩(wěn)定的空氣供給，以此來保障礦井內(nèi)部時(shí)刻都有充足的新鮮空氣，行之有效地避免工作人員因空氣污濁而中毒的問題的出現(xiàn)。通風(fēng)系統(tǒng)主要由兩部分構(gòu)成，分別是通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)以及通風(fēng)設(shè)計(jì)。結(jié)合通風(fēng)的動(dòng)力的差異來看，可以將系統(tǒng)區(qū)分為機(jī)械化通風(fēng)系統(tǒng)以及自然通風(fēng)系統(tǒng)，后者需要良好的外界環(huán)境做支撐方可，同時(shí)其穩(wěn)定性也并不高，所以并非是通風(fēng)系統(tǒng)的首選，也正是因?yàn)槿绱?，現(xiàn)下業(yè)界通常使用機(jī)械化通風(fēng)系統(tǒng)[3]。

（一）行之有效地推進(jìn)礦井通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用必須滿足的條件

1. 擁有獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)。

2. 擁有專門工作于井下爆破庫的通風(fēng)系統(tǒng)。

3. 設(shè)計(jì)回風(fēng)巷的固定點(diǎn)。

這樣便可以構(gòu)成足夠完整的通風(fēng)系統(tǒng)，從而為安全施工提供良好的支撐作用。就目前來看，我國的礦井通風(fēng)技術(shù)已經(jīng)趨近于成熟，但是對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用以及設(shè)計(jì)尚且存有不足之處，尤其是在施工過程中，常常會(huì)降低當(dāng)前礦井可獲得經(jīng)濟(jì)效益。礦井通風(fēng)系統(tǒng)的正常運(yùn)作往往需要大量能源作為支撐方可，如果通風(fēng)線路的設(shè)計(jì)不夠合理的話，那么將會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)的工作效率嚴(yán)重降低，甚至還會(huì)間接增加當(dāng)前礦井的生產(chǎn)成本。

（二）有關(guān)于礦井通風(fēng)技術(shù)的優(yōu)化的研究主要在于以下幾點(diǎn)

1. 有關(guān)于礦井降溫技術(shù)的研究，此種技術(shù)能夠提高通風(fēng)效率，對(duì)調(diào)控礦井內(nèi)部溫度而言，意義非凡。

2. 動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)，通過此種技術(shù)的不斷優(yōu)化，結(jié)合當(dāng)前礦井的具體工作情況，有針對(duì)性地調(diào)整礦井內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)分布情況。

3. 關(guān)于降低通風(fēng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)成本的有關(guān)研究，用以利用最少的資金來達(dá)成最好的效果。

三、礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特征以及其發(fā)展

（一）礦井通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的特征

礦井通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)劣將會(huì)直接關(guān)系礦井內(nèi)部的安全生產(chǎn)狀況，從屬于礦山正常工作的核心特征[4]。礦井通風(fēng)系統(tǒng)的核心功能是將各種新鮮空氣輸送到相應(yīng)的礦井內(nèi)部，用以排除各種有毒、有害的危險(xiǎn)氣體，全面保障礦井內(nèi)部的安全生產(chǎn)。礦井通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)將會(huì)為礦井中提供大量質(zhì)量良好的空氣，同時(shí)還能夠提供更為干凈的生產(chǎn)環(huán)境，可以保證工作人員的生命安全以及生產(chǎn)安全。由此可見，全面推進(jìn)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的建設(shè)的重要性，其需要符合安全性、經(jīng)濟(jì)性、簡(jiǎn)單性以及先進(jìn)性等重要特征。

隨著各種科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，礦井通風(fēng)系統(tǒng)也受到了不斷地優(yōu)化革新。由于礦物資源逐漸趨于枯竭狀態(tài)，因此金屬物的地下采礦資源變得越發(fā)稀缺，各種采掘范圍正在不斷擴(kuò)大，始終保持在地下通道之中，隨著開發(fā)范圍的不斷增加，相應(yīng)的開墾地將會(huì)被廢止，隨之而來的就是現(xiàn)有通風(fēng)系統(tǒng)的廢止。如此就會(huì)導(dǎo)致礦井內(nèi)部的工作人員的生命健康受到影響，甚至還會(huì)嚴(yán)重威脅隧道內(nèi)部的采礦工作的正常運(yùn)作。

（二）礦井通風(fēng)技術(shù)的發(fā)展

現(xiàn)如今，我國礦井技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)趨于成熟，其發(fā)展歷程主要可以被概括為以下兩個(gè)階段：首先，傳統(tǒng)的通風(fēng)系統(tǒng)的作業(yè)階段，此階段的通風(fēng)系統(tǒng)主要將大風(fēng)扇作為核心通風(fēng)工具，并結(jié)合不同礦井的物資開采情況來設(shè)計(jì)出完全不同的分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)，主要可以被分為統(tǒng)一以及分區(qū)通風(fēng)這兩大重要體系[5]。

前者主要利用在非煤礦井的開采中國，對(duì)于開采范圍相對(duì)較小并且深度較大的礦井來講，此種方法顯然是極為重要的，系統(tǒng)將會(huì)更為有效地集中風(fēng)力，降低通風(fēng)系統(tǒng)的管理難度，提高整體管理水準(zhǔn)。

分區(qū)通風(fēng)系統(tǒng)主要用于礦井作業(yè)點(diǎn)相對(duì)分散的區(qū)域之中，其應(yīng)用將會(huì)使得礦井內(nèi)部的通風(fēng)系統(tǒng)更為分散，將通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置在各個(gè)區(qū)域之中，避免通風(fēng)阻力過大的問題出現(xiàn)，切實(shí)有效地降低系統(tǒng)的運(yùn)行成本，提高當(dāng)前礦井內(nèi)部的各個(gè)分散作業(yè)區(qū)的通風(fēng)水準(zhǔn)。在20世紀(jì)80年代，我國礦井普遍采用此種通風(fēng)技術(shù)，但是由于其無法隨時(shí)停止，因此往往會(huì)產(chǎn)生諸多資源浪費(fèi)問題[6]。

由此可見，傳統(tǒng)的礦井通風(fēng)系統(tǒng)并不適用所有形態(tài)的礦井作業(yè)，隨著社會(huì)的發(fā)展，我國對(duì)于礦產(chǎn)資源的開發(fā)越發(fā)增強(qiáng)，礦井通風(fēng)系統(tǒng)獲得嶄新發(fā)展，離心式通風(fēng)機(jī)便是最具代表性的通風(fēng)技術(shù)，其能夠行之有效地控制礦井內(nèi)部的通風(fēng)系統(tǒng)，低負(fù)荷時(shí)的高效運(yùn)作將會(huì)切實(shí)降低所需要投入的經(jīng)濟(jì)成本。結(jié)合煤礦井的實(shí)際通風(fēng)需求，軸流式扇風(fēng)機(jī)開始被廣泛應(yīng)用其中，其不僅僅占據(jù)空間小，而且還具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，此種通風(fēng)設(shè)備還融合相應(yīng)的德國軸承監(jiān)控系統(tǒng)，其為我國煤礦開采與生產(chǎn)工作帶來了巨大的幫助。

四、礦井通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

（一）某礦井通風(fēng)系統(tǒng)評(píng)價(jià)

本地區(qū)某礦井所使用的通風(fēng)系統(tǒng)為抽出式礦井通風(fēng)系統(tǒng)（如下圖1），本文主要選取8項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)作分析，主要包含此礦井的三個(gè)生產(chǎn)中斷以及開拓中段，最終獲得的調(diào)查結(jié)果如表1所示。根據(jù)表格數(shù)據(jù)結(jié)果來看，此礦井的通風(fēng)系統(tǒng)主要包含下列不足之處：

1. 本礦井通風(fēng)系統(tǒng)的主要風(fēng)扇的工作效率明顯地下，因而導(dǎo)致風(fēng)機(jī)裝置難以和相應(yīng)的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)做匹配，嚴(yán)重影響礦井內(nèi)部的正常生產(chǎn)。

2. 本礦井的進(jìn)風(fēng)量為25.5 m3/s，和實(shí)際的通風(fēng)量需求并不相同，礦井內(nèi)部的廢氣難以被有效排出，嚴(yán)重影響工作人員的安全。

3. 礦井通風(fēng)系統(tǒng)優(yōu)較不穩(wěn)定，此礦井內(nèi)部的通風(fēng)裝置的完善程度明顯不高，因此導(dǎo)致風(fēng)流波動(dòng)頻繁，甚至還頻頻出現(xiàn)漏風(fēng)問題，無法滿足整體生產(chǎn)需求[7]。

（二）礦井通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化方案

在設(shè)計(jì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化方案的過程中，需要深度切合當(dāng)前礦井工程內(nèi)部的通風(fēng)系統(tǒng)所存有的問題，需要嚴(yán)格按照經(jīng)濟(jì)性、安全性以及穩(wěn)定性的原則來進(jìn)行改造優(yōu)化[8]。現(xiàn)將礦井內(nèi)部的通風(fēng)系統(tǒng)的作出如下改造：

1. 按照礦井內(nèi)部的開采情況來選取中央邊界式通風(fēng)系統(tǒng)以及兩翼對(duì)角式通風(fēng)系統(tǒng)。

2. 增添相應(yīng)的回風(fēng)巷，以此來完成分區(qū)通風(fēng)工作，全面提高風(fēng)流的穩(wěn)定性，按照礦井的實(shí)際工作需要來控制風(fēng)流量，以此來解決生產(chǎn)過程中通風(fēng)不暢的問題。

3. 采取局部通風(fēng)設(shè)備，以此來完成通風(fēng)工作，契合反向風(fēng)門手段，全面提高現(xiàn)下礦井開采安全度。

（三）礦井通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化方案的實(shí)際效果

在針對(duì)性地對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)做改造處理后，明顯發(fā)現(xiàn)此礦井有效解決了以往回風(fēng)巷內(nèi)部堆積石塊的問題，更換的主要風(fēng)扇則是能夠有效滿足礦井內(nèi)部風(fēng)力系統(tǒng)的實(shí)際需求，在輔助風(fēng)扇的幫助下，礦井內(nèi)部的風(fēng)流量逐漸趨于平穩(wěn)狀態(tài)，使得礦井內(nèi)部的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)更為穩(wěn)定，具體的應(yīng)用效果如表2所示。

五、結(jié)束語

總之，礦井通風(fēng)的核心任務(wù)為“三防”，只有采用最為科學(xué)合理的通風(fēng)方案，才能夠持續(xù)為礦井內(nèi)部提供新鮮空氣，盡可能地避免出現(xiàn)井內(nèi)事故問題。在最近幾年，隨著我國對(duì)礦產(chǎn)資源的需求的不斷提升，礦井作業(yè)安全受到了業(yè)內(nèi)外的廣泛重視，針對(duì)此種社會(huì)現(xiàn)象，礦井通風(fēng)技術(shù)正在受到不斷優(yōu)化與改進(jìn)。通過對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的優(yōu)化以及工作形式的改善處理，能夠極為有效地提高內(nèi)部工作效率以及安全性，以更短時(shí)間締造出更多經(jīng)濟(jì)效益。

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通訊作者：李金剛，1977年11月，男，漢族，河南濮陽人，現(xiàn)任陜西鑫元科工貿(mào)股份有限公司安全環(huán)保健康部經(jīng)理，安全工程師，本科學(xué)歷無學(xué)位。研究方向：礦山安全、應(yīng)急救援、安全培訓(xùn)、安全管理及職業(yè)衛(wèi)生培訓(xùn)。